Главная       Продать работу       Блог       Контакты       Оплата       О нас       Как мы работаем       Регистрация       Вход в кабинет
Тех. дипломные работы
   автомобили
   спец. техника
   станки
   тех. маш.
   строительство
   электроснабжение
   пищевая промышленность
   водоснабжение
   газоснабжение
   автоматизация
   теплоснабжение
   холодильники
   машиностроение
   др. тех. специальности

Тех. курсовые работы
   автомобили
   спец. техника
   станки
   тех. маш.
   строительство
   детали машин
   электроснабжение
   газоснабжение
   водоснабжение
   пищевая промышленность
   автоматизация
   теплоснабжение
   ТММ
   ВСТИ
   гидравлика и пневматика
   машиностроение
   др. тех. специальности

Тех. дополнения
   Отчеты
   Расчетно-графические работы
   Лекции
   Задачи
   Лабораторные работы
   Литература
   Контрольные работы
   Чертежи и 3D моделирование
   Тех. soft
   Рефераты
   Общий раздел
   Технологический раздел
   Конструкторский раздел
   Эксплуатационный раздел
   БЖД раздел
   Экономический раздел
   Экологический раздел
   Автоматизация раздел
   Расчетные работы

Гум. дипломные работы
   педагогика и психология
   астрономия и космонавтика
   банковское, биржевое дело
   БЖД и экология
   биология и естествознание
   бухгалтерский счет и аудит
   военное дело
   география
   геология
   государство и право
   журналистика и СМИ
   иностранные языки
   история
   коммуникации
   краеведение
   кулинария
   культура и искусство
   литература
   экономика и торговля
   математика
   медицина
   международное отношение
   менеджмент
   политология
   музыка
   религия
   социология
   спорт и туризм
   таможенная система
   физика
   химия
   философия
   финансы
   этика и эстетика
   правознавство

Гум. курсовые работы
   педагогика и психология
   астрономия и космонавтика
   банковское, биржевое дело
   БЖД и экология
   биология и естествознание
   бухгалтерский счет и аудит
   военное дело
   география
   геология
   государство и право
   журналистика и СМИ
   иностранные языки
   история
   коммуникации
   краеведение
   кулинария
   культура и искусство
   литература
   экономика и торговля
   математика
   медицина
   международное отношение
   менеджмент
   политология
   музыка
   религия
   социология
   спорт и туризм
   таможенная система
   физика
   химия
   философия
   финансы
   этика и эстетика
   правознавство

Гум. дополнения
   Отчеты
   Расчетные работы
   Лекции
   Задачи
   Лабораторные работы
   Литература
   Контрольные работы
   Сочинения
   Гум. soft
   Рефераты

Рефераты
   Авиация и космонавтика
   Административное право
   Арбитражный процесс
   Архитектура
   Астрология
   Астрономия
   Банковское дело
   Безопасность жизнедеятельнос
   Биографии
   Биология
   Биология и химия
   Биржевое дело
   Ботаника и сельское хоз-во
   Бухгалтерский учет и аудит
   Валютные отношения
   Ветеринария
   Военная кафедра
   ГДЗ
   География
   Геодезия
   Геология
   Геополитика
   Государство и право
   Гражданское право и процесс
   Делопроизводство
   Деньги и кредит
   ЕГЭ
   Естествознание
   Журналистика
   ЗНО
   Зоология
   Издательское дело и полиграф
   Инвестиции
   Иностранный язык
   Информатика
   Информатика, программировани
   Исторические личности
   История
   История техники
   Кибернетика
   Коммуникации и связь
   Компьютерные науки
   Косметология
   Краеведение и этнография
   Краткое содержание произведе
   Криминалистика
   Криминология
   Криптология
   Кулинария
   Культура и искусство
   Культурология
   Литература : зарубежная
   Литература и русский язык
   Логика
   Логистика
   Маркетинг
   Математика
   Медицина, здоровье
   Медицинские науки
   Международное публичное прав
   Международное частное право
   Международные отношения
   Менеджмент
   Металлургия
   Москвоведение
   Музыка
   Муниципальное право
   Налоги, налогообложение
   Наука и техника
   Начертательная геометрия
   Оккультизм и уфология
   Остальные рефераты
   Педагогика
   Политология
   Право
   Право, юриспруденция
   Предпринимательство
   Прикладные науки
   Промышленность, производство
   Психология
   психология, педагогика
   Радиоэлектроника
   Реклама
   Религия и мифология
   Риторика
   Сексология
   Социология
   Статистика
   Страхование
   Строительные науки
   Строительство
   Схемотехника
   Таможенная система
   Теория государства и права
   Теория организации
   Теплотехника
   Технология
   Товароведение
   Транспорт
   Трудовое право
   Туризм
   Уголовное право и процесс
   Управление
   Управленческие науки
   Физика
   Физкультура и спорт
   Философия
   Финансовые науки
   Финансы
   Фотография
   Химия
   Хозяйственное право
   Цифровые устройства
   Экологическое право
   Экология
   Экономика
   Экономико-математическое мод
   Экономическая география
   Экономическая теория
   Этика
   Юриспруденция
   Языковедение
   Языкознание, филология

Главная > Тех. курсовые работы > автоматизация
Название:
Автоматизация ленточного конвейера

Тип: Курсовые работы
Категория: Тех. курсовые работы
Подкатегория: автоматизация

Цена:
0 руб



Подробное описание:
  1. Назначение, конструкція и принцип действия лен точного кон­вейера.

Конвейеры являются основным видом транспортных, устройств для пе­реме­щения массовых потоков сыпучих материалов различной крупности в гор­ной, металлургической, строительной индустрии и других отраслях про­мыш­ленности.

Наибольшее применение в промышленности получили ленточные кон­вейеры с прорезиненной лентой в качестве несущего и тягового органов.

Ленточные конвейеры не сложны по конструкции, надежны в работе, обла­дают большой производительностью и более экономичны, чем другие транс­портные устройства (пластинчатые конвейеры, электровибрационные транс­портные установки и т. д.).

 

  1. 1. Классификация.

Существует много признаков, по которым можно классифицировать су­щест­вующие ленточные конвейеры на отдельные типы  (группы):

а)  по характеру установки различают конвейеры стацио­нарные и пере­движ­ные;

б)  по профилю (поперечному_ сечению) рабочей ветви-конвейеры с плоским и с желобчатым профилем;

в)   по  расположению грузовой ветви ленты — конвейеры с верхней, нижней и с двумя рабочими ветвями (последние вменяются относительно редко);

г) по типу ленты — конвейеры   с лентой, имеющей проре­зиненную ос­нову из синтетического волокна; с лентой имеющей из резины, имеющей ос­нову из металлических тросиков или металлической сетки; со стальной лен­той; с рифленой резиновой лентой;

д) по типу привода — конвейеры с  однобарабанным и двух- барабан­ным приводами.

Конвейеры различаются также по месту расположения  приводных  станций, типу натяжных устройств, характеру тяговых органов, углу уста­новки и по производительности.

Очевидно, классификацию ленточных конвейеров необходимо  произво­дить по какому-нибудь одному, всеобъемлющему признаку. Таким призна­ком яв­ляется производительность конвейерной   установки.   Остальные па­раметры и конструктивные особенности конвейера связаны с его производи­тельно­стью.

Основным фактором, определяющим производительность конвейера, явля­ется ширина его ленты. Скорость движения ленты, профиль ее рабочей ветви, угол наклона конвейера изменяются в довольно узких пределах и эти фак­торы играют второстепенную роль.

Классификация ленточных конвейеров, применяемых  в  горнорудной  про­мышленности, подразделяющая их на три типа:

средний — конвейеры общего назначения с лентой, шириной 500 – 1400мм. мощность привода до 80;

тяжелый - конвейеры с лентой шириной 800 – 2000мм. мощность при­вода 60 – 350кВт;

сверхтяжелый - конвейеры с лентой шириной 1400 – 2000мм. мощность при­вода 300 – 1200кВт;

 

  1. 2. Схема конвейера.

Ленточный конвейер (рис.1) представляет собой транс­портное устрой­ство непрерывного действия, несущим и тяговым органом которого является бес­конечная гибкая лента 1, огибающая приводной 2 и хвостовой 3 барабаны и поддерживаемая роликами 5 и 6, оси которых закреплены на специ­альных кронштейнах, монтируемых на неподвижной станине (раме) 7 конвейера. Для увеличения угла обхвата барабана служит отклоняющий барабан 4. Натяже­ние ленты производится натяжным устройством 10, оттягивающим хвосто­вой барабан при помощи груза. Приводной барабан получает вращение от электродвига­теля через редуктор. Тяговое усилие от барабана на ленту пере­дается трением.

 

 

 

Рис.1.1.  Ленточный конвейер

 

Транспортируемый материал подается на ленту через загру­зочную течку 8, устанавливаемую вблизи натяжного барабана или в промежуточных пунк­тах, по длине конвейера. Раз­грузка материала может производиться с при­водного бараба­на через направляющий желоб 9 или в любом месте по ходу движения ленты конвейера специальными сбрасывающими устройствами.

Ветвь ленты, несущая груз, называется рабочей или гру­зовой, а ветвь, сво­бодная от материала, — холостой или порожней.

Рабочая ветвь ленты имеет плоский или   желобчатый профиль, который придается ей роликовой опорой, холостая ветвь, плоская. Обычно рабочей является верхняя ветвь, но иногда она может, быть и нижней ветвью ленты. 

Все многообразие существующих, и разрабатываемых ЭП отражает об­щая структурная схема, включающая все функцио­наль­но необходимые для его работы устройства. Практическая реализа­ция этих устройств приводит к де­лению ЭП на классификационные группы, появление и развитие которых оп­ределяется научно-техническим прогрессом промышленного про­изводства и техники.

 

  1. 3. Классификация электрических приводов.

ЭП включает в себя ряд электротехнических, электронных и механиче­ских устройств, в результате чего он представляет собой электромеханиче­скую систему. Общая структурная схема ЭП приведена на рис. 2, где утол­щен­ными линиями показаны силовые каналы энергии, а тонкими линиями — ма­ломощные (информационные) цепи.

Основным элементом любого электропривода, является электрический дви­гатель 1, который вы­рабатывает механичес­кую энергию (МЭ) за счет по­треб­ляемой элек­трической энергии (ЭЭ), являясь электромехани­ческим пре­обра­зователем энергии.

От электродвигателя механическая энергия че­рез передаточное устрой­ство 9 (механическое, гидравлическое, электромаг­нитное) подается на ис­полни­тельный орган 7 рабочей машины 8, за счет чего он совершает механи­ческое движение. Функция пе­редаточного устройства заклю­чается в согласо­вании движения электродвигателя и исполнительного органа 7. Прогрессив­ным на­прав­лением развития ЭП является непосредственное со­единение элек­тродви­гателя с исполнительным орга­ном, что позволяет повысить технико-эконо­мические показатели работы комплекса «электропривод — ра­бочая машина».

Электрическая энергия потребляется ЭП от ис­точника 3 электроэнергии. Для получения электро­энергии требуемых для электродвигателя параметров и управления потоком этой энергии, что необходимо для управления движе­нием исполнительного органа, между двигателем и источником электроэнер­гии включается силовой преобразователь 2.

Управление преобразователем 2 осуществляется от маломощного блока 4 управления с помощью сигнала управления Uy, который в общем случае формируется из сигнала Uз, задающего характер движения исполнительного органа, и ряда допол­ни­тельных сигналов Uдс, дающих информацию о ре­али­зации технологического процесса рабочей машины и характере движения ис­полнительного органа, ра­боте отдельных узлов ЭП, возникновении аварий­ных ситуаций и т. д. Преобразователь 2 вместе с блоком 4 управления обра­зуют систему 5 управления.

 

Рис. 1.2. Общая структурная схема ЭП

 

Итак, электрическим приводом называется элек­тромеханическая сис­тема, со­стоящая из электродвигательного, преобразо­вательного, передаточ­ного и управляющего устройств, предназначенная для приведения в движе­ние ис­полнительных органов рабой машины и управления этим движением.

В ЭП наиболее характерным является использование следующих типов:

- электродвигателей: постоянного тока независимо­го, последовательного и смешанного возбуждения" асинхронных, син­хронных, вентильных, шаго­вых, ли­нейных постоянного и переменного тока;

- механических передаточных устройств: цилинд­рических, червячных и пла­нетарных редукторов, пе­редач винт — гайка, цепная и ременная, гидро- и эле­ктромагнитных муфт;

- силовых преобразователей: управляемых выпря­мителей, инверторов тока и напряжения, регуляторов частоты и напряже­ния и импульсных регу­ляторов напряжения;

- блоков управления: кнопок управления, командо-аппаратов, реле, ло­гиче­ских элементов, регуляторов, усилителей, мик­ропроцессоров и управ­ляющих эле­ктронных машин.

Реализация ЭП может быть весьма разнообраз­ной, что находит отраже­ние в классификации ЭП. ЭП классифицируется по характеру движения, ви­дам и реализации силового преобразователя, коли­честву используемых элек­тро­двигателей, видам ис­точ­ников электроэнергии, способам управления, на­ли­чию или отсутствию механической передачи и т. д.

По характеристике движения различают ЭП вращательного и поступа­тель­ного движения при этом скорость исполнитель­ного органа может быть регу­лируемой или нерегулируемой, а само движе­ние — непрерывным или дис­кретным, однонаправлен­ным, двунаправленным (реверсивным) или виб­раци­онным (возвратно - поступательным).

По количеству используемых двигате­лей различают групповой, индиви­ду­альный и вза­имосвязанный электропривод.

Групповой ЭП характеризуется тем, что один двигатель приводит в движение несколько исполнительных органов одной или один исполни­тельны орган нескольких рабочих машин. Индивидуальный ЭП обеспечивает движение одного исполнитель­ного органа рабочей машины.

Взаимосвязанный ЭП представляет собой два или несколько электриче­ски или механически связанных между собой инди­видуальных ЭП, рабо­тающих со­вместно на один или несколько исполнительных органов. Если двигатели связаны между собой ме­ханически и работают на общий вал, то такой взаимосвязанный ЭП называется многодвигатель­ным, а если двигатели связаны электрическими цепями, то такой взаимосвязанный ЭП называется электрическим валом.

По виду силового преобразователя ЭП отличается большим многообра­зием. Если в качестве признака взять характер преобразования напряжения источника электроэнергии, то можно выделить че­тыре вида силовых преоб­разователей: управляе­мые и неуправляемые выпрямители, которые преобра­зуют напряжение переменного тока в напряжение постоян­ного (выпрям­лен­ного) тока; инверторы, выполня­ющие обратное преобразование; преобразо­ватели ча­стоты и напряжения переменного тока, изменяющие параметры на­пряжения переменного тока; импульс­ные преобразователи напряжения по­стоянного тока с различным видом модуляции выходного напряже­ния посто­янного тока.

Названные виды силовых преобразователей мо­гут быть выполнены на различной элементной базе, а именно, с использо­ванием электрических ма­шин, магнитных усилителей, ионных и полупро­водниковых элементов. Со­временные силовые пре­обра­зователи являются, как правило, полупроводни­ковыми, в которых используются главным образом силовые транзисторы, диоды, тиристоры и их разновидности.

Как видно из рассмотренной далеко не полной классификации, конкрет­ная реализация ЭП может быть очень разнообраз­ной. Тем не менее работа ЭП подчиняется некоторым общим закономерностям, связанным с процес­сом преобразования энергии, определением характера механического движе­ния и его управлением.

 


  1. Обоснование и выбор системы электропривода.

 

  1. 1. Задачи автоматизации.

 

При автоматизированном управлении конвейерною линией решаются две ос­новные задачи:

- Первое задание сводится к выполнению определенного порядка включения двигателей отдельных конвейеров в противоположном грузопотока направ­лении, чтобы предотвратить завала неработающих конвейеров во время пуска загруженной линии. Для выполнения этой задачи применятся блоки­ровки, исключающую возможность включения дальнейшего конвейера при неработающем переднем, которая осуществляется реле скорости, контро­лирующим исправность несущего органа конвейера и номинальную скорость его движения;

- Второе задание заключается в устранении бросков тока в сети, пусковых токов нескольких двигателей, которые возникают при наложении, и преду­преждении срабатываний максимального токового защиты путем смеще­ния во времени пуска отдельных конвейеров.

Основные требования, которые предъявляются к автоматизации подземных конвейерных линий:

- Пуск конвейерной линии должен осуществляться быстродействием на элемент управления;

- Перед пуском линии по всей ее длине должен автоматически подаваться звуковой предупредительный сигнал продолжительностью не менее 5 сек;

- Включение каждого последующего конвейера в линии должно осуществ­ляться автоматически после установления номинальной скорости движения тягового органа предыдущего конвейера;

- При управлении конвейерною линией с центрального пульта управления должен обеспечиваться контроль числа работающих конвейеров неразветвленной линии центрального направления и ответвлений;

- Должны предусматриваться блокировки, исключающие возможность дис­танционного пуска конвейера при его работе в режиме местного управления;

  - Оперативный останов конвейерной линии должен осуществляться с пункта управления, а экстренные прекращение пуска и останову из любой точки по длине линии.

Аппаратурой и схеме должно обеспечиваться аварийное автоматическое от­ключение при:

- Неисправности цепей управления и контроля, которые приводят к потере управляемости;

- Срабатывании защит в аппаратуре управления приводом конвейера; обрывы или пробуксовки несущего органа конвейера;

- Длительном пуска двигателя конвейера;

- Недопустимому снижении или превышении скорости движения ленты;

- Востоке ленты сторону; завали перегрузочного устройства;

- Недопустимому перегреву барабанов.

При оперативном или аварийном останови конвейерной линии отключение всех конвейеров должно осуществляться за время, исключающее завал в любом месте пересыпу груза. Аварийное отключение конвейерной линии должно сопровождаться подачей сигнала на пункт управления.

Рассмотрим наиболее распространенные типы регулируемого асинхронного электроприводу ленточных конвейеров: электропривод с реостатным управлением, электропривод частотным управлением и электропривод с им­пульсным управлением.

Применение регулирования активного сопротивления роторному цепи асинхронного двигателя фазным ротором (рис. 2.1) решает проблему пуска мощных конвейеров, при этом достигается ограничения пусковых токов и обеспечивается формирование необходимой пусковой характеристики при­вода.

 

 

 

Рис. 2.1. Схема (а) и механические характеристики (б) асинхронного

электроприводу с реостатным управлением.

 

Регулирование величины сопротивления осуществляется релейноконтактор­ным управлением по кнопковыми станциями или силовыми контроллерами. Предварительные степени 1n и 2n ограничивающих ускорение двигателя в режиме выбора зазоров и в начале процесса пуска конвейера. Переключение ступеней пусковых сопротивлений в процессе разгона двигателя вызывают скочкообразные изменения его момента в тем больших пределах, чем меньше число степеней. Это может явиться причиной возникновения упру­гих механических колебаний и нарушить плавность переходных процессов. Поэтому при реостатному управлении двигателем плавность пуска обеспечи­вается только за счет увеличения числа пусковых ступеней, что снижает ве­личину ΔМ = М1 - М2. Это вынуждает использовать громоздкие релейно-контакторные панели с большим количеством тяжелой коммутирующей  аппаратуры. Учитывая малую величину пуска конвейера, по сравнению с его общим временем работы, можно говорить о нерационального использования такого большого числа коммутационных аппаратов, неоправданных эксплуатационных расходов на их обслуживание, ремонт и т.п.

Достоинства асинхронного электропривода с реостатным управлением:

- Удовлетворительной ограничения пусковых токов;

- Достаточный диапазон регулировки относительно электропривода конвей­ера (Δ = 2:1);

- Простота использованной аппаратуры.

Недостатки асинхронного электропривода с реостатным управлением:

- Недостаточная плавность пуска;

- Уменьшение стабильности скорости при ее снижении;

- Большие потери энергии при пуске в роторному цепи;

- Большие эксплуатационные затраты на обслуживание и ремонт коммутаци­онных аппаратов;

- Большие габариты панелей управления и пусковых реостатов.

При больших диапазонах регулирования (Δ> 2:1) и высоких требованиях к жесткости механических характеристик электропривода, перспективная система, преобразователь тиристора частоты - асинхронный двигатель с ко­роткозамкнутым ротором (ТПЧ-АД). Для ленточного конвейера используют две схемы регулируемого электропривода переменного тока с частотным преобразователем тиристора: схему с непосредственным преобразовате­лем частоты и схему с промежуточным звеном постоянного тока. Вторая схема обеспечивает регулирование частоты в более широком диапазоне и, следовательно, плавнее изменение скорости движения конвейерной ленты. На рис. 2.2а. приведена схема регулируемого привода тиристора переменного тока с промежуточным звеном постоянного тока. Она состоит из частотного преобразователя тиристора и асинхронного короткозамкнутого электродви­гателя, к статора которого подводится трехфазный ток с переменной часто­той. Частотный преобразователь включает выпрямитель тиристора В инвертор. При помощи выпрямителя регулируется то, что подводится к двигателю на­пряжения, а с помощью инверторов частота переменного тока. Сочетание ре­гулирования напряжения, который подводится к электродвигателя, с измене­нием частоты тока дает возможность получить семейство характеристик при­веденных на рис. 2.2б.

 

 

 

Рис. 2.2 Схема (а) и механические характеристики (б) частотного

регулируемого привода тиристора переменного тока с промежуточным

звеном постоянного тока.

 

Основные достоинства приводов с частотными преобразователями следую­щие:

- Возможность использования короткозамкнутых асинхронных двигателей для приводов любой мощности;

- В процессе регулирования скорости исключены потери в реостатах, что по­вышает экономичность поводу;

- При пуске электродвигатель все время работает в пределах рабочей части характеристик;

- Появляется возможность осуществления регулируемого пуска с необходи­мой степенью плавности;

- Обеспечивается стабильное и экономическое регулирование скорости в сталом режиме без потерь на скольжение.

Главной причиной малого распространения электропривода с частотным преобразователем является отсутствие в настоящее время достаточно надеж­ных частотных преобразователей, которые работают от сети напряжением более 600В. По этому необходима установка понижающего транс­форматора и использования низковольтных, асинхронных, короткозамкну­тых электродвигателей, которые менее экономические, чем высоковольтные. К недостаткам относятся также сложность реализации системы и ее дорого­визна.

Импульсный способ регулирования (рис.2.3), целесообразен относительно коммутации дополнительного сопротивления в роторной цепи. При этом ме­ханические характеристику поводу обеспечивают устойчивую работу в не­малой диапазоне скоростей при разомкнутой системе электропривода. По своим характеристикам данный способ аналогичный реостатному. Его дос­тоинство в сравнении с реостатным способом - возможность плавного, бес­ступенчатого регулирования сопротивления.

 

 

 

Рис. 2.3. Схема (а) и механические характеристики (б) асинхронного

электропривода с импульсным регулированием сопротивления в роторной цепи.

 

Выделим достоинства асинхронного электропривода с импульсным регулированием:

- Значительное ограничение пусковых токов;

- Плавное бесступенчатое  регулирование скорости в диапазоне до 150 и более;

- Высокие эксплуатационные показатели;

- Простота и надежность электропривода.

Основной недостаток импульсного регулирования скорости двигателя с ко­роткозамкнутым ротором - большие потери энергии, которые выделяются непосредственно в двигателе, а с фазным ротором - тщетного рассеивания мощности скольжения в опорах цепи ротора.

Весьма распространенным является применение электропривода по схеме асихронно-вентильный каскад (АВК) приведен на рис. 2.4а.

 

 

 

Рис.2.4. Схема (а) и механические характеристики (б) АВК.

 

В роторный цепь асинхронного двигателя включен неуправляемый выпрямитель. Регулирование частоты вращения двигателя основано на введении дополнительной ЭДС в ротор и осуществляется изменением угла опережения от­крытия инверторов. При регулировании скорости рабочего механизма энер­гия скольжения не теряется, а за вычетом потерь возвращается в сеть. Меха­нические характеристики асинхронного двигателя в приводного по схеме АВК (рис. 2.4б) имеют достаточно высокую жесткость, и при изменении им­пульсов, которые управляют, перемещаются почти параллельно вдоль оси ординат.

Пусть двигатель работает, в устойчивому режиме, с определенной скоростью и нагрузкой. При увеличении угла опережения в уменьшается напря­жение инвертора и возрастает ток в промежуточном цепи. Соответственно увеличивается и ток ротора, а значит, и момент двигателя. Скорость электро­привода начинает возрастать. С ростом скорости снижается скольжения и вме­сте с ним напряжение ротора. Это приводит к уменьшению тока и ускорения двигателя. Наступает новый постоянный режим при большем значении ско­рости. Меньшая жесткость характеристик в сравнении с естественной харак­теристикой двигателя объясняется дополнительными падениями напряжения в выпрямитель и инвертор. Если энергия скольжения превышает потери в обмотках ротора двигателя, а также в силовых вентилях и тиристорах, то происходит ее рекуперация в сеть, которая улучшает энергетические показа­тели привода.

К достоинств электропривода по схеме АВК можно отнести:

- Возможность прямого включения в сеть электропривода;

- Хорошие регулирующие свойства;

- Высокий КПД системы благодаря рекуперации энергии скольжения в сеть;

- Достаточный диапазона регулировки относительно электропривода конвей­ера (D = 2:1);

- Обеспечивает плавную регулировку скорости и момента, не требует боль­шого количества силовой контактной аппаратуры:

- Имеет малую мощность управления, легко поддается автоматизации, обла­дает хорошими динамическими свойствами.

К недостаткам привода по схеме АВК относятся:

- С увеличением диапазона регулирования скорости, растет установленная мощность трансформатора и вентилей;

- Низкий коэффициент мощности;

- Снижение перегрузочных способности АД.

Анализируя возможные варианты систем управления электроприводом  ленточного конвейера, можно прийти к выводу, что наиболее рацио­нальной и обоснованной является система с частотным преобразователем.

 


  1. Выбор элементов силовой цепи.

 

  1. 1. Выбор электродвигателя.

 

Параметры двигателя:

 

Номинальная скорость вращения двигателя:

 

 (рад/с)

 

Определяем номинальный момент двигателя:

 

 (Нм)

 

  1. 2. Выбор преобразователя частоты.

 

Выбор преобразователя частоты производим исходя из условий (1.1-1.2):

                                                    ;                                                       (1.1)

                                                 ;                                                           (1.2)

Этим условиям удовлетворяет преобразователь частоты СПЧР 300/6. Устройство СПЧР предназначено для плавного пуска и экономичного регулирования производительности путем изменения частоты вращения приводного электродвигателя. При этом исключаются 6-7 кратные пусковые токи, уменьшается воздействие на сеть собственных нужд 6 кВ, сохраняется высокое значение к.п.д. конвейера и двигателя во всем диапазоне работы.

Экономичное регулирование производительности обеспечивается изменением частоты вращения приводного электродвигателя с помощью устройства СПЧР (далее ТПЧ).

Устройство управления ТПЧ предусматривает возможность управления электроприводом как непосредственно с ШУ ТПЧ (местное управление), так и с пульта диспетчера (дистанционное управление). В последнем случае сигналы управления и задания производительности насоса могут формироваться управляющей ЭВМ.

ТПЧ позволяет регулировать в широких пределах значения частоты, тока и напряжения на статоре асинхронного двигателя (АД).

Сохранение высокого к.п.д. АД во всем диапазоне изменения его частоты вращения обеспечивается с помощью ТПЧ реализацией такого закона частотного регулирования, когда при любой частоте вращения и нагрузке поддерживается постоянным значение угла сдвига между первыми гармониками тока и напряжения статора.

ТПЧ серии СПЧР преобразует параметры электрической энергии питающей сети 6000 В, 50 Гц в систему трёхфазных токов регулируемой частоты для питания цепей статора АД.

ТПЧ серии СПЧР представляет собой двухзвенный преобразователь, состоящий из управляемого выпрямителя (В) и инвертора тока (И). В и И выполнены высоковольтными и предназначены для непосредственного, без согласующих трансформаторов, подключения к питающей сети 6 кВ и к статору приводного АД. Управляемый выпрямитель В позволяет преобразовать электрическую энергию трёхфазной сети 6 кВ, 50 Гц в регулируемое выпрямленное напряжение. Регулируемый по величине с помощью В постоянный ток затем преобразуется инвертором в систему трёхфазных токов регулируемой частоты для питания цепей статора АД.

Для электромагнитного согласования ТПЧ с питающей сетью на его входе в каждую фазу включен трехфазный токоограничивающий реактор РТСТ.

Основные параметры устройства СПЧРС приведены в табл. 1.1.

 

Наименование параметра

Норма

Номинальная выходная мощность выпрямителя, к Вт

300

Номинальная выходная мощность инвертора, к Вт

300

Номинальная мощность приводного электродвигателя, кВт

250

Номинальный выходной ток, А

50

Номинальная выходная частота, Гц

50

Номинальное напряжение на входе, В

6000

Номинальное напряжение на выходе, В

6000

Частота питающей сети, Гц

50

Диапазон регулирования частоты, Гц

5-50

Коэффициент полезного действия в номинальном режиме, %

94.5

Коэффициент мощности в номинальном режиме, не менее

0,9

 

Табл. 1.1. Основные параметры устройства СПЧР.

 

Устройство управления (УУ) ТПЧ предназначено для реализации функций управления, регулирования, защиты, автоматизации и обеспечения надёжной работы электропривода насоса в режимах его эксплуатации, с обеспечением нижеследующих возможностей:

Система управления выпрямителя (СУВ) формирует импульсы управления тиристорами. С её помощью производится регулирование выходного напряжения выпрямителя в зависимости от значения аналогового входного сигнала путем изменения фазы импульсов относительно напряжений питающей сети.

Система управления инвертора (СУИ) формирует импульсы управления тиристорами инвертора согласно заданному алгоритму, обеспечивающему нормальную коммутацию тиристоров. С её помощью также реализуется экономичный режим работы синхронного двигателя путем стабилизации угла сдвига между первыми гармониками напряжения и тока статора АД.

 

  1. 3. Выбор сглаживающего дросселя.

 

Выбор сглаживающего дросселя производим исходя из условия:

                                       (1.3)

Вибираємо згладжуючий дросель з наступними параметрами:

Параметры:

Тип  ДФ – 9

Номінальний струм, 200 А

Індуктивність, 0,25 Гн

 

  1. 4. Выбор токоограничивающего реактора.

 

Выбор токоограничивающего реактора производим исходя из условия:

                                                                              (1.4)

Из каталога выбираем реактор: РТСТ – 41.

Параметры:

 

  1. 5. Расчет постоянной времени.

 

Механическую и электромагнитную постоянные времени найдем по формулам (1.5-1.6)

                                             (1.5)

                                     (1.6)

Общее сопротивление цепи формула (1.7):

 

                (1.7)

 

      где  – активное сопротивление токоограничительного реактора;

 – коммутационное сопротивление инвертора;

 – коммутационное сопротивление выпрямителя;

 – активное сопротивление дросселя;

 – активное сопротивление фазы асинхронного двигателя.

Активное сопротивление токоограничительного реактора РТСТ-41  (Ом) (из паспортных данных).

Активное сопротивление фазы асинхронного двигателя:

                          (1.8)

      где  – номинальное напряжение асинхронного двигателя;

 – номинальный ток статора асинхронного двигателя;

 – номинальное скольжение;

 – коэффициент трансформации;

 (Ом);

Активное сопротивление дросселя примем:

 (Ом);

Коммутационное сопротивление выпрямителя определим по формуле (1.9):

                                   (1.9)

      где  – пульсность схемы ();

 – индуктивное сопротивление токоограничительного реактора:

                                                ;                                

      где  – частота питающей сети;

 – индуктивность токоограничительного реактора (из паспортных данных);

Тогда:

 (Ом);

 (Ом);

Коммутационное сопротивление инвертора (1.10):

                                   (1.10)

      где  – индуктивное сопротивление асинхронного двигателя:

 (Ом);

Тогда суммарное сопротивление будет равно:

 (Ом)

Суммарную индуктивность найдем из формулы:

Индуктивность фазы АД равно:

;                        (1.11)

 

 (Гн).

 (Гн).

Электромагнитная постоянная времени будет равна:

Электромеханическая постоянная времени будет равна:

 

 

Переходный процесс будет апериодическим так как .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


  1. Расчет статических характеристик разомкнутой системы.

 

Определим погрешность регулирования, исходя из основного уравнения динамики (2.1):

                (2.1)

 

1) (рад/с);

2) (рад/с)

Статизм характеристик :

верхней: ;                     (2.2)

нижней:              (2.3)

где  – диапазон регулирования.

Структурная схема для моделирования разомкнутой системы ПЧ-АД и графики скорости и тока приведена на рис (2.1 – 2.3):

 

 

Рис. 4.1. Структурная схема для моделирования разомкнутой системы ПЧ-АД.

 

Рис.4.2. Переходной процесс по скорости в разомкнутой системе.

 

 

 

 

Рис.4.3. Переходной процесс по току в разомкнутой системе.

Как видно из графиков разомкнутая система не обеспечивает заданного время регулирования . Переходной процесс по току превышает максимально допустимый ток. Поэтому проведем расчет замкнутой системы с общим сумматором


  1. Определение устойчивости системы.

 

Передаточная функция по управляющему воздействию:

 

 > 0

Так как  и определитель , то система устойчива.

Разделим характеристическое уравнение системы на :

;

 

;

;

    ;

Коэффициентом передаточной функции по управляющему воздействию при р3 пренебрегаем и разделим её числитель со знаменателем на свободный член знаменателя:

;

 

 

Частота ожидаемыз колебаний:

Коэффициент затухания:

Угол нагрузки:

.

Тогда аналитическое выражение графика переходного процесса в относительных единицах будет иметь вид:

 

 

Рис. 5.1. График переходного процесса.

 

Структурная схема и статические характеристики системы приведены ниже на рис. (3.2 – 3.4).

 

 

Рис. 5.2. Структурная схема с общим сумматором.

 

 

 

 

Рис. 5.3. Переходной процесс по скорости в замкнутой системе по схеме с общим сумматором.

 

 

 

Рис. 5.4. Переходной процесс по току в замкнутой системе по схеме с общим сумматором.

 

 

Схема с общим сумматором обеспечивает работу системы с номинальной скоростью и током. Система отрабатывает экскаваторную характеристику с током упора равным 59 А, но не удовлетворяет заданному времени переходного процесса и не обеспечивает качественных показателей тока.

 


  1. Расчет системы подчиненного регулирования.

 

  1. 1. Расчёт обратной связи по току и регулятора.

 

Оптимизация производится для обеспечения в замкнутой системе показателей не хуже заданных. Необходимо до минимума снизить постоянную времени  электропривода.  Для  этого  задаемся масштабным  множителем  Tμ=0.01 с, который не влияет на форму переходного процесса и служит обобщенной мерой быстродействия системы.

Коэффициент обратной связи по току:

 (В/А)

Коэффициент обратной связи по скорости:

 (В*с/рад)

Поскольку Тм>4Тэ то допустим условный разрыв внутренней обратной связи по противо-ЭДС.

Постоянную времени  относим к внешнему контуру скорости, некомпенсированная постоянная времени которого равна

 (с).

Принципиальная схема регулятора тока представлена на рис. 4.

 

 

Рис. 6.1. Регулятор тока.

 

 

Значение сопротивлений и емкостей рассчитаны по формулам:

примем С0=1мкФ, тогда

где Rт – согласующий резистор, если используются элементы с различными унифицированными выходами.

 

  1. 2. Расчёт обратной связи по скорости и регулятора.

 

Статизм регулятора скорости, синтезируемого по модульному оптимуму:

Поскольку статизм замкнутой системы по модульному оптимуму удовлетворяет поставленному заданию, синтезируем регулятор на модульному оптимуму.

          Ограничение тока в таких системах наиболее просто выполняется регламентацией выходного напряжения регулятора предыдущего контура, в данном случае - контура скорости.

Uзтмах£2IнKдт=9,944 В.

Расчет задатчика интенсивности.

Структурная схема системы подчиненного регулирования и графики переходных процессов приведены на рис. (4.1. - .4.3)будут иметь вид:

 

 

 

 

Рис. 6.2. Структурная схема системы подчиненного регулирования.

 

 

 

 

 

Рис. 6.3. График переходного процесса по скорости.

 

 

 

Рис. 6.4. График переходного процесса по скорости

 

 

Данная система предпочтительней схемы с общим сумматором тем, что в ней каждый регулятор можно настроить отдельно. Это обеспечивает более качественные показатели: время регулирования; статизм.

 

 

Выводы

 

Частотный способ является одним из наиболее перспективных и широко используемых в настоящее время способов регулирования скорости АД. Этот способ обеспечивает плавное регулирование, в широком диапазоне, получаемые характеристики обладают высокой жесткостью. Частотный способ к тому же отличается и еще одним весьма важным свойством: при регулировании скорости АД не происходит увеличения его скольжения, как это имеет место, например, при реостатном регулировании. Поэтому при этом способе регулирования потери скольжения, оказываются небольшими, в связи, с чем частотный способ наиболее экономичен.

Для лучшего использования АД и получения высоких энергетических показателей его работы — коэффициентов мощности, полезного действия, перегрузочной способности — одновременно с изменением частоты питающего напряжения необходимо изменять и значение этого напряжения. Закон изменения напряжения при этом зависит от характера момента нагрузки.

Частотное управление является экономичным, так как регулирование скорости АД в этой системе не сопровождается выделением больших потерь скольжения в роторной цепи, ухудшающих КПД электропривода и приводящих к необходимости завышения мощности АД.

Регулирование в этой системе, может осуществляться плавно, в широком диапазоне, в обе стороны от естественной характеристики, т. е. АД, может иметь скорость как больше, так и меньше номинальной. При этом регулировочные характеристики имеют высокую жесткость, а АД сохраняет большую перегрузочную способность.

Из рассмотренных способов регулирования скорости асинхронных электроприводов самым эффективным является частотное регулирование, отличающееся высокими энергетическими показателями, возможностью управления скорости в большом диапазоне со значительной перегрузочной способностью.

Развитие в настоящее время полупроводниковой техники и создание на этой базе преобразователей частоты будет способствовать широкому внедрению электроприводов переменного тока с частотным управлением.

 

 
 
 
 


Список использованной литературы

 

  1. Вольдек А. И. „Электрические машины”. Л., Энергия, 1974 - 840 с.
  2. Методические указания к курсовому проектированию по теории электропривода / Родькин Д. И., Величко Т. В., Каневский В. В., Захаров В. Ю., Осадчук Ю. Г. – Кривой Рог, 2002 - 30 с.
  3. Башарин А. В. Примеры расчета автоматизированного электропривода. – Л.,Энергия, 1971 - 440 с.
  4. Чиликин М.Г. Теория автоматизированного электропривода. М.: Энергия, 1971 - 42 с.
  5. Андреев В.П. Сабинин Ю.А. Основы электропривода. М. – Л., Госэнергоиздат, 1963 - 772 с.
  6. Башарин А.В. Управление электроприводами. – Л.: Энергоиздат,1982 - 392 с.
  7. Москаленко В.В. Автоматизированный электропривод. – М.: Энергоатомиздат; 1986 - 416 с.
  8. Сандлер А.С. Автоматическое частотное управление асинхронными двигателями. М.:Энергия. 1974 - 328 с.
  9. Справочник по преобразовательной технике/ Под общей редакцией С. Чиженко. - К.: Техніка. – 1978
  10. Зимин Е.Н., Яковлев В.И. Автоматическое управление электроприводами. - М.: Высшая школа, 1979.



Комментарий:

2009, Оценка - хорошо


Рекомендовать другу
50/50         Партнёрка
Отзывы