Система управления электрическим приводом механизма поворота башенного крана грузоподъёмностью 25 тонн

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис 5.Механические характеристики выбранного двигателя.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.6. Описание работы схемы

         Схема представляет собой систему  управления привода по схеме  «Тиристорный преобразователь частоты – Асинхронный двигатель с фазным ротором». Преобразователь частоты питается от сети напряжением 380 В. Схема управления питается от напряжения в 220 В через понижающий трансформатор.

Ручное управление пуском и торможением.

Для пуска двигателя первоначально  включаются вводной рубильникSQ и автоматический выключатель QF1, подключающие к сети силовую часть и схему управления. Далее необходимо  повернуть ключ в выключателе цепей управления  ВА и нажать кнопку пуска Кн.П. Сработает контактор РН, подключив командный контролёр SA к сети, зашунтировав кнопку пуска. Командный контролёр ставим в положение 0. Если нам необходимо повернуть башню крана вправо, то на командном  контролёре мы ставим положение 1 вправо. Срабатывает контактор КМ1, который замкнёт свои контакты к силовой цепи, подключив статор к сети, также подключит СИФУ и тиристорный преобразователь частоты. Также KM1 замкнёт свои контакты в цепи контактора КМ3, который в свою очередь разомкнёт свои контакты в цепи электромагнитного тормоза, что приведёт к растормаживанию двигателя. Начнётся процесс разгона двигателя и выход на необходимую характеристику. Также осуществится электрическая блокировка цепи обратного пуска. Если нам необходимо увеличить скорость поворота башни, то на командном контролёре мы ставим положение 2 , сработает контактор КМ4, зашунтировав часть сопротивления в обмотке ротора и двигатель увеличит свою скорость. Если нам необходимо ещё  увеличить  скорость, то на командном контролёре мы ставим положение 3 , сработает контактор КМ5, замкнув свои контакты в обмотке ротора. Чтобы  ещё  увеличить  скорость на командном контролёре мы ставим положение 4 , сработает контактор КМ6, замкнув свои контакты в обмотке

ротора и в цепи управления, что приведёт к срабатыванию реле выдержки

 

 

времени КТ.  После выдержки времени, реле времени замыкает свой контактор, и срабатывает реле КМ7, выводя двигатель на  максимальную скорость,

естественную характеристику .

Торможение осуществляется путём понижения частоты на выходе преобразователя. При этом работают вентили инверторной группы. Для  окончательного останова необходимо нажать кнопку К.Ст, что приведет к процессу динамического торможения.

Командный контролёр ставим в нулевую позицию, что приведёт к отключению контактора КМ1 и двигатель полностью затормозится  с помощью электромагнитного тормоза.

Процессы при повороте башни влево аналогичны вышеописанным, за исключением того, что первоначально  замыкаются контакты КМ2.

В схеме предусмотрен ряд  защит. Максимально токовая защита силовой цепи и цепи управления обеспечивается с помощью автоматических выключателей QF1, реле максимального тока РМ, а также с помощью плавких предохранителей FU1, FU2. Путевая защита осуществляется с помощью конечных выключателей SQ1 . В схеме присутствует электрическая блокировка реверсивных контакторов KM1 и KM2, исключающая их одновременное включение.

Так же тиристорный преобразователь предусматривает следующие виды защит и режимы коррекции:

-защита от короткого  замыкания на корпус

-максимально-токовая защита;

-защита от обрыва фаз,  перекоса фаз;

-защита от понижения  или повышения напряжения в  звене постоянного тока;

 

 

-защита от неправильной  работы входного тиристорного выпрямителя;

-тепловая защита;

-защита от потери питания  контроллером.

-коррекция выходного  напряжения в зависимости от  напряжения питающей сети;

-коррекция интенсивности  (при разгоне) и рабочей частоты  (в установившемся режиме) при  превышении допустимого тока;

-коррекция интенсивности  торможения при превышении напряжения  на звене постоянного тока.

Внешние опции тиристорного преобразователя:

-возможность подключения  внешнего тормозного блока для  приёма энергии торможения;

-возможность управления  внешним механическим тормозом;

-подключение внешнего  датчика температуры двигателя.

Тиристорный преобразователь предназначен  для экономии электроэнернгии

 и для улучшения  механических характеристик

СИФУ – система импульсного  фазного управления

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.7. Расчёт параметров и выбор основных элементов схемы.

Выбор схемы системы управления

Управление машиной заключается  в контроле над фактическим состоянием объекта управления. Для качественного  выполнения поворота крана и перемещения  грузов электропривод поворотного  механизма должен удовлетворять  следующим основным требованием:

- регулирование угловой скорости двигателя в сравнительно широких пределах в связи с тем, что тяжелые грузы целесообразно перемещать с меньшей скоростью, а пустой крюк с большей скоростью для увеличения производительности крана. Понижение скорости необходимы также для осуществления точной остановки, транспортируемых грузов с целью ограничения ударов при их посадке и облегчают работу оператора, так как не требуют многократного повторения пусков для снижения средней скорости привода перед остановкой механизма

- Обеспечение необходимой жесткости механических характеристик привода, особенно регулировочных, с тем чтобы низкие скорости почти не зависели от груза.

- Ограничение ускорений до допустимых пределов переходных процессов.

Схема системы управления должна отвечать всем требованиям. Рассматривая способ тиристорного управления нельзя не отметить его высокую гибкость и диапазон регулирования, удобство в бесконтактной системе управления, а также малогабаритные показатели (отсутствие резисторов и коммутирующей аппаратуры). Данный способ привлекателен своей простотой и невысокими затратами на реализацию.

 

 

 

 

 

 

 

Выбор предохранителей:

Для схемы управления предохранители выбираются:Выбор элементов для разработанной схемы 
Выбор предохранителей 
Предохранители выбираются, по номинальному току: 
  = А                                                     (2.9)

 
Выбираем предохранитель марки ПР – 2 – 80

Для цепей  управления : 
                                                                                        (2.91)

Где – суммарный ток всех одновременно срабатывающих втягивающих катушек

   (смотреть  надо по работе схеме . сколько катушек)

Выбираем предохранитель марки ПР -  2 - 2

 

Выбор автоматического выключателя:

Выбираем  АВ по номинальному току двигателя:

I_ном = 55,1А

Выбираем  автоматический выключатель марки ВА88-32, I_ном= 125А.

 

Для асинхронного двигателя с фазным ротором

I_у.м. =2I_ном(2.92)

I_у.м.=А

I_у.т. =1,1I_номI_ном                                                                                                                                     (2.93)

I_у.т.= А

 

 

 

 

Выбор реле максимального  тока:

Выбираем с током I_у.м.

I_у.м. =2I_ном(2.94)

I_у.м.=А

Выбираем  реле марки  РТ 120/60

 

Выбираем электромагнитный тормоз:

Марка ТПК – 200УХЛ1

Выбираем командоконтроллер:

Марка К – 4000, 220В, допустимый ток до 15А

Выбираем магнитные пускатели:

Марки  ПАЕ-411 - 63

Выбираем панель управления крановыми  механизмами:

марки  ДТАИ –160

Выбираем  пускорегулирующие резисторы:

I = I_ном                                                                                                                                                              (2.95)

I = 55,1  =  95,4А

Выбираем с запасом  с I_ном= 100А.

Выбираем  пуско-регулирующие резисторы марки СЖ64

Выбираем  реле времени

ЭВ – 200  380 В 0,1- 20 с

 

Выбор тиристоров.

Среднее значение тока, проходящего через тиристор:

   ,где                (2.96)   

 

 

= = 45,7 А                                   (2.97)

-  коэффициент, учитывающий  интенсивность охлаждения силового  вентиля. При естественном охлаждении

   =   0,35;

= 1,6 – коэффициент запаса по току

  =  3 – число фаз трансформатора.

=  69,6 А

Максимальная  величина обратного напряжения:

(2.98)

= 1,8 – коэффициент запаса по  напряжению, учитывающий возможные  повышения напряжения питающей  сети

 – коэффициент обратного напряжения, для данной схемы он равен = 1,065

– напряжение преобразователя  при a=0:

 

 

Из справочника  выбираем тиристоры серии Т151-100

Характеристики:

Uобр.Max – 1400В

Iср - 100A

Iвкл – 15мА

Iупр –   200мА

dUзс/dt -   700  В/мкс

tоткл – 250, мкс

 

 

 

 

 

Таблица 7. Перечень элементов схемы(спецификация).

№	Позиционное обозначение	Наименование	Количество
1	FU1	Плавкие предохранители ПР-2 - 2	8
2	SQ	Вводной рубильник АЕ-2000	1
	QF1	Автоматический выключатель  ВА88-32	1
3	РМ1 – РМ3	Реле максимального тока РТ 120/60	2
4	YA	Электромагнитный тормоз ТПК – 200УХЛ1	1
5	SA	Командный контролёр К – 4000	2
6	КМ1 - КМ8	Магнитный пускатель ПАЕ-411 - 63	8
7		Панель управления ДТАИ –160	1
8	R	Резисторы СЖ64	3    ящика
9	КТ	Реле времени ЭВ – 200  380 В 0,1- 20 с	4
1	T	Теристоры Т151-100	6
	M	ДвигательMTF411-6	1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

Мне требовалась составить курсовой проект по теме «Система управления электропривода с тиристорным преобразователем механизма поворота башенного крана грузоподъёмностью 8 тонн» .»

 Я считаю, что  основные цели и задачи работы, выбор электродвигателя и его проверка; проектирование  и составление принципиальной схемы; были произведены основные расчёты; выбор и расчёт редуктора; выбор аппаратов защитыи  основных элементов схемы, мною была достигнута.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованных источников информации.

1. Крановое электрооборудование:  Справочник / Ю.В. Алексеев, А.П. Богословский. - М.: Энергия, 1979г.

2. Крановый электропривод:  Справочник / А.Г. Яуре, Е.М. Певзнер. - М.: Энергоатомиздат, 1988г.

3. Методическое пособие  по практической работе по  электрооборудованию по теме: Расчет  мощности и выбор кранового  электродвигателя. Выбор аппаратуры  управления и защиты.

4. Б.Ю. Липкин: Электроснабжение промышленных  пред- приятий и установок. -  М.: Высшая школа, 1981г.

5. В.М. Васин: Электрический привод: Учеб. Пособие для техникумов. - М.: Высшая школа, 1984г.

6. Методическое пособие по практической  работе по электрооборудованию  по теме: Расчет освещения производственного  цеха по заданным условиям. Составление  схемы питания осветительной  установки. Выбор аппаратов управления  освещением.

7. Справочная книга по  светотехнике / Ю.Б. Айзенберг. – 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат,1995г.

8. Л.Л. Коновалова, Л.Д. Рожкова Электроснабжение промышленных предприятий и установок. - М.: Высшая школа, 1980г.

9. А.Ф. Зюзин, Н.З. Поконов, А.М. Вишток: Монтаж, эксплуатация и ремонт электрооборудования промышленных предприятий и установок. 2-е изд., доп. и перераб. - М.: Высшая школа, 1980г.