Розробка і опис електричної принципової схеми системи електропривода

Відповідно до вимог до електроприводу рудникового підйому система його управління повинна забезпечувати реверсування, безперервність керування впродовж будь-якого циклу руху, необхідну якість регулювання таких основних параметрів як швидкість , струм якоря , струм збудження .

На деяких підйомах застосовується електропривод з реверсом при роздільному керуванні і з імпульсом на реверсування по або по розузгодженню між заданою () і встановленою () швидкостями з додатковим контролем по . У такому електроприводі на час реверсу ТП закривається, внаслідок чого електропривод виявляється некерованим і працює в режимі вільного вибігу. Виникаюче при цьому відхилення від може бути значним і неприпустимим за технологією підйому. Більш якісне виконання вимог забезпечують системи підлеглого керування (розробка та дослідження будуть проведені в КП з курсу СУЕП), розроблені для електроприводів рудникового підйому, металургійних прокатних станів, електроприводів загальнопромислового призначення, які схожі за основними функціональними елементами. Такі системи підлеглого керування з основною структурою регулювання координат містять додатковий контур регулювання струму збудження і блок статичних характеристик (БСХ), що дозволяє одночасно і погоджено керувати струмом якоря і струмом збудження. БСХ включає БВМ (блок виділення модуля) і РО (регулятор обмеження). Основними є ПІ-регулятори швидкості (РШ), струму якоря (РС) і струму збудження (РСЗ). Регулятор РО забезпечує обмеження . У схемі одночасне узгоджене управління , здійснюється залежно від , а реверсування , – по зміні знаку . При цьому оптимально узгоджене керування і , оскільки досягається безперервність зміни величини і знаку . Цей спосіб отримує розвиток при здійсненні обов’язкового для підйому програмування у циклі.

Узгоджене керування , і безперервне керування може бути здійснено по даній схемі. Тоді контуру підпорядкований контур , а йому – контур . Підсилювач РО, що обмежує величиною , включений після РСЗ. При и забезпечується насичення РО і .

У всіх САК електроприводів ТП-Д з реверсом рудникового підйому використовується зворотний зв’язок за швидкістю за допомогою тахогенератора, завдяки чому досягається достатньо висока точність при визначенні і, як наслідок, необхідного знаку і , тобто необхідного режиму роботи електропривода. Недоцільно застосовувати схеми реверсування , що базуються на непрямих методах визначення із-за значної неточності визначення при навантаженні в динамічних режимах.

Рисунок 7.1 – Схема системи керування параметрами електроприводу ТП-Д з реверсом , по структурі одночасного узгодженого управління и

Процес зміни , особливо в електродвигунах з масивною станиною, відрізняється від процесу зміни , тому при використанні САК з регулюванням при реверсуванні вноситься помилка. Для її зменшення система може бути побудована з підлеглим контуром керування шляхом введення в ланцюг зворотного зв’язку по функціонального перетворювача, що моделює характеристику намагнічування електродвигуна. Проте для рудникового підйому достатня точність забезпечується при регулюванні по .

Електроприводи ТП-Д з реверсом на промислових підйомах зазвичай виконуються по функціональній схемі (рис.7.1). Програма руху задається командоапаратом ручного керування КАР і задатчиком інтенсивності ЗІ. Зовнішній контур регулювання – контур швидкості з РШ, на один вхід якого подається сигнал заданої швидкості від КАР-ЗІ, а на інший вхід – сигнал зворотного зв’язку по дійсній швидкості , що знімається з тахогенератора ТГ через датчик швидкості ДШ.

Внутрішні контури – контур регулювання струму якоря і контур регулювання струму збудження з регуляторами РС і РСЗ. У схемі відбувається узгоджене керування і , контур і контур підключаються на вихід РШ і є підпорядкованими контуру і одночасно керованими залежно від знаку і величини .

Керування здійснюється замкнутим контуром регулювання з регулятором РСЗ, на один вхід якого подається сигнал , задаючий значення струму збудження , на інший вхід – сигнал зворотного зв’язку по дійсному , що знімається з шунта ланцюга збудження – датчика струму збудження ДСЗ. Сигнал, що задає значення якірного струму , подається на один вхід РТ, на інший вхід – сигнал зворотного зв’язку по , що знімається з шунта головного ланцюга електроприводу – датчика струму якоря ДС.

Сигнал, пропорційний заданому значенню , при зміні напряму обертання двигуна змінює полярність. Дійсний струм полярності не змінює. При цьому якірний ланцюг двигуна повинен керуватися однополярним сигналом, оскільки в приводі ТП-Д з реверсом використовується нереверсивний силовий ТП. При однонаправленому знак сигналу завдання на вході РС не повинен змінюватися як у разі здійснення гальмування, так і зміни напряму руху. Цим визначається особливість приводу ТП-Д з реверсом , що полягає не тільки в забезпеченні одночасного керування і , але і в наявності додаткового пристрою виділення модуля , що забезпечує незмінний знак сигналу керування , як у випрямному, так і в інверторном режимах. У даній схемі функції цього пристрою виконує блок статичних характеристик (БСХ) у функції , у загальному випадку реалізуючої завдання .

У блок статичних характеристик входять пристрої: виділення модуля і завдання номінального струму збудження . Схема пристрою виділення модуля складається з двох паралельних ланцюгів. По одній з них () через діод подається без зміни полярності на вхід РС для керування у рушійному режимі. По іншому ланцюгу () через , підсилювач РП1 зі зміненим знаком на виході для збереження незмінним також поступає на вхід РС для керування у інверторному режимі. Пристрій забезпечує також деяке випередження робочої точки на характеристиці керування при зростанні або для збільшення или .

У блок статичних характеристик входить також регулятор-обмежувач (РО), у зворотний зв’язок якого включені стабілітрони , . РО призначений для одночасного керування електроприводом ТП-Д по каналах і , контур керується .

Висновки

В курсовому проекті наведені основні відомості про скіпову підйомну установку, її загальний вид та кінематична схема. На основі розрахункових і реальних даних по скіповому підйому, побудована тахограма технологічного процесу і діаграма навантаження.

Проаналізувавши переваги і недоліки системи ТП-Д порівняно з іншими системами, вибрано систему ТП-Д, як найбільш ефективну. На основі тахограми технологічного процесу і діаграми навантаження, методом еквівалентного моменту розраховано потужність та здійснений вибір двигуна. Елементи силової частини приводу обиралися на основі параметрів двигуна.

Проведено розрахунок розімкненої системи управління електроприводом. Складена схема заміщення, розраховані швидкісні і енергетичні характеристики. Проаналізувавши швидкісні характеристики розімкненої системи привода, визначаємо, що при номінальному навантаженні на валу двигуна та при номінальній швидкості обертання, статизм системи складає 16, 5%. Отже система потребує оптимізації. В описі електричної принципової схеми електропривода СПУ надана оптимізована система, що буде собою уявляти базу для роботи по курсовому проектування з курсу СУЕП.