Электропривод экскаватора (стр. 3 из 5)

Время разгона двигателя до

[5, cтр.61]:

(3.40)

К концу поворота платформы с установившейся скоростью и началу разгрузки ковша скорость тягового каната будет снижена до нуля.

Время поворота платформы с установившейся скоростью:

(3.41)

Момент при торможении ковша [5, cтр.62]:

(3.42)

Время торможения двигателя с груженым ковшом [5, cтр.62]:

(3.43)

Момент двигателя при торможении [5, cтр.62]:

Продолжительность разгрузки ковша:

(3.44)

Динамический момент при разгоне после разгрузки ковша [5, cтр.62]:

, (3.45)

где:

; (3.46)

; (3.47)

где:

- заданная угловая скорость вращения платформы экскаватора, с^-1 [пример расчета 7, стр. 96];

- радиус вращения груженного ковша относительно оси поворотной платформы, м [формула 3.10].

Время разгона двигателя [5, cтр.62]:

(3.48)

Время маневрирования тяговым механизмом при повороте платформы с установившейся скоростью:

(3.49)

Момент двигателя при разгоне с порожним ковшом [5, cтр.62]:

Динамический момент при торможении [5, cтр.62]:

Время торможения двигателя [5, cтр.62]:

Момент, развиваемый двигателем [5, cтр.63]:

Эквивалентный момент двигателя [5, cтр.63]:

(3.50)

Нагрузочные и скоростные диаграммы главных механизмов приведены в графическом приложении.

3.4 Выбор тиристорного преобразователя

Для осуществления автоматического регулирования предусматривают управляемые преобразователи, позволяющие автоматически под воздействием обратных связей изменять управляющий сигнал. В данном случае используем систему ТП-Д с импульсно-фазовым управлением.

Выбор тиристорного преобразователя производится по следующим условиям [8]:

I_d_.ТП>I_Н.ДВ

U_d_ТП>U_Н.ДВ

где: I_d_.ТП – выпрямленный ток преобразователя, А;

I_Н.ДВ = I_Н =410А – номинальный ток двигателя;

U_d_ТП – номинальное выпрямленное напряжение тиристорного преобразователя;

U_Н..ДВ =U_Н=920В – номинальное напряжение эквивалентного двигателя (при последовательном соединении) ;

В соответствии с требованиями выбираем преобразователь марки [4, стр.53]:

КТЭ-800/930-22Т-08-Д-УХЛ4

3.5 Выбор понижающего трансформатора

Понижающий трансформатор нужен для согласования напряжения питания тиристорного преобразователя с напряжением питающей сети.

Для выбора питающего трансформатора для тиристорного преобразователя необходимо учесть следующие условия:

- напряжение обмотки высшего напряжения трансформатора должно совпадать с напряжением питающей сети:

U_1Н =U_С;

где: напряжение питающей сети U_С = 6 кВ;

- вторичное номинальное фазное напряжение трансформатора:

U_2НФ= U_d_н/2,34 = 920/2,34 = 397 В;

-номинальный вторичный фазный ток трансформатора:

I_2ФН= К_I₂·I_d_н = 0,815·800 = 652 А

Исходя из полученных данных выбираем трансформатор [9]: ТСЗП-630/10У3:

Схема соединения обмоток трансформатора:	D/D-0;
Мощность: S_T =	580 кВА;
Напряжение сетевой обмотки: U_1Н=	6 кВ;
Напряжение вентильной обмотки: U_2Н =	410 В;
Потери в режиме короткого замыкания: Р_КЗ%= 6000В		Вт;
Напряжение короткого замыкания: U_КЗ% =	5,9 %;
Ток холостого хода: I_ХХ%=	1,8 - 2,2 %.

3.6 Расчет и выбор сглаживающего дросселя

Сглаживающий дроссель предназначен для снижения пульсаций ЭДС и выпрямленного тока.

Для проверки необходимости в установке и оценки индуктивности сглаживающего дросселя необходимо выполнить два условия [9]:

где: L_S - суммарная индуктивность якорной цепи;

Е_ПУЛЬС – пульсирующее ЭДС;

m = 6 – пульсность для трехфазной мостовой схемы;

I_ПУЛЬС – пульсирующий ток;

w_С – угловая частота тока сети;

I_d_.ГР – граничное значение выпрямленного тока;

L_S=L_а.дв+L_ТР;

где: L_а.дв – индуктивность обмотки якоря эквивалентного двигателя;

L_ТР – индуктивность трансформатора;

где: К = 0,6 – коэффициент учитывающий размагничивающее действие якоря, в данном случае для некомпенсированных машин постоянного тока;

р = 2 – число пар полюсов;

Гн;

где: ω_н - номинальная угловая скорость вращения:

рад/с

где: Х_ТР – индуктивное сопротивление фазы трансформатора;

а =2 – коэффициент учитывающий мостовую схему выпрямления;

где: Z_ТР – полное сопротивление фазы трансформатора;

R_TP –активное сопротивление фазы трансформатора;

где: I_1ФН – номинальный фазный ток первичной обмотки трансформатора;

К_TP – коэффициент трансформации трансформатора;

m₂ = 3 – число фаз во вторичной обмотке;

где: I_1Н – номинальный линейный ток первичной обмотки трансформатора;

А;

;

Ом;

w_С = 2×p×f_C;

где: f_C = 50 Гц – частота тока питающей сети;

w_С =2×3,14×50 = 314 с^-1;

Гн;

L_S=0,0072+0,00033=0,00753 Гн;

Е_ПУЛЬС=0,2×U_Н.ДВ=0,2×460=92 В;

I_ПУЛЬС=(0,2¸0,3)×I_Н.ДВ=0,25×410=102,5 А;

I_d_.ГР= 0,1×I_Н.ДВ = 0,1×410 = 41 А;

Произведем проверку необходимости применения сглаживающего дросселя:

Выше приведенные условия выполняются, значит сглаживающий дроссель не требуется.

4 Расчет структурной схемы электропривода и синтез регуляторов системы управления электроприводом

4.1 Расчет структурной схемы в абсолютных единицах

Наибольшее распространение среди систем управления скоростью двигателя постоянного тока получили системы, в которых скорость регулируется изменением напряжения на якоре двигателя за счет управляемого электрического преобразователя (генератора, управляемого тиристорного или транзисторного выпрямителя, широтно-импульсного преобразователя) при подчиненном контуре регулирования тока двигателя. На рисунке 4.1 дана функциональная схема электропривода с подобной системой регулирования. Двигатель Д с независимым возбуждением (обмотка возбуждения ОВД) получает питание от управляемого преобразователя УП — реверсивного тиристорного преобразователя с двумя выпрямительными группами со встречно-параллельной схемой включения и с раздельным их управлением [10, c.126].