Драчев Г.И.Теория электропривода.2002

Рис. А.5. Кинематическая схема механизма передвижения тележки:

1 – ходовые колеса; 2 – электродвигатель; 3 – тормозной шкив; 4 – редуктор

Тележка мостового крана выполняет операцию перемещения поднятого груза с площадки загрузки на площадку выгрузки. На площадке загрузки груз зацепляется, механизм подъема обеспечивает подъем груза. Включается двигатель тележки, осуществляется перемещение тележки с грузом с установившейся рабочей скоростью Vр. По прибытии к площадке выгрузки двигатель затормаживается, тележка останавливается в заданном месте, переместившись на длину L. Происходит опускание груза, его отцепляют, пустой крюк поднимается. Включается двигатель для движения в обратную сторону с установившейся скоростью Vв, тележка возвращается на площадку загрузки, пройдя вновь расстояние L.

Таким образом, тележка совершает возвратно-поступательное движение на длину L от одного крайнего положения до другого. В цикл работы тележки входит время пауз, когда тележка стоит, производятся зацепление груза, его подъем, опускание, расцепление, подъем и опускание пустого крюка.

81

Таблица А.5

Технические данные механизма передвижения тележки

Рис. А.6. Кинематическая схема механизма захвата:

1 и 5 – захваты; 2 – винтовая передача; 3 – редуктор; 4 – электродвигатель; 6 – труба

Механизм захвата манипулятора служит для подхвата труб, которые транспортируются в пределах участка цеха.

При подхвате включается двигатель и с помощью редуктора и винтовой передачи захваты подводятся к трубе с установившейся скоростью Vс. Пройдя расстояние, равное половине длины выдвижения винта L, захваты приподнимают и зажимают трубу. После перемещения трубы (специальным механизмом) на нужную позицию происходит реверсирование механизма, захваты разводятся и при половине длины выдвижения винта L отпускают трубу. Скорость поступательного движения винта при разведении захватов Vр > Vс.

В расчетах принять массу захватов равной 0,1*m – приведенной массы, а противодействующую силу, создаваемую захватами, равной 0,1*Q – приведенной силы. В табл. А.6 приведены значения m и Q с учетом захватов.

83

Приложение Б

Расчет статических моментов рабочих машин

В проекте требуется по известной кинематической схеме РО составить расчетную схему, в которой моменты сопротивления движению РО (статические моменты) и моменты инерции приводятся к валу двигателя. Для этого необходимо изучить кинематическую схему РО, разобраться с принципом работы механической части, выявить основную его технологическую работу и места выделения потерь мощности в РО и передаче.

Составляющие статических моментов на валу рабочих органов рассчитываются по формулам:

– момент сил трения в подшипниках

– момент сил трения скольжения тела по горизонтальной плоскости

– момент сил трения качения

M тк = m f g ;

– момент силы тяжести

Mст = m 2g D ;

–момент сил трения в винтовой передаче при выдвижении винта, преодолевающего силу Q,

– момент сил трения в винтовой передаче при возвратном движении винта в направлении действия силы Q

M вп 2 = Q 2d в [ tg (α + ϕ) − tg (α)] ;

– момент сил трения при буксовании (проскальзывании) заготовки в случае её остановки

dш – диаметр шейки вала или оси, м ;

µп – коэффициент трения скольжения в подшипниках ; g = 9.81 м/с² – ускорение силы тяжести ;

85

dв – средний диаметр нарезки винта, м ; α – угол подъема нарезки винта, рад; ϕ – угол трения в нарезке винта, рад;

m – масса движущегося тела, масса деталей, опирающихся на узел качения, масса поднимаемого или опускаемого груза, кг;

µс – коэффициент трения скольжения тела по плоскости;

D – диаметр барабана (звёздочки), находящегося на выходном валу редуктора и преобразующего вращение в поступательное движение тела, м ;

f – коэффициент трения качения, м ;

µб – коэффициент трения скольжения роликов по заготовке при буксовании ( для горячего металла можно принять µб = 0,3 );

кр – коэффициент, учитывающий трение реборд колес о рельсы, возникающее вследствие возможного перекоса тележки ( в расчетах может быть принято кр

= 1.3 – 1.4).

Приложение В

Технические данные трансформаторов и токоограничивающих реакторов

Таблица В.1

Основные параметры трансформаторов [12] средней мощности

86

Примечание: трансформаторы и реакторы для электропривода выдерживают перегрузки 75% в течение 60 с, 100% – 15 c, 150% – 10 c. Среднеквадратичное значение тока за время цикла до 10 мин не должно превышать номинальный ток.

Приложение Г

Тиристорные преобразователи

Г.1. Комплектный электропривод типа КТЭУ с реверсивным тиристорным преобразователем

В настоящее время тиристорные преобразователи выпускаются с устройствами, обеспечивающими выполнение необходимых обратных связей (по току, по скорости и т.п.) в системе управления не только преобразователем, но и электроприводом. Такие установки называют комплектным тиристорным электроприводом, хотя чаще всего двигатель в комплект не входит.

На рис. Г1 приведена схема силовых цепей и функциональная схема цепей управления комплектного электропривода типа КТЭУ [12].

87

Рис. Г.1. Схема реверсивного тиристорного электропривода типа КТЭУ

88

Обозначение элементов в схеме:

M, LM – двигатель постоянного тока и обмотка возбуждения, UZ1 – реверсивный тиристорный преобразователь в цепи якоря, UZ2 – тиристорный возбудитель, TV

– трансформатор, LF – токоограничивающий реактор, QF1, QF2, QF3 – автоматические выключатели, КМ1 – линейный контактор, ТА – трансформаторы тока, RS1, RS2 – шунты в цепи тока якоря и тока возбуждения, RP1 – делитель напряжения на якоре, PA1, PA2, PV – измерительные приборы, BR – тахогенератор, СУЯ – система управления UZ1 с регулятором тока якоря, СУВ – система управления возбудителем UZ2, UA1 – датчик тока якоря, А1(РС) – регулятор скорости, UV1 – датчик напряжения на якоре, UV2 – датчик скорости, UA2(ДТВ) – датчик тока возбуждения, А2(РТВ) – регулятор тока возбуждения, U1(ФП) – функциональный преобразователь зависимой системы ослабления поля, Uзс – напряжение задания скорости, Uзв – напряжение задания тока возбуждения.

Тиристорный преобразователь UZ1 состоит из двух встречно включенных мостов, получает питание от сети через автоматический выключатель QF1 и трансформатор TV (возможна установка токоограничивающих реакторов). Якорь двигателя подключен к выходу UZ1 через автоматический выключатель QF3 и линейный контактор КМ1.

Тиристорный возбудитель UZ2 подключается к сети через автоматический выключатель QF2 и токоограничивающий реактор LF.

Система управления электроприводом обеспечивает двухзонное регулирование скорости. В первой зоне регулирование скорости осуществляется изменением напряжения на якоре системой подчиненного регулирования с внутренним контуром тока якоря и внешним контуром скорости. Вторую зону регулирования скорости обеспечивает зависимая система ослабления поля с внутренним контуром регулирования тока возбуждения и внешним контуром регулирования ЭДС двигателя.

Электропривод имеет различные типы защит:

–от внутренних и внешних коротких замыканий ;

–от перенапряжений на якоре и обмотке возбуждения;

–от снижения тока возбуждения ниже допустимого;

–от перегрузки двигателя (по среднеквадратичному току) и т.д.[12]. Технические данные тиристорных преобразователей типа КТЭУ:

Пример типа преобразователя: КТЭУ-200/220-13223-УХЛ4. (Комплектный тиристорный электропривод унифицированный – Iн=200 А, Uн=220 В, 1–однодви-

89

гательный, 3–реверсивный с изменением полярности напряжения на якоре, 2– связь с сетью – с трансформатором, 2– регулируемый параметр – скорость, двухзонное регулирование, 3– с линейным контактором в силовой цепи, УХЛ – исполнение для районов с умеренным и холодным климатом, 4 – размещение в закрытых отапливаемых помещениях )

Г.2. Тиристорный преобразователь частоты типа ЭКТР3

Комплектные тиристорные электроприводы ЭКТ3 [13] обеспечивают частотное управление трехфазными асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором при высоких значениях КПД и коэффициента мощности электропривода.

Схема силовой части электропривода ЭКТР3 ( ЭКТР3 – с рекуперативным торможением, ЭКТД3 – с инверторным торможением) приведена на рис. Г2.

Обозначение элементов в схеме:

М – трехфазный АД; ТВ – тиристорный выпрямитель; ТИ – тиристорный инвертор, ведомый сетью; МТ – мост основных тиристоров; МД – мост обратных диодов; МКТ – мост коммутирующих тиристоров; МСЭ – мост сброса энергии; L1, L2 – коммутирующие дроссели; С3, С4, С5 – коммутирующие конденсаторы; С, L – конденсатор и дроссель фильтра; Lп – дроссель подзаряда; С1, С2 – конденсаторы устройства подзаряда; L1 – токоограничивающий реактор; Т1, Т2, Т3 – трансформаторы тока; QF – автоматический выключатель; СТ – тиристор защиты; СУВ, СУИ – системы управления выпрямителем и автономным инвертором; ФП – функциональный преобразователь; Uf – напряжение задания частоты.

Электроприводы ЭКТ3 выполнены на базе преобразователя частоты со звеном постоянного тока и обеспечивают плавный разгон, торможение и реверс двигателя изменением частоты, напряжения и порядка следования фаз выходного напряжения ПЧ. Темп изменения частоты формируется задатчиком интенсивности. Закон регулирования напряжения в функции частоты реализуется с помощью ФП.

При увеличении частоты выше номинального значения выходное напряжение поддерживается постоянным на уровне номинального.

Принцип работы ПЧ со звеном постоянного тока подробно описан в [6, 22, 23].

Система управления электроприводом выполнена по принципу подчиненного регулирования с внутренним контуром регулирования входного тока инвертора и внешним контуром регулирования частоты (или ЭДС двигателя). Регулирование скорости двигателя осуществляется без применения вращающихся датчиков скорости.

Электроприводы снабжены специальными устройствами, которые обеспечивают защиту путем отключения от питающей сети при:

–коротких замыканиях в ПЧ и в двигателе;

–недопустимых перегрузках по току;

90