2.2 Формулирование требований к автоматизированному электроприводу и системе автоматизации

Требования к электроприводу конвейеров обусловлены необходимостью получения его трех основных режимов (пуска, установившегося движения, торможения) и ряда вспомогательных и наладочных режимов, а также обеспечения надежной и бесперебойной работы конвейерных установок. Основные требования, предъявляемые к электроприводу конвейера, следующие:

1. Обеспечение плавного пуска двигателя с ограниченным значением момента и ускорения с целью:

– безударного выбора зазоров в зубчатых передачах в начальный период трогания;

– ограничения динамических усилий тягового органа.

2. Обеспечение больших моментов при трогании конвейера в начале его пуска, поскольку сопротивление трения в покое примерно в 1,5 раза превышают сопротивления трения при движении, а также из-за возможного наличия грязи в ходовых частях механизмов, застывания смазки.

3. Обеспечение установившегося режима с заданной скоростью движения рабочего органа.

4. Обеспечение регулирования скорости рабочего органа с диапазоном D=3 с целью стабилизации температуры каменных материалов на выходе сушильного агрегата.

Основные требования, предъявляемые к системе автоматизации следующие:

1. Обеспечение задания и поддержания более высокой температуры каменных материалов, с учетом окружающей среды (в начале работы установки) на первых двух замесах, что позволяет исключить брак из-за несоответствия температуры готовой смеси требованиям ГОСТ.

2. Обеспечение автоматического поддержания заданной температуры каменных материалов на выходе сушильного агрегата с целью повышения качества готового продукта. Для этого необходимо регулировать количество подаваемого в барабан материала, то есть регулировать скорость конвейеров.

3. Обеспечение работы конвейеров на заданной минимальной скорости.

4. Обеспечение движения конвейеров с одинаковыми скоростями.

5. Обеспечение требуемого порядка включения и отключения конвейеров (с целью исключения завала): первым включается загрузочный конвейер, а затем – конвейер питателя; отключается первым конвейер питателя, вторым – загрузочный.

6. Наличие блокировок и защит.

7. Минимальные габариты и масса.

8. Удобство монтажа, наладки и диагностики, а также ремонта.

9. Соответствие требованиям техники безопасности, а также правилам пожарной безопасности.

10. Обеспечение помехозащищенности и исключение генерации радиопомех.

2.3 Определение возможных вариантов и выбор рациональной системы электропривода

Системы электроприводов, применяемых для конвейеров, указаны в таблице 2.1.

Широкое распространение получили системы электроприводов с короткозамкнутыми асинхронными двигателями. Достоинство таких электроприводов: простота и относительно низкая стоимость, недостатки – повышенный пусковой момент и, следовательно, возможность появления больших натяжений и пробуксовки ленты, невозможность регулирования скорости двигателя.

Асинхронные электроприводы с муфтами скольжения обеспечивают плавный пуск конвейера, регулирование скорости в необходимом диапазоне. Недостатками такой системы являются невысокий КПД системы, установленная мощность электропривода увеличивается примерно в два раза, большие габариты установки.

Применение асинхронных двигателей с фазным ротором и реостатным управлением обеспечивает плавный пуск конвейера, регулирование скорости. Недостатками такой системы электропривода являются: невысокий КПД, дискретность регулирования скорости, мягкие механические характеристики.

Система управляемый выпрямитель – двигатель постоянного тока позволяет плавно регулировать скорость в широком диапазоне, обеспечивает плавный пуск конвейера, высокие динамические показатели, удобство управления. Недостатки: очень высокая стоимость двигателя, высокие затраты на обслуживание из-за наличия щеточного контакта, худшие массогабаритные показатели по сравнению с асинхронными двигателями.

Система преобразователь частоты – асинхронные двигатель позволяет плавно регулировать скорость в большом диапазоне, обеспечивает плавный пуск конвейера, высокие динамические показатели, высокий КПД, удобство управления, высокую надежность. Достоинством данной системы является невысокая стоимость преобразователя частоты с двигателем по сравнению с системой управляемый выпрямитель – двигатель постоянного тока. Недостаток – сложность системы управления и силовой схемы.

В пользу применения системы преобразователь частоты – асинхронные двигатель говорит также и тот факт, что в базовой установке в приводе конвейеров применяются асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. Поэтому для получения возможности регулирования скорости двигателей достаточно установить преобразователи частоты требуемой мощности.

В настоящее время системы автоматизации технологического процесса по приготовлению асфальтобетонных смесей на установках отечественного производства реализованы на релейно-контактных элементах. Это обусловлено тем, что такие системы не требовательны к квалификации оператора и обслуживающего персонала, неприхотливы в эксплуатации.

Таблица 2.1 – Системы электроприводов конвейеров

Тип	Механические характеристики
Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором.
Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором и муфтами скольжения (электромагнитными, гидравлическими).
Асинхронный двигатель с фазным ротором и управлением с помощью жидкостных и металлических реостатов.
Частотно-управляемый асинхронный двигатель; тиристорный преобразователь – двигатель постоянного тока.