1 Тиристорные системы.
2 Примеры типовых схемных решений переменного и постоянного тока.
2.1 АЭП с ТРН.
2.2 АЭП с импульсно-ключевым регулятором.
2.3 АЭП с ТПЧ.
2.4 АЭП - ТРН-ИР-АДФР.
2.5 ТП-ДПТ.
1 Тиристорные системы.
Общим направлением развития грузоподъемности машин являются:
1) Повышение производительности.
2) Повышение эффективности проведения грузоподъемных мероприятий.
Задача: создание оптимальных скоростных параметров механизмов.
Сегодня почти 25% всех грузов перегружаемых в машиностроении, 80% – в строительной индустрии требуют глубокого регулирования скорости. Теперь качественные показатели кранового электропривода являются наиболее важными. Все это решается путем совершенствования тиристорного электропривода.
Различные системы можно разделить на группы:
а) По способу управления:
1) управляемые кнопочными постами (возможности управления ограничены конструктивными особенностями поста и задачей программы разгона–торможения)
2) управляемые сложным комплектным устройством (Микроконтроллер с использованием преобразователя энергии). Оператор выбирает только необходимые скорости, а процессы разгона присходят автоматически.
|
|
б) По условиям регулирования:
1) Регулирование скорости ниже номинальной.
2) Регулирование скорости выше и ниже номинальной.
3) Регулирование ускорения и замедления.
В соответствии с приведенной классификацией в крановом электроприводе принимают системы:
1. ТП–ДП т.е. ДПТ с питанием и управлением при помощи тиристорного преобразователя.
2. МК–АДД т.е. магнитный контроллер с двухскоростным двигателем (в том числе и с ТРН).
3. КИ–АДФ т.е. АД с ФР управляемый силовым контроллером с тиристорным импульсно-ключевым регулированием скорости.
4. МКД–АДФ т.е. АД с ФР управляемый магнитным контроллером с динамическим торможением с самовозбуждением (в том числе и с импульсно-ключевым регулированием скорости).
5. МКБ–АДФ т.е. АД с ФР управляемый магнитным контроллером с бесдуговой коммутацией + импульсно-ключевой регулятор.
6. ТРН–АДФ.
7. МКИ–АДФ т.е. АД с ФР управляемый силовым контроллером с тиристорным импульсно-ключевым регулированием скорости.
8. ПЧН–АДД т.е. двухскоростной АД + ПЧ с непосредственной связью.
9. ТРН–АД–ИР т.е. АД с ФР у которого ТРН в цепи статора и импульсный регулятор в цепи ротора.
Выбор системы АЭП производится на основании анализа.
Учитывается:
1) Диапазон (по назначению крана и из расчета точной остановки).
2) Способ управления.
3) Уровень износостойкости.
4) Диапазон мощностей ЭП.
5) Показатели энергетики.
6) Динамические показатели.
7) Условия эксплуатации.
|
|
8) Экономическая оценка.
2 Примеры типовых схемных решений переменного и постоянного тока.
2.1 АЭП с ТРН.
ТРН в цепи статора осуществляет регулирование подводимого к двигателю напряжения. Система позволяет получить устойчивые малые посадочные скорости при диапазоне (10:1). Для получения малых посадочных скоростей предусмотрена обратная связь по скорости с помощью тахогенератора. В последнее время – попытки заменить его на статический датчик скольжения.
Система рекомендуется для механизмов подъема и передвижения мостового крана.
Целесообразно применять упрощенный вариант за счет исключения ОС по скорости.
В связи с выделением значительных потерь эти ЭП строят с фазным ротором при однозонном регулировании скорости.
Промышленность выпускает РСТ:
- требует установки тахогенератора;
- имеют энергетич. показатели выше, чем при обычном реостатном регулировании;
это обусловлено тем, что снижение потока приводит к увеличению потерь в меди и наличие высших гармоник. Поэтому эти схемы несмотря на свою простоту не получили широкое распространение для крановых ЭП.
2 Примеры типовых схемных решений переменного и постоянного тока.
2.2 АЭП с импульсно-ключевым регулятором (ИКР)
КИ-АДФ, МКИ-АДФ, МКД-АДФ, МКБ-АДФ, АД-ТРН-ИР
В последнее время началось широкое внедрение систем с ИКР с использованием АД с фазным ротором, для механизмов передвижения и подъема.
Сущность ИКР частоты вращения АД заключается в коммутации роторной цепи АД с введением ступеней резисторов с помощью ИК.
Эта система обеспечивает диапазон не ниже 10: 1, позволяет получить малые доводочные скорости, бестоковую коммутацию контакторов, что поднимает их износостойкость до уровня механической.
Система с ИКР выгодно отличается от более сложных систем достижением конечного эффекта (диап–н 10:1) применяя минимум элементов. Система строится на базе и по принципу традиционного кранового ЭП с добавлением лишь тиристорного коммутатора.
При повреждении системы регулирования ЭП может работать с характеристиками традиционного крана.
(Пром. подъемники 40-200 кВт, П65-06 краны КСДБ – металлургич. производство
Механизмы передвижения- панель Б65-05- для управления 1-м двигателем Б65-06 для управления 2-мя эл. двигателями (50т).
Разработаны схемы для двух двигателей по 55 кВт).
2 Примеры типовых схемных решений переменного и постоянного тока.
2.3 АЭТ с ТПЧ
Позволяет при использовании АД с КЗ. получить достаточно большой диапазон регулирования и добиться высоких динамических показателей.
ТПЧ инверторного типа ТПЧ-ПЧИ
Обеспечивает плавное регулирование частоты от 5 до 70 Гц и является весьма сложным устройством для массового ЭП и не нашел применения для кранов.
ТПЧ с непосредственной связью (ТПЧН).
Относительно просты по схеме и конструктивно, но могут быть использованы при частоте тока в интервале 3-20 Гц.
ПЧН используют в 3-х случаях:
1) В системах управления с диапазоном регулирования 4:1. Для механизмов передвижения путем непосредственного питания АД с к.з.
2) В системах управления с высоким и особо высоким диапазоном когда обмотки АД с к.з. 2-х скоростного имеют смешанное питание от сети 50 Гц и от преобразователя частоты. Обеспечивает диапазон 60:1.
3) В системах управления с высоким динамическим показателем когда обмотка статора 2-х скоростного АД с числом полюсов 4/6 получает питание от ПЧН, в результате чего скорость плавно увеличивается до 500 об/мин, а дальнейшее увеличение до 1000-
1500 об/мин путем переключения числа пар полюсов.
Такая система обладает наименьшей массой на единицу мощности. Диапазон 8:1
В системах ПЧН при применении комбинированного управления производят частотное регулирование в области малых скоростей и переключение обмоток двигателя в переводя на напряжение сети в остальной зоне.
|
|
В зависимости от функций ПЧН, применяют 2 варианта построения:
- только для малых скоростей
- в качестве бестокового коммутатора
Промышленностью выпускаются ПЧН типов ТТС -цифры.
В первом случае (при малых скоростях) получается простая САР мощностью 20-25% Рном ЭП, но ток должен обеспечивать Iном двигателя но при этом усложняется реллейно–контакторная схема.
Во втором варианте ПЧН должен быть рассчитан на полную мощность. В этом случае реллейноконтакторная схема проще и надежнее.
Для управления крановыми механизмами работающими в условиях где невозможен доступ обслуживающему персоналу (радиоактивная среда) единственно возможны преобразователи с ПЧН.
Недостатки:
- высокая стоимость
- сложная первоначальная наладка
- необходимость квалифицированного персонала
- передача в сеть помех.
2 Примеры типовых схемных решений переменного и постоянного тока.
2.4 АЭП по системе ТРН-ИР-АД
Использование каждого из регуляторов (ТРН, ИР) отдельно не позволяет обеспечивать все требования предъявляемые к ЭП кранов.
При использовании только импульсного регулятора (ИР) в цепи ротора позволяет обеспечить зону регулирования между естественной и реостатной характеристикой.
Использование ТРН позволяет использовать всю плоскость, но имеют место большие потери, что ведет к необходимости завышения мощности двигателя и следовательно его габаритов. ТРН обеспечивает реверс и динамическое торможение.
Работа схемы:
Управление осуществляется от блоков управления в БУ1 и БУ2 (БУ2 входит логическая схема, осуществляющая избирательное управление тиристорами статора или ротора в зависимости от режима работы).
Для задания жесткости используется отрицательная обратная связь по скорости.
2 Примеры типовых схемных решений переменного и постоянного тока.
2.5 ТП-ДПТ
Система обеспечивает высококачественное регулирование при мощности >60 кВт
Системы ЭП имеют 3-и исполнения:
1. С реверсивным ТП
2. С 1-м выпрямительным устройством. Для изменения направления тока якоря используют контактный реверсор (он переключается при отсутствии тока в цепи)
|
|
3. Тоже с 1-м выпрямительным устройством, которое обеспечивает работу двигателя в режиме потребления энергии и в режиме рекуперации, при изменении направления вращения (I и II квадрант). Для обеспечения работы в IV квадранте изменяют направление тока в обмотке возбуждения.
Первая система универсальна. Вторая система имеет меньшие габариты, но наличие контактного реверса до 100кВт. Третья система – для мощных ЭП >300 кВт и при малом числе вкл. в час (£300).
Рассмотренные ЭП строятся на основе одних типовых схем.
Промышленностью выпускаются ТПЕ преобразователи (100-630А). АТА - нереверсивные.
Системы обеспечивают диапазон (10 ÷ 15:1). Применение обратной связи по скорости обеспечит диапазон 30:1.
Для получения высоких регулировочных показателей используется двухконтурная система автоматического регулирования.
Недостаток состоит в том, что ухудшается качество эл. энергии в сети, особенно для маломощных источников (³300% от мощности ЭП).
Применяют на мощных мостовых литейных кранах, бетоноукладчиках, высокопроизводительных башенных кранах и мощных комплексах (400-600 кВт).
ЭП могут быть 1-о и 2-х двигательные (альбом стр 25, рис 1.23)
Для упрощения схемы и повышения надежности используется согласованная схема.
Тиристорный ЭП крана имеет 1-контурная система управления СМУР. Система управления ЭП имеет отрицательную ОС по U, отрицательную ОС по I с отсечкой.
Сигнал в цепи задающих обмоток определяется разностью задающего U от командоконтроллера с R4 и U отрицательной ОС двигателя (ПОС).
Значение и полярность задающего сигнала ограничивающего скорость и направление, регулируется с помощью командоконтроллера.
Отсечка по току осуществляется с помощью стабилитронов. Сигнал отрицательной ОС по току поступает от трансформаторов тока ТТ1-ТТ6.
Положительная ОС необходима для получения высокого коэффициента экскаваторной характеристики, поддержания постоянной в переходных режимах.