Экскаватор ЭКГ-20 - механизм хода

рис_1.dwg

График переходных процессов (пуска
Article No.Reference
реверса и торможения).
кафедра ЭГП группа ЭГП-02-2
Кинематическая схема механизма. Структурная схема ЭП в абсолютных единицах. Расчётная механическая характеристика. График переходных процессов.
Кинематическая схема механизма хода ЭКГ-20
Структурная схема ЭП в абсолютных единицах.
Расчётная механическая характеристика.

рисунок7.doc

Рисунок 7. График переходных процессов (пуска реверса и торможения)

курсовой.DOC

Условия и требования предъявляемые к проектируемому электроприводу.
Анализ систем электропривода и структур систем управления электроприводами.
Определение мощности электропривода выбор двигателя и управляемого преобразователя.
1. Расчет мощности и выбор двигателя.
2. Построение нагрузочной и скоростной диаграмм выбранного двигателя.
3. Проверка двигателя по условиям нагрева и механическую перегрузку.
4. Выбор тиристорного преобразователя.
5. Выбор понижающего трансформатора.
6. Расчет и выбор сглаживающего дросселя.
Расчет структурной схемы электропривода и синтез регуляторов системы управления электроприводом.
1. Расчет структурной схемы электропривода
2. Синтез регулятора тока
3. Синтез регулятора скорости
4. Пересчет структурной схемы в относительных единицах
Анализ статических и динамических свойств электропривода
Описание принципиальной схемы
Список использованной литературы
Экскаватор ЭКГ-20 – мощная карьерная полноповоротная механическая лопата на гусеничном ходу предназначенная для разработки и погрузки в транспортные средства полезных ископаемых или пород вскрыши на открытых горных работах [11].
В данной работе производится расчет и анализ привода механизма хода. Механизм хода приводится в движение двумя электродвигателями посредствам трёхступенчатых цилиндрических редукторов.
Электрооборудование экскаватора эксплуатируется в весьма тяжелых условиях тряски вибраций ударов большой запыленности повышенной влажности при широких пределах изменения температуры окружающей среды. Электропривод механизма работает в интенсивном повторно-кратковременном режиме при изменяющейся нагрузке на валу двигателей
Учитывая выше изложенные условия и опыт эксплуатации к электроприводам экскаватора предъявляют следующие требования:
- обеспечение максимальной производительности при допустимых нагрузках в электромеханическом оборудовании;
- высокая конструктивная надежность бесперебойная работа электропривода в тяжелых условиях;
- надёжное автоматическое ограничение момента развиваемого двигателем путём формирования статической экскаваторной характеристики с требуемым коэффициентом отсечки величину которого можно изменять при наладке в необходимых пределах.
-формирование оптимальных по быстродействию переходных процессов с надежным ограничением момента допустимыми значениями обеспечивающими плавное регулирование скорости.
Для обеспечения требуемого диапазона регулирования скорости и оперативного реверсирования в настоящее время применяют двигатели постоянного тока. Будем применять для дальнейших расчётов двигатель постоянного тока с независимым возбуждением. Для этого двигателя существует три способа регулирования скорости вращения: изменение напряжения подводимого к якорю введением в якорную цепь двигателя дополнительного сопротивления изменение магнитного потока двигателя. При регулировании скорости двигателя изменением магнитного потока ток обмотки возбуждения регулируют или с помощью резистора вводимого в цепь питания обмотки возбуждения или с помощью регулятора напряжения вводимого в цепь обмотки возбуждения. Реостатное регулирование скорости является простым способом т.к. используется пусковой реостат . Эти два способа для регулирования скорости вращения двигателя в основных электроприводах экскаваторов не используются. В настоящее время основным способом регулирования скорости вращения электропривода работающего на постоянном токе является изменение напряжения подводимого к якорю двигателя. Подводимое напряжение регулируют при помощи преобразователей: генератора с тиристорным возбудителем или тиристорного преобразователя. Эти способы обеспечивают необходимые технико-экономические показатели регулирования скорости в главных электроприводах экскаваторов.
Удовлетворить всем условиям может система электропривода где двигатель постоянного тока с независимым возбуждением управляется изменением напряжения в цепи якоря а в качестве управляемого источника служит генератор (система Г-Д) или тиристорный преобразователь (система ТП-Д).
Для обоснования выбора системы управления сравним эти две системы по различным критериям:
По конструктивному исполнению.
Генератор имеет вращающиеся части значит требует периодического ремонта имеет низкий весовой показатель хорошо отработанная конструкция генератора делает его достаточно надёжным.
ТП это статический преобразователь требует техосмотра и имеет блочное исполнение. Его система диагностики сокращает время на поиск поломок и их ремонт.
Генератор обладает значительной электромагнитной инерцией поэтому требуется форсирование переходных процессов генератора. Он исключает возможность скачкообразного изменения ЕГ что является естественной защитой от опасных ускорений.
ТП имеет принципиальную надежность скачкообразного изменения Епр все толчки нагрузки передаются в сеть и наоборот. ТП позволяет сформировать практически любой закон Епр=f(t).
По коэффициенту полезного действия (КПД).
КПД системы ТП-Д выше чем КПД системы Г-Д.
По влиянию на питающую сеть.
ТП при глубоком регулировании Еd имеет низкий cosj поэтому экономия электроэнергии за счёт более высокого КПД резко уменьшается. Значительное потребление реактивной энергии приводит к существенному падению напряжения питающей сети. ТП является генератором высших гармоник что негативно влияет на работу других потребителей.
Генератор практически всегда приводится в движение СД которые работают с опережающим cosj поэтому повышается cosj не только данной машины и установки но и всего предприятия в целом.
По принципу управления.
Генератор управляется проще чем ТП поэтому эксплуатация и наладка ТП требует более высокой квалификации обслуживающего персонала.
По коэффициенту усиления мощности.
У ТП коэффициент усиления значительно больше чем у генератора что позволяет осуществить прямое цифровое управление каждым тиристором что значительно улучшает энергетические показатели ТП.
Из сравнения очевидно что система ТП-Д обладает рядом больших преимуществ перед системой Г-Д. Поэтому на современных высокопроизводительных экскаваторах целесообразней применять систему ТП-Д.
Анализ структур управления:
На сегодня находят применение следующие типовые структуры электропривода: структура с суммирующим усилителем и структура подчинённого регулирования координат.
Основным недостатком структуры с суммирующим усилителем является взаимное влияние обратных связей затрудняющее получение оптимальных динамических качеств при регулировании каждой переменной. Поэтому данные структуры в настоящее время почти не применяются.
Структура с подчинённым регулированием координат имеет ряд существенных достоинств:
- система обеспечивает возможность формирования экскаваторных характеристик с высоким заполнением простыми средствами;
- подбор параметров системы регулирования обеспечивающих определённые динамические качества электропривода осуществляется простым инженерным методом имеющим приемлемую для практики точность;
- благодаря инерционности регулятора тока система отфильтровывает высокие частоты что обеспечивает сохранение демпфирующей способности привода на высоком уровне при абсолютно мягкой статической характеристике.
- система проста в наладке и эксплуатации.
Поэтому на данном электроприводе будем использовать систему подчинённого регулирования координат.
Исходными данными для выбора типа и расчета мощности электропривода являются технологические и конструктивные требования которые возникают в связи с эффективностью использования производственных механизмов.
Одним из основных элементов электропривода определяющим его технические и экономические показатели является электродвигатель. Применение электродвигателя недостаточной мощности может вызвать нарушение в нормальной работе механизма понижение его производительности аварию и выход из строя электродвигателя. Использование электродвигателя повышенной мощности приводит к неоправданным капитальным затратам снижению КПД двигателя.
Для определения мощности электропривода нужно определить усилие требуемое для движения экскаватора на подъём.
Принимаем по техническим данным завода-изготовителя [1]:
- масса экскаватора G = 1060103 кг;
- скорость при перемещения по горизонтальной трассе Vгх = 088 кмч = 0245 мс.
Скорость при перемещении на подъём принимаем как 85% от скорости перемещения по горизонтальной трассе:
Vхп = 085Vгх = 085088 = 0748 кмч = 0208 мс
Максимальное усилие при движении экскаватора на подъём [1c.47]:
Fт = Wп+Wвн = Ggsin α + 259 G = G(981sin 12° + 259) =
= 463G = 4631060103 = 491106 H = 491 MH
где Wп – усилие сопротивления подъёму Н;
Wвн – внутренние сопротивления (трения в подшипниках трение гусениц при движении о грунт Н;
α – допустимый угол подъёма трассы градусы.
Для определения мощности привода используем относительный коэффициент [1с.51]: отсюда получаем:
Р = 814910748 =2975 кВт
При двух двигателях мощность каждого из них составит:
Выбираем двигатель: ДЭ-816ХЛ1 [2]:
Номинальная мощность: РН =
Номинальная частота вращения: nН =
Номинальное напряжение: UН =
Номинальный ток якоря: IН =
Напряжение возбуждения: UВ =
Ток возбуждения: IВ =
Сопротивления обмоток при 20°С:
-вспомогательных полюсов: RБГ20° =
- обмотки независимого возбуждения: RВ20° =
Допустимое время работы : Тн=
Диаметр ведущего колеса [3c.79]:
где КL – конструктивный коэффициент [3c.177].
Частота вращения ведущего колеса[3с.76]:
Передаточное число редуктора [376]:
Выбираем редуктор[3]: трехступенчатый iред=200.
Кинематическая схема механизма представлена на рис.1.
Номинальный момент на валу двигателя [3c.34]:
Момент инерции якоря двигателя [3с.34]:
Jя=000015Мном15=000015298415=2446 кгм2
Для упрощения расчетов момент инерции цилиндрического редуктора принимаем равным 15-20% от момента инерции якоря двигателя [3с.42]:
Момент инерции поступательно перемещающихся масс [3с.42]:
Суммарный момент инерции:
ΣJ = Jя + Jред + Jпост = 2446+489+1811=4746 кгм2
Момент статической нагрузки на валу[3]:
где мех – КПД механизма хода при подъёме
адв – количество двигателей в системе.
Для формирования статической экскаваторной характеристики необходимо задаться стопорным моментом и моментом отсечки:
Мстоп = (2÷25)Мном = 252984 = 7460 Нм
Мотс = (07÷08) Мстоп = 087460 = 5968 Нм
Пусковой момент для упрощения принимаем как среднее арифметическое между стопорным моментом и моментом отсечки:
Динамические моменты при пуске и торможении принимаем равными друг другу:
Момент развиваемый при торможении:
Номинальная угловая скорость вращения:
Нагрузочная и скоростная диаграммы пуска реверса и останова двигателя приведены на рис.2.
Время работы двигателя обусловленное длинной кабеля:
где lкаб – длина кабеля.
Механическая перегрузка [3c.77]:
Выбранный двигатель будет обеспечивать требуемую максимальную мощность в течение 20и минут при перемещении экскаватора на подъём.
Эквивалентный момент двигателя:
Так как Мэкв>Мн и tпTн то необходимо проверить условие: [3с.44].
Эквивалентная мощность:
Приведённая номинальная мощность:
Выбранный двигатель соответствует условиям по нагреву.
Для осуществления автоматического регулирования предусматривают управляемые преобразователи позволяющие автоматически под воздействием обратных связей изменять управляющий сигнал. В данном случае используем систему ТП-Д с импульсно-фазовым управлением.
Выбор тиристорного преобразователя производится по следующим условиям [9]:
где: Id.ТП – выпрямленный ток преобразователя А;
IН.ДВ = IН = 370А – номинальный ток двигателя;
UdТП – номинальное выпрямленное напряжение тиристорного преобразователя;
UН..ДВ =UН=440В – номинальное напряжение эквивалентного двигателя;
В соответствии с требованиями выбираем преобразователь марки [4]:
КТЭУ-500440-23222-УХЛ4
Понижающий трансформатор нужен для согласования напряжения питания тиристорного преобразователя с напряжением питающей сети.
Для выбора питающего трансформатора для тиристорного преобразователя необходимо учесть следующие условия [8]:
- напряжение обмотки высшего напряжения трансформатора должно совпадать с напряжением питающей сети:
где напряжение питающей сети UС = 6 кВ;
- вторичное номинальное фазное напряжение трансформатора:
где: U2Ф.расч – вторичное фазное расчетное напряжение трансформатора;
- номинальный вторичный фазный ток трансформатора:
где: I2Ф.расч – расчетный вторичный фазный ток трансформатора;
Вторичное фазное расчетное напряжение трансформатора:
где: Е2Ф – вторичная фазная ЭДС трансформатора;
где: Кu =1234 - коэффициент зависящий от схемы выпрямления в данном случае для трехфазной мостовой схемы;
Еd0 – ЭДС на выходе преобразователя;
Э.Д.С. на выходе преобразователя:
где: КС =10511- коэффициент учитывающий возможное скачки напряжения питающей сети на 5÷10%;
Кd = 1115 – коэффициент учитывающий неполное открывание тиристоров при максимальном управляющем сигнале;
КП = 105 – коэффициент учитывающий падение напряжения в преобразователе;
Ud – требуемое выпрямленное напряжение соответствующее номинальному напряжению питания эквивалентного двигателя;
U2Ф.расч=098× 240=230 В;
где: KI2 = 0815 - коэффициент зависящий от схемы выпрямления в данном случае для трехфазной мостовой схемы;
Id – номинальный выпрямленный ток соответствующий номинальному току якоря эквивалентного двигателя;
I2Ф.расч=0815×740=603 А;
Требуемая мощность трансформатора:
где: KS = 1045 - коэффициент зависящий от схемы выпрямления в данном случае для трехфазной мостовой схемы;
Pd – требуемая выпрямленная мощность;
Pd = UН.ДВ×IH.ДВ = 440×740 =325600 Вт;
STР =1045×325600=340000 ВА = 340000 кВА;
Исходя из полученных данных выбираем трансформатор [4]: ТСЗПЛ-63010У3:
Схема соединения обмоток трансформатора:
Напряжение сетевой обмотки: U1Н =
Напряжение вентильной обмотки: U2Н =
Ток вентильной обмотки: I2Н =
Потери в режиме холостого хода: РХХ% =
Потери в режиме короткого замыкания: РКЗ% =
Напряжение короткого замыкания: иКЗ% =
Ток холостого хода: IХХ% =
6. Расчет и выбор сглаживающего дросселя [8].
Сглаживающий дроссель предназначен для снижения пульсаций ЭДС и выпрямленного тока.
Для проверки необходимости в установке и оценки индуктивности сглаживающего дросселя необходимо выполнить два условия:
где: LS - суммарная индуктивность якорной цепи;
ЕПУЛЬС – пульсирующее ЭДС;
т = 6 – пульсность для трехфазной мостовой схемы;
IПУЛЬС – пульсирующий ток;
wС – угловая частота тока сети;
Id.ГР – граничное значение выпрямленного тока;
где: LЯ.ДВ – индуктивность обмотки якоря эквивалентного двигателя;
LТР – индуктивность трансформатора;
где: К = 06 – коэффициент учитывающий размагничивающее действие якоря в данном случае для некомпенсированных машин постоянного тока;
р = 2 – число пар полюсов;
где: ХТР – индуктивное сопротивление фазы трансформатора;
а =2 – коэффициент учитывающий мостовую схему выпрямления;
где: ZТР – полное сопротивление фазы трансформатора;
RTP –активное сопротивление фазы трансформатора;
где: I1ФН – номинальный фазный ток первичной обмотки трансформатора;
КTP – коэффициент трансформации трансформатора;
т2 = 3 – число фаз во вторичной обмотке;
где: I1Н – номинальный линейный ток первичной обмотки трансформатора;
где: fC = 50 Гц – частота тока питающей сети;
wС =2×314×50 = 314159 с-1;
LS =000355+000033=000388 Гн;
ЕПУЛЬС=02× UН.ДВ=02×440=88 В;
IПУЛЬС=(0203)× IН.ДВ=03×370=111 А;
Id.ГР = 01×IН.ДВ = 01×370 = 37 А;
Произведем проверку необходимости применения сглаживающего дросселя:
Второе условие не удовлетворено. Необходимая индуктивность:
Lдр≥000445-000388 Гн
Выбираем дроссель [4]: ФРОС-1000 105у3
Включение двух дросселей последовательно:
LS = LЯ.ДВ+LТР +2 LДР =000355+000033+2000035=000458 Гн.
Второе условие удовлетворено.
1. Расчет структурной схемы электропривода.
Расчет структурной схемы ЭП подразумевает определение передаточных функций звеньев системы автоматизированного электропривода: регуляторов объекта регулирования обратных связей.
В связи с расширением использования полупроводниковой техники управления и созданием унифицированных блочных систем регуляторов (УБСР) предназначенных для управления электроприводами практический интерес представляет последовательная коррекция контуров регулирования. С учетом этих условий в теории автоматизированного электропривода разработан инженерный метод синтеза унифицированных контуров регулирования получивший название метода последовательной коррекции с подчиненным регулированием координат. Этот метод позволяет расчетным путем определить параметры регуляторов обеспечивающих заданные динамические показатели контура регулирования.
При подчиненном регулировании координат система электропривода разделяется на группы звеньев в каждой из которых как правило имеется только одна большая постоянная времени. Каждая из таких групп звеньев включается в контур регулирования со своими регулятором и обратной связью. В результате система получается многоконтурной причем каждый последующий контур охватывает предыдущий. Выходные величины регуляторов внешних контуров регулирования оказываются входными для внутренних контуров регулирования. Поэтому такие системы называют системами подчиненного регулирования координат с последовательной коррекцией. Одна из регулируемых координат является основной остальные – подчиненными (рис.3).
-контур регулирования тока якоря (КРТЯ).
-контур регулирования скорости (КРС).
Расчет производится в соответствии с методикой изложенной в [5].
Конструктивный коэффициент двигателя:
где: RЯ.120° - полное активное сопротивление якоря эквивалентного двигателя в пересчета на температуру 140°С:
RЯ.140°= (RЯ.20°+ RВП20°)×(1+a×Dt);
где: a = 0004 (1°С) – температурный коэффициент меди;
Dt=140°-20°=120°С – разность температуры где 140° - максимальная температура для изоляции класса нагревостойкости F;
RЯ.140°= (00219+00166)×(1+0004×120)= 005698 Ом;
Электромеханическая постоянная времени электропривода:
где: RЯS - полное сопротивление якорной цепи в пересчете на температуру 140°С;
JS - полная инерция привода приведенная к эквивалентному двигателю;
RЯS=(2×RДР+ RТР)× (1+a×Dt) + +RЯ.140°=(2×00011+0003)×(1+0004×120)+005698=006468 Ом;
Постоянная времени якорной цепи:
Передаточная функция механической части двигателя в абсолютных единицах:
Передаточная функция электрической части двигателя в абсолютных единицах:
Коэффициент передачи тиристорного преобразователя:
где: UУ =10 В – напряжение управляющего сигнал на выходе регулятора тока;
Передаточная функция тиристорного преобразователя:
где: ТТП =(001002) с – постоянная времени для СИФУ на полупроводниковых элементах;
2. Синтез регулятора тока.
При синтезе регулятора тока пренебрегаем влиянием внутренней обратной связи по ЭДС двигателя что сказывается на точности регулирования тока незначительно влияет на динамические показатели но существенно упрощается синтез регулятора. При этом передаточная функция объекта регулирования КРТЯ примет вид [5 ]:
Желаемая передаточная функция разомкнутого КРТЯ [5]:
где: КОТ – коэффициент передачи обратной связи по току;
аТ = 2 – коэффициент отношения постоянных времени при настройке на модульный оптимум;
Тm = ТТП = 001 – суммарная некомпенсированная постоянная времени при настройке на модульный оптимум;
Передаточная функция регулятора тока [5]:
Как видно из выражения – это ПИ регулятор тока;
где: ТИТ – постоянная интегрирования;
где: IСТОП – стопорный ток двигателя;
IСТОП=25×IН.ДВ=25×370=925 А;
Сигнал пропорциональный току якорной цепи двигателя снимается с шунта. Поскольку IСТОП=925 А то из стандартного ряда выбираем шунт: IШН = 1000 А UШН = 0075 В.
3. Синтез регулятора скорости [5].
Передаточная функция объекта регулирования КРС:
Если раскрыть скобки и пренебречь членом перед р2 в силу его незначительной маленькой величины получим:
Желаемая передаточная функция разомкнутого КРС:
где: КОС – коэффициент обратной связи по скорости;
аС = 2 – отношение постоянных времени в оптимизированном контуре регулирования скорости при настройке на модульный оптимум;
В итоге получаем передаточную функцию регулятора скорости:
Наибольшее выходное напряжение задатчика интенсивности т.е. максимальное задание по скорости:
где: wО – скорость идеального холостого хода;
Из этого выражения следует:
Для ограничения динамического тока якоря двигателя в режимах пуска и торможения используют задатчики интенсивности которые преобразуют скачкообразный сигнал на входе в сигнал изменяющийся линейно во времени на выходе с ограничением напряжения.
В качестве датчика скорости используется датчик напряжения преобразователя а в качестве расчетного принимаем тахогенератор типа ПТ-32 [6]:
Номинальная скорость вращения: пНТГ =
Номинальное напряжение на выходе: UНТГ=
Номинальный ток якоря: IЯ =
Коэффициент передачи тахогенератора:
Напряжение снимаемое с тахогенератора при номинальной скорости вращения двигателя:
U’НТГ = КТГ×wН=366×5024=18388 В;
Для ограничения U’НТГ до 10 В (допустимого напряжения по входу на усилителе). Поставим делитель напряжения с коэффициентом передачи:
Структурная схема электропривода в абсолютных единицах приведена на рис.4.
4. Пересчет структурной схемы в относительных единицах.
Для расчета структурной схемы привода в о.е. необходимо принять базисные данные [7]:
Еб = Едв = UН.ДВ – IН.ДВ×RЯ =440-370×005698=
Сопротивление якорной цепи:
Инерционная постоянная привода:
Передаточная функция электрической части в о.е.:
Передаточная функция механической части двигателя в о.е.:
Коэффициент передачи тиристорного преобразователя в о.е.:
Процессы пуска реверса и остановки рассчитаны для хода экскаватора на подъём:
Передаточная функция регулятора тока в о.е.:
Передаточная функция регулятора скорости:
Конструктивный коэффициент двигателя в о.е.:
Коэффициент обратной связи по току:
Коэффициент обратной связи по скорости:
Структурная схема электропривода в относительных единицах приведена на рис.5.
Анализ статических и динамических свойств электропривода.
Статическая ошибка по скорости при номинальном токе якоря:
Статическая ошибка в процентном отношении:
Жесткость электромеханической характеристики:
Жесткость рабочего участка можно увеличить за счет увеличения коэффициента отрицательной обратной связи по скорости при этом уменьшается угловая скорость идеального холостого хода.
Более удобным способом повышения жесткости характеристики является введение жесткой положительной обратной связи по току на регулятор скорости. Изменяя коэффициент обратной связи можно изменять жесткость характеристики в широких пределах тем самым уменьшить статическую ошибку по скорости до допустимых пределов.
Расчетная динамическая ошибка по скорости при линейном нарастании задающего сигнала:
где: eо – ускорение привода;
где: tП = 1 с – время пуска с учетом сенсомоторной реакции машиниста;
DwДИН=2×2×001×4331=173 с-1;
Динамическая ошибка в процентном отношении:
Суммарная ошибка по скорости (в переходном процессе обусловленном изменением задающего воздействия по линейному законы):
DwS=DwСТ+DwДИН=26+173=433 с-1;
Суммарная ошибка в процентном отношении:
Значение динамической ошибки регулирования тока якорной цепи двигателя:
Динамическая ошибка по току в процентном соотношении:
Статическая нагрузка:
Статическая нагрузка в процентном соотношении:
IП = IСТОП - DIДИН=925 -11166 = 81334 А;
IОТС = 08×IСТОП = 08×925 = 740 А.
Расчётная механическая характеристика привода представлена на рис.6.
График переходных процессов (пуска реверса и торможения) представлен на рис.7.
Описание принципиальной схемы.
На Рис.8 представлена принципиальная схема управляемого электропривода на основе комплектного тиристорного преобразователя серии КТЭУ-500440-23222-УХЛ4.
Силовая часть привода:
Привод питается от внешней сети переменного тока напряжением 6 кВ через силовой трансформатор TV1 и масляный выключатели QF1 QF2 и QF3 (защитные автоматические выключатели) установленные последовательно с тиристорами.
Обмотки возбуждения обоих двигателе включены параллельно через выпрямительный мост VD3-VD6 трансформатор TV2 и масляный выключатель QF2.
Управление защиты и блокировки:
AI – задатчик интенсивности;
AR - регулятор скорости;
AA – регулятор тока;
UM – блок управления тиристорами (СИФУ);
UA –обратная связь по току;
UV –обратная связь по скорости.
В качестве датчиков тока якоря для обратной связи используются шунты RS1 и RS2. В качестве датчиков скорости применяется датчик напряжения преобразователя выполненный на потенциометрах R1 и R2.
При включении масляного выключателя QF1 подается питание на обмотки высшего напряжения трансформатора TV1 и в цепь питания возбуждения. При включении выключателя QF2 подается напряжение через трансформатор TV2 и выпрямительный мост VD3-VD6 на обмотки возбуждения и обмотки реле КА1 и КА2 которые включаясь замыкают контакты КА1.1 и КА2.1 в цепи защит и управления и размыкает контакты КА1.2 и КА2.2 в цепях сигнализации отсутствия возбуждения. При включении выключателя SF1 подается питание в цепи управления и защит. При нажатии на пускателей SB1 и SB2 происходит включение реле КМ1 и КМ2 которые своими контактами КМ1.2 и КМ2.2 самозапитываются и при отпускании пускателей питание в обмотках реле остается. При включении реле КМ1 и КМ2 замыкаются контакты КМ1.3-КМ1.5 и КМ2.3-КМ2.5 которые коммутируют цепи питания блоков тиристоров также замыкаются контакты КМ1.6-КМ1.7 и КМ2.6-КМ2.7 которые коммутируют цепи питания сельсинов. Также при включении реле КМ1 и КМ2 замыкаются контакты КМ1.2 и КМ2.2 которые в свою очередь запитывают обмотки реле YA1 и YA2 последние замыкая свои контакты отжимают тормоза и растормаживают привод хода.
Управление скоростью и направлением вращения электродвигателей производится посредством командоконтроллера SA. В качестве задающего элемента в блоке командоконтроллера применен бесконтактный сельсин BS.
Рукоятка командоконтроллера через коническую шестеренчатую передачу с передаточным отношением 3:4 соединена с валом ротора сельсина. При повороте рукоятки на угол ±45° от нулевого положения ротор повернется на угол ±60°. Ограничение в ±60° выбрано потому что в этих пределах изменение тока линейно за висит от угла поворота ротора. Далее линейность нарушается.
Нулевое положение командоконтроллера фиксируется контактами микровыключателей установленных в блоке командоконтроллера.
При повороте командоконтроллера в положение «1» происходит движение гусеницы вперёд В положение «–1» – движение назад и в «0» – останов.
В приводе применены следующие виды защиты:
-максимальная токовая защита;
-защита от пробоя изоляции;
-защита от потери возбуждения;
Для защиты двигателей от больших токов возникших в цепи якоря по какой либо причине применяется максимальная токовая защита. Максимальная токовая защита двигателя М1 осуществляется при помощи реле КА3 которое включено на падение напряжения на обмотках вспомогательных полюсов двигателей. При превышении тока якоря на 40-50% от стопорного - реле срабатывает и своим размыкающим контактом – КА3.1 обесточивает катушку контактора КМ1. Это приводит к снятию напряжения с цепей управления наложению тормозов (отключение контакта КМ1.2 в результате чего обесточивается катушка реле YA1) и обесточиванию блока тиристоров и электродвигателя механизма хода (контакт КМ1.1). Также своим замыкающим контактом КА3.2 реле включает красную сигнальную лампу HL5 на пульте управления.
Максимальная токовая защита двигателя М2 осуществляется при помощи реле КА4 которое включено на падение напряжения на обмотках вспомогательных полюсов двигателей. При превышении тока якоря на 40-50% от стопорного - реле срабатывает и своим размыкающим контактом – КА4.1 обесточивает катушку контактора КМ2. Это приводит к снятию напряжения с цепей управления наложению тормозов (отключение контакта КМ2.2 в результате чего обесточивается катушка реле YA2) и обесточиванию блока тиристоров и электродвигателя механизма хода (контакт КМ2.1). Также своим замыкающим контактом КА4.2 реле включает красную сигнальную лампу HL6 на пульте управления.
При нарушении изоляции в якорной цепи двигателя М1 через обмотку реле КV1 начинает протекать ток и оно срабатывает размыкая свой контакт KV1.1 в цепи реле КМ1 отключая его и замыкает контакт КV1.2 в результате чего загорается красная сигнальная лампа HL1 на пульте управления. Также при нарушении изоляции в якорной цепи М1 размыкаются контакты КМ1.3 и КМ1.4 включенные в цепь питания BS в результате чего задание на АI перестаёт поступать – двигатель останавливается.
При нарушении изоляции в якорной цепи двигателя М2 через обмотку реле КV2 начинает протекать ток и оно срабатывает размыкая свой контакт KV2.1 в цепи реле КМ2 отключая его и замыкает контакт КV2.2 в результате чего загорается красная сигнальная лампа HL2 на пульте управления. Также при нарушении изоляции в якорной цепи М2 размыкаются контакты КМ2.3 и КМ2.4 включенные в цепь питания BS в результате чего задание на АI перестаёт поступать – двигатель останавливается.
Защита от потери возбуждения двигателя М1 осуществляется при помощи реле КА1 включенных в цепи обмоток возбуждения. При падении напряжения в цепи возбуждения хотя на 10-20% или при полном его исчезновении реле размыкает контакт КА1.1 который размыкает цепь питания реле КМ1. При этом также замыкается контакт КА1.2 и в результате происходит загорание красной сигнальной лампы HL3 на пульте управления. Защита от потери возбуждения двигателя М2 осуществляется при помощи реле КА2 включенных в цепи обмоток возбуждения. При падении напряжения в цепи возбуждения хотя на 10-20% или при полном его исчезновении реле размыкает контакт КА2.1 который размыкает цепь питания реле КМ2. При этом также замыкается контакт КА2.2 и в результате происходит загорание красной сигнальной лампы HL4 на пульте управления.
Отключение контакторов КМ1 и КМ2 происходит также при отключении автоматов вентиляторов двигателей главных приводов масляных выключателей QF1 QF2 и QF3 автомата SF1 кнопки стоп (SB3) перегорании защитных плавких предохранителей FU1 и FU2 которые служат для защиты цепей управления от больших токов. В любом случае при отключении реле КМ1 и(или) КМ2 происходит наложение тормозов на вал редуктора что приводит к затормаживанию механизма хода. Также при нарушении изоляции в якорной цепи М1 размыкаются контакты КМ1.3 и КМ1.4 включенные в цепь питания BS в результате чего задание на АI перестаёт поступать – двигатель останавливается.
Список использованной литературы:
Данные по ДПТ. Елисеев В.В.2001
Н.Н. Чулков. Расчет привода карьерных машин – М.: Недра 1987. - 196с.
Комплектные тиристорные электроприводы. Справочник. Под. ред. Перельмутера В.М. – М.: Энергоатомиздат 1988. – 319с.
Методические указания к лабораторной работе «Расчет наладка и исследование тиристорного электропривода постоянного тока с подчиненным регулированием координат».В.В.Елисеев УГГГА 2001. – 28с.
Конспект лекций по автоматизированному электроприводу (преп. Елисеев В.В.) 2006
Конспект лекций по электроснабжению (преп. Старков В.В.) 2005
Конспект лекций по электрическим аппаратам (преп. Садовников М.Е.) 2005
Ключев В.И. Терехов В.М.Электропривод и автоматизация общепромышленных механизмов. Учебник. – 1-е изд. – М.: Энергия 1980. –360с
Ефимов В.Н. Цветков В.Н. Садовников Е.М. Карьерные экскаваторы: Справочник рабочего. – М.: Недра 1994. – 381с.