Автоматизированный электропривод мостового крана

416,84

0

f₁=45 Гц

s

о.е.

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0

w

рад/с

0

5,495

10,99

16,485

21,98

27,475

32,97

38,465

43,96

49,455

54,95

M

Нм

401,52

432,98

468,44

507,96

550,74

593,90

629,49

638,21

578,38

380,80

0

Полученные частотные характеристики представлены на рисунке 34.

Рисунок 34 - Частотные характеристики

9.5. Расчет динамических характеристик электропривода

На основании синтеза контуров тока статора и скорости построим динамические характеристики. Построение произведено в программе Matlab.

Динамические характеристики для системы ПЧ-АД представлены на рисунках 35 и 36:

Рисунок 35 - Характеристика I_1ф=f(t)

Рисунок 36 - Характеристика

10. Расчет энергетических характеристик и показателей

Показателями энергетической эффективности электропривода являются КПД, коэффициент мощности, количество потребляемой энергии. КПД, коэффициент мощности асинхронного двигателя снижаются при уменьшении нагрузки на валу. Специфика многих механизмов такова, что значительную часть времени они могут работать с малой нагрузкой или в холостую, к таким механизмам относятся: краны, лифты, металлорежущие станки.

КПД электропривода рассчитывается по формуле:

; (104)

где - КПД преобразователя частоты,

- КПД двигателя.

.

.

.

Коэффициент мощности электропривода рассчитывается по формуле:

; (105)

где - коэффициент мощности преобразователя частоты,

- коэффициент мощности двигателя.

.

.

.

Мощность электропривода рассчитывается по формуле:

; (106)

где - мощность двигателя,

- КПД электропривода.

.

.

Рисунок 37 - Структурная схема двухконтурной системы, реализованная в MatLab

Рисунок 38 - Энергетическая характеристика привода

11. Проверка правильности выбора двигателя

Рисунок 39 - Переходной процесс системы по току

Рисунок 40 - Переходной процесс системы по скорости

Проверку выбранного двигателя по нагреву выполняют по методу эквивалентного тока:

(107)

где ? коэффициент ухудшения теплоотдачи двигателя. /5/

Принимаю , т.к.двигатель закрытый с независимой вентиляцией

(108)

А

Произведем проверку для наиболее загруженного участка цикла:

А< А

Проверка по перегрузочной способности

А

А

Данный двигатель соответствует нагрузке.

12. Выбор аппаратов управления и защиты

По своему назначению, специфике работы и конструктивным особенностям грузоподъемные краны относятся к категории оборудования, имеющего повышенную опасность, что объясняется самим процессом работы и этих механизмов в помещениях, где находятся люди и ценное оборудование.

Кран является движущейся установкой и подвержен вибрациям и ударам в процессе движения, поэтому возможность повреждения кабелей и проводов на кранах довольно высока. С учетом этого первостепенной задачей является защита от коротких замыканий .

Важной задачей системы защиты является предотвращение у крановых механизмов недопустимых перегрузок, связанных с неисправностью схемы управления, заклиниванием механизмов , обрывом цепи тормоза и т.д.

Ток перегрузки определиться:

, (109)

где - перегрузочная способность двигателя по току

- номинальный ток двигателя

тогда, А

Для защиты двигателя от токов коротких замыканий и перегрузки к установке принимается автоматический выключатель типа ВА 57-35.

Автоматический выключатель ВА 57-35 -трехполюсный, с тепловым расцепителем токов перегрузки и электромагнитным расцепителем токов короткого замыкания, применяется для отключения тока при аварийных ситуациях (перегрузках, коротких замыканиях и недопустимых снижениях напряжения), а также для нечастых (до 30 раз в сутки) включений и отключений электроцепей.

Тип автомата ВА 57-35

Номинальный ток 250А

Климатическое исполнение по ГОСТ 15150-69 - УХЛ3

Нормативно техническая док-я: ТУ 16-93 ИГПН.641452.068 ТУ

Износостойкость выключателя: общее количество циклов 16000; количество циклов под нагрузкой 10000

Номинальное переменное напряжение сети - 50 Гц до ~660 В

Магнитные пускатели предназначены для удаленного (дистанционного) управления электродвигателями и электроустановками. Они обеспечивают нулевую защиту, то есть при исчезновении напряжения или его падении до 50-60% от номинального катушка не удерживает магнитную систему пускателя, и силовые контакты размыкаются. При восстановлении напряжения токоприёмник остаётся отключенным. Это исключает возможность аварий, связанных с самопроизвольным пуском электроустановки.

К установке принимается магнитный пускатель типа ПМ12-063

Магнитный пускатель типа ПМ12-063 применяется в схемах управления электроприводами в стационарных установках для применения в стационарных установках для дистанционного пуска непосредственным подключением к сети, остановки и реверсирования трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором

Таблица 11- техническая характеристика магнитного пускателя типа ПМ12-063

Тип	Технические характеристики
	Номин. напряж., В	Номин. ток, А	Номинальное напряжение цепей управления, В	Число и исполнение контактов вспомогат. цепи	Класс износо- стойкости	Масса, кг
			Переменное частотой
			50Гц
ПМ12-063	380	250	380	3+2 р	А; Б; В	13,5

13. Оценка качества электропривода

В данной работе был исследован и разработан электропривод подъемного механизма крана, предназначенного для подъема и опускания груза и совершающий движение по заданному циклу.

На основе исходных данных и технических требований была, в результате анализа, выбрана схема электропривода. Был сделан вывод, что наиболее рациональной системой в данном случае является система ПЧ-АД. Далее, по нагрузочным диаграммам был выбран двигатель постоянного тока серии MTКH511-8 и произведена проверка по условиям нагрева и допустимой перегрузки. Выбранный двигатель удовлетворяет этим условиям.

Также был выбран преобразователь частоты, входной и выходной фильтры. Рассчитаны статические характеристики в замкнутой и разомкнутой системах. Выбор структуры замкнутой системы, следуя рекомендациям, был остановлен на системе с подчиненным регулированием координат с применением настройки на технический оптимум. Рассчитаны переходные процессы в MatLab6.5, а их анализ, исходя из физических соображений, показал, что полученные динамические показатели соответствуют заданным.Кроме этого был произведен расчет энергетических показателей электропривода.

Здесь же двигатель был еще раз проверен по условиям нагрева и перегрузки, с учетом динамических характеристик системы.

Диапазон регулирования скорости D=1:50

Перегрузочная способность

Жесткость замкнутой системы .

Жесткость разомкнутой системы

Запас устойчивости замкнутой системы по фазе ,

время переходного процесса по скорости составляет 0,08с

по току 1,06с

Таким образом, можно сделать вывод, что рассчитанная система ПЧ-АД , удовлетворяет требованиям и может быть применена к установке в мостовом кране КМЭ125/20

Список использованной литературы

1. Крановое электрооборудование [Текст] : Справочник/ Ю. В. Алексеев, А. П. Богославский, Е. М. Певзнер и др.; под ред. А.А.Рабиновича.- М.: Энергия, 1979.- 240 с.

2. Проектирование электрических машин[Текст] : Учебник для вузов / Гольдберг О.Д., Гурин Я.С., Свириденко И.С.- М.: Высшая школа, Изд. 2-е, перераб., доп., 2006.- 430 с. ISBN 5-06-003842-4

3. Вешеневский, С. Н. Характеристики двигателей в электроприводе [Текст] / С. Н. Вешеневский. ? 6-е изд., испр. - М. : Энергия, 1977.- 432 с.

4. Кацман, М.М. Справочник по электрическим машинам [Текст] / М.М. Кацман,- М. : Академия, 2005 - 480 с. ISBN 5-7695-1686-0

5. Соколовский, Г. Г. Электроприводы переменного тока с частотным регулированием [Текст]: учебник для вузов / Г. Г. Соколовский. ? М. : Издательский центр «Академия», 2005. ? 272 с. ? ISBN 5-7695-2306-9.

6. Терехов, В. М. Системы управления электроприводами [Текст]: учебник для вузов / В. М. Терехов, О. И Осипов; под. ред. В. М. Терехова. ? М.: Издательский центр «Академия». 2005.? 304 с. ? ISBN 5-7695-1814-6.

7. Белов, М.П. Автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов и технологических комплексов [Текст]: учебник для вузов / М. П. Белов, В. А. Новиков, Л. Н. Рассудов.? М. : Издательский центр «Академия». 2004.? 576 с. ? ISBN 5-7695-1314-4.

8. Евзеров, И.Х. Комплектные тиристорные электроприводы: справочник/И.Х. Евзеров, А.С. Горбец, Б.И Мошкович и др.; Под ред. канд. технич. наук В.М. Перельмутера- М.:Энергоатомиздат, 1988. - 319с.- ISBN 5 -283 - 00507 - 3.

9. Мажирина, Р.Е. Конспект лекций по курсу «Теории электропривода»

10. Теория электропривода: Методические указания к курсовому проектированию /Сост. Р.Е. Мажирина.- Орск: ОГТИ, 2003.-44с

11. Косаченко, В.П. Конспект лекций по курсу «Системы управления электроприводами»

Размещено на Allbest.ru

...