1.4 Обґрунтування вибору системи електропривода

При виборі системи регульованого електропривода варто вивчити всі можливі варіанти і виконати техніко-економічне обґрунтування.

Необхідно розглядати наступні основні системи:

1. Тиристорний перетворювач частоти – двигун змінного струму ( ) з автономним інвертором ( ).

2. Тиристорний перетворювач частоти – двигун змінного струму ( ) з безпосереднім зв'язком (з циклоконвертером).

3. Тиристорний перетворювач – двигун постійного струму ( ) з послідовною корекцією (на базі ).

4. Тиристорний перетворювач – двигун постійного струму ( з рівнобіжним включенням зворотних зв'язків (з підсумовуючим підсилювачем).

5. Асинхронно-вентильний каскад ( ).

6. Асинхронний електропривод з фазовим управлінням тиристорами в ланцюзі статора ( ).

7. Двохдвигунний асинхронний диференціальний електропривод ( ).

8. Двохдвигунний асинхронний диференціальний електропривод ( ) з машинами змінного ( ) і постійного ( ) струму.

9. Двохдвигунний асинхронний електропривод зі сполученням режимів.

10. Асинхронний електропривод зі сполученням рухового і гальмового режимів в одній машині.

11. Асинхронний електропривод з переключенням на групове джерело низької частоти.

12. Електропривод постійного струму із шунтуванням якоря резисторами.

13. Багатошвидкісний асинхронний електропривод.

14. Електропривод постійного струму з регулятором збудження ( ).

15. Електропривод змінного струму з управлінням силовим контролером типу ККТ-61 ( ).

Порівняльна характеристика систем регульованого електропривода дозволяє дати рекомендації з їх застосування на металургійних агрегатах.

Варіанти №1 і 2. За допомогою систем електропривода змінного струму з частотним регулюванням в окремих випадках можна вирішити ті ж задачі, що і системами , однак діапазон регулювання швидкості при цьому значно менше. Їхнє застосування виправдане з економічної точки зору лише для механізмів із багатодвигунними приводами, високошвидкісних приводів, механізмів, встановлених у вибухонебезпечному середовищі, а також для підвищення продуктивності діючих механізмів з асинхронним електроприводом (за рахунок підвищення частоти до 70–75 Гц і збільшення швидкості в разу).

Варіанти №3 і 4. Системи тиристорного електропривода постійного струму мають найбільш високі регулювальні і динамічні властивості. Їх застосовують на металургійних механізмах, які вимагають плавного регулювання швидкості в широкому діапазоні і забезпечення високої швидкодії.

Застосування цих систем виправдано при менш твердих технологічних вимогах, але при потужності привода в кілька сотень кВт і більш, коли силова комутаційна апаратура і ящики резисторів громіздкі і дорогі.

Варіант №5. Системи рекомендуються:

• для механізмів з вентиляторним навантаженням для тривалості включення і діапазоні регулювання ( ), рівному 2–5;

• для механізмів повторно-короткочасного режиму з числом включень у годину до 1200 при .

Варіант №6. Система з фазним управлінням тиристорним комутатором у статорі зі зворотним зв'язком по швидкості дозволяє отримати діапазон регулювання . Однак через значний ріст струму зі збільшенням ковзання ця система рекомендується, в основному, для механізмів, які працюють короткочасно на низькій швидкості.

Варіанти №7 і 8. Двохдвигунний електропривод з механічним диференціалом ( ) дає можливість отримати будь-які діапазони східчастого регулювання швидкості при використанні асинхронних двигунів і плавного регулювання при досить обмеженому ( ) діапазоні зміни швидкості одного з двигунів – у схемі з приводом робочого механізму від одного із сонячних коліс диференціала.

Варіант №9 і 10. Схеми накладення постійного струму на змінний в обмотці статора, схема з подачею постійного струму в одну з обмоток двохшвидкісного і схема з переключенням одного з двохдвигунного привода в режим динамічного гальмування рекомендується, як правило, для механізмів, які вимагають різкого зниження швидкості (до 5–10% від номінальної) перед точною зупинкою в заданій позиції.

дозволяє отримати надширокі діапазони регулювання, що не забезпечують інші системи електропривода.

Слід зазначити ряд властивостей , досить коштовних для металургійних механізмів:

• обмеження ударних перевантажень при пуску на упор;

• можливість тривалої роботи з загальмованим вихідним валом;

• ідеальний розподіл навантажень між двигунами;

• відсутність перевантаження двигуна, який залишився в роботі, і механічних передач при виході з ладу одного двигуна;

• досить висока швидкість обох двигунів при глибокому регулюванні швидкості вихідного вала, що дозволяє не знижувати навантаження самовентильованих двигунів і відмовитися від дорогих установок примусової вентиляції.

Маса асинхронного з великим діапазоном ступінчатого регулювання менше на 30%, а його вартість з урахуванням редуктора складає не більш 50% вартості однорухового електропривода постійного струму за схемою (при однакових загальних діапазонах регулювання швидкості). Схема управління асинхронним досить проста.

Варіант №11. Схема з переключенням на джерело низької частоти рекомендується для ліній з великим числом позиційних електроприводів.

Варіант №12. Схеми із шунтуванням якоря рекомендується застосовувати при наявності електроприводів постійного струму механізмів, які вимагають ступінчатого регулювання, зокрема, для точної зупинки.

Варіант №13. Застосовується аналогічно варіантові №12, але при відсутності особливих вимог до плавності пуску; велике число циклів у годину не допускається.

Варіант № 14. Область застосування схеми з регулюванням збудження традиційна – механізми, регульовані при постійній потужності, коли статичний момент змінюється зворотно пропорційно частоті обертання.

Варіант №15. Для управління двигуном застосовується силовий контролер. Дана система управління знаходить своє застосування для управління двигунами кранових механізмів.

Систему управління вибирають на основі аналізу порівняльних даних: діапазону регулювання, способу управління, зносостійкості, діапазону можливих потужностей електропривода, показників енергетики і динаміки, а також додаткових даних, які визначають умови експлуатації електроприводів.

Вибираємо систему , що найбільше відповідає умовам роботи даного механізму.