Электропривод подъемной лебедки литейного крана по схеме “преобразователь частоты – асинхронный короткозамкнутый электродвигатель”

Рисунок 8.2 – График изменения момента и скорости при рекуперативном торможенииПусковой момент:.Таким образом, допустимое угловое ускорение:.Условие выполняется.Так как действует условие , то синхронная скорость в этом случае будет равна:Время первого этапа равно:Разгон двигателя можно разделить на 2 периода:Первый период– момент экспоненциально увеличивается до , скорость увеличивается линейно.Время первого этапа равно:Момент двигателя:.Скорость:.Начальные и конечные значения скорости и момента:,,,.Второй период – разгон по искусственной характеристики до установившихся значений скорости выше синхронной и момента. Длительность периода - .Момент двигателя:.Скорость двигателя:.Начальные и конечные значения скорости и момента:,,,.Полное время разгона:По полученным значениям построим график изменения момента и скорости при разгоне.Рисунок 8.3 – График изменения момента и скорости при пуске (режим спуска груза)Б) Рекуперативное торможение.При переводе двигателя в режим рекуперативного торможения изменится допустимое угловое ускорение:.Выполняется условие .Торможение делится на 2 периода:Момент экспоненциально увеличивается до , скорость уменьшается линейно.Длительность периода:.Момент двигателя:.Скорость двигателя:Начальные и конечные значения скорости и момента:,,,.Момент и скорость уменьшаются до 0 на характеристики динамического торможения.Длительность периода - .Момент двигателя:.Скорость двигателя:.Начальные и конечные значения скорости и момента:,,,.Полное время торможения:.На основании расчётов построим график изменения скорости и момента при торможении.Рисунок 8.4 – График изменения момента и скорости при рекуперативном торможении (режим спуска груза)После расчёта переходного процесса можно построить тахограмму и нагрузочную диаграмму двигателя.Рисунок 8.5 – Тахограмма двигателяРисунок 8.6 – Нагрузочная диаграмма двигателя9. ПРОВЕРКА ПРЕДВАРИТЕЛЬНО ВЫБРАННОГО ДВИГАТЕЛЯ ПО НАГРЕВУ И ПЕРЕГРУЗКЕДля проверки двигателя по нагреву воспользуемся методом эквивалентного нагрева:Эквивалентный приведённый момент двигателя:Номинальный момент двигателя:Соотношение соблюдается, следовательно, перегрева двигателя выше допустимого значения не происходит.Для проверки двигателя на перегрузочную способность воспользуемся следующим соотношением:.Максимальный статический момент:.Критический момент: .Критический момент при снижении на 10% напряжения:.Таким образом, видно, что соотношение выполняется. Это значит, что при максимальном статическом моменте на валу перегрузочная способность сохранится даже при снижении напряжения на 10%.10. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КПД ЭЛЕКТРОПРИВОДА ЗА ЦИКЛ РАБОТЫКПД электропривода можно рассчитать по формуле:,где - кпд двигателя за период работы, - кпд редуктора за период работы, - кпд преобразователя.Определения кпд двигателя за период работы:Номинальные полные потери в двигателе:.Номинальные переменные потери в двигателе:Номинальные постоянные потери в двигателе:.Переменные потери в двигателе при различных моментах на валу:,,.Кпд двигателя за цикл работы:.Тогда кпд привода за цикл работы:.11. РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА, ОПИСАНИЕ ЕЁ РАБОТЫНа рисунке 11.1 приведена электрическая принципиальная схема электропривода.Схема представляет собой систему управления привода по схеме «Преобразователь частоты – Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором». Преобразователь частоты питается от сети напряжением 380 В. Схема управления питается от напряжения в 220 В.Рисунок 11.1 - Электрическая принципиальная схема силовой части ЭПДля пуска электропривода необходимо включить автоматические выключатели QF1 и QF2, тем самым подав напряжение на силовую цепь и цепь управления. Для подключения преобразователя частоты к сети следует нажать кнопку SB1, которая подаст напряжение на контактор КМ1 и он замкнет свои контакты в силовой цепи.Командоконтроллер SAзадаёт направление вращения двигателем (движение тележки вправо или влево). При переводе командоконтроллера в положение В1 включается катушка KL1 которая своим блок контактом подключает задающий резистор к питанию +10В, при переводе командоконтроллера в положение Н1катушка KL2 подключает задающий резистор к питанию -10В. Скорость задаётся положением переменного резистора (потенциометра) задающего резистора через нормально замкнутый контакт реле KL3. Реле KL3 включается при переводе командоконтроллера в положение 0, при этом KL1 и KL2 отключаются, и задающий сигнал на скорость будет равен 0.Достигнув конечного положения, срабатывает конечный выключатель SQ1, размыкая цепь управления. При нажатии на кнопку SB2 KM1 размыкает свои контакты в силовой цепи и отключит ПЧ и двигатель от сети.В электроприводе предусмотрены следующие виды защит:максимально-токовая защита (QF1,QF2, а также внутренние средства преобразователя);нулевая защита (так как вся аппаратура управления работает на переменном напряжении);тепловая защита (QF1,QF2);токовая отсечка;защита от неправильного чередования фаз или обрыва фазы;защита от обрыва цепи возбуждения.12. ВЫБОР АППАРАТУРЫ УПРАВЛЕНИЯ, ЗАЩИТЫ И СИГНАЛИЗАЦИИ, СОСТАВЛЕНИЕ ПЕРЕЧНЯ ЭЛЕМЕНТОВВыключатели кнопочные SB1-SB2 выбираем на номинальное напряжение сети по 220В. Используем выключатели кнопочные: ВК43-21-10110-54УХЛ2 с одним замыкающим контактом без самовозврата Выключатели рассчитаны на переменное напряжение до 380 В и способны коммутировать токи до 10 А.Командоконтроллер ККП-1142 на 3 положения 1 положение вперёд, 1 положение назад 6 контактных устройств по [30]Контактор КМ1 выбираю LC1E120B5 с тремя размыкающими контактами.Номинальный ток контактора 160 А, по номинальному току электродвигателя (Iн=149А), катушки контакторов на номинальное напряжение 220 В.Промежуточные реле КL1-КL3 РЭП26 с двумя замыкающими и одним размыкающим контактами.Резистор тормозной 6SE6400-4BD12-0BA0. [31]Сигнальные светодиоды уже имеются в преобразователе: зеленый сигнализирует включение преобразователя, красный – исчезновение напряжения или срабатывание внутренней защиты преобразователя.Выбираю автоматический выключатель QF2 АЕ 2063ММIнр = 160 А. Выбираю выключатель ВПК 2112 БУ2 на номинальное напряжение 220 В [31].Выбор контроля скорости RCSВыбираем для контроля сокрости РКС-М-УХЛ4 с максимальным напряжением на контактах в 500 В. Максимальная частота оборотов 3000 об/мин [32]. ЗАКЛЮЧЕНИЕПо нагрузочной диаграмме механизма был сделан расчёт мощности двигателя и выбран электродвигатель постоянного тока MTKH280S6мощностью 75 кВт.Для трех скоростей (максимальной, средней и минимальной) были определены моменты и рассчитаны механические характеристики. Был рассчитан коэффициент обратной связи по скорости, обеспечивающий изменение скорости при изменении момента сопротивления в требуемых пределах 15%. Был произведён расчет переходных процессов скорости и момента за цикл работы (пуск с грузом, установившийся режим, торможение с грузом, пуск без груза, установившийся режим, торможение без груза). Выбран преобразователь частоты и рассчитаны характеристики при изменении частоты питающего напряжения.Была разработана принципиальная электрическая схема электропривода и приведено её описание. Для принципиальной схемы была выбрана аппаратура управления и защиты.СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1. Булгаков, А.А. Частотное управление асинхронными двигателями./ А.А. Булгаков. – 3-е перераб. изд. – М.: Энергоиздат, 1982. – 216 с.: ил.2. Ключев, В.И. Теория электропривода: Учебник для вузов / В.И. Ключев. – M.: Энергоиздат, 1985. – 560 с.: ил.3. Ключев, В.И. Электропривод и автоматизация общепромышленных механизмов: Учебник для вузов / В.И. Ключев, В.М. Терехов. – М.: Энергия, 1980. – 360 с.: ил4. Чиликин, М.Г. Общий курс электропривода: Учебник для вузов / М.Г. Чиликин, А.С. Сандлер. – 6-е изд., доп. и перераб. – М.: Энергоиздат, 1981. – 576 с.: ил.5. Чиликин, М.Г. Основы автоматизированного электропривода: Учеб. пособие для вузов / М.Г. Чиликин, М.М. Соколов, В.М. Терехов, А.В. Шинянский. – М.: Энергия, 1974. – 568 с.: ил.6. Кравчик, А.Э. Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник / А. Э. Кравчик, М.М. Шлаф, В.И. Афонин, Е.А. Соболенская. – М.: Энергоиздат, 1982. – 504 с.: ил.7. Онищенко, Г.Б. Автоматизированный электропривод промышленных установок: Учеб. пособие для студентов вузов / Под общ. ред. Г.Б. Онищенко. – М.: РАСХН, 2001. – 520 с.: ил.8. Яуре, А.Г. Крановый электропривод: Справочник / А.Г. Яуре, Е.М. Певзнер. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 344 с.: ил.9. Стандарт промышленного предприятия. Проекты дипломные и курсовые. Общие требования к оформлению пояснительных записок и чертежей. СТП 1-У-НГТУ-2004/ НГТУ: Н.Новгород, 2004.10. Реле управления и защиты /Н.В.Возняк. М., Информэлектро, 1998.11. Аппараты защиты. т.1, ч.1. Предохранителя низкого и высокого напряжения. Справочник. М., Информэлектро 1999.12. Автоматические выключатели общего применения до 630 А. Справочник. М., Информэлектро, 1996, 184с.: с илл. табл.13. Силовые полупроводниковые приборы: Справочник /О.Г.Чебовский Л.Г.Моисеев, Р.П.Недошивин -2-е изд., перераб. и доп. -М., Энергоатомиздат, 1985. -400с.,илл.