- •Тиристорный привод со смешанным управлением асинхронным двигателем шахтной подъемной установки Методические указания задание
- •Введение
- •1 Описание функциональной структуры системы тиристорного лектропривода
- •2 Определение мощности и выбор электродвигателя
- •3 Расчет и выбор пусковых сопротивлений
- •4 Выбор тиристоров роторного и статорного коммутаторов двигателя
- •5 Защита тиристоров
- •Литература
1 Описание функциональной структуры системы тиристорного лектропривода
Тиристорный коммутатор в цепи статора укомплектован пятью однофазными коммутирующими элементами (КТЭ), каждый из которых состоит из двух встречно-параллельно включенных тиристоров (рисунок 1.1) или из симисторов (рисунок 1.2). Схема соединения КТЭ дает возможность осуществления реверса (работают первый, старой, третий или второй, четвертый, пятый КТЭ) и режима динамического торможения электродвигателя, при котором последний подключается к сети переменного тока через двухполупериодный мостовой выпрямитель, составленный тиристорами VS6 и VS10, работающими в прямом и тиристорами VS1 и VS7, работающими в обратном направлениях (рисунок 1.1) или симисторами соответственно ТСЗ и ТС5, ТС1 и ТС4 (рисунок 1.2). Управление ТК статора осуществляется системой фазового управления (СФУ), обеспечивающей регулирование угла открытия тиристоров (симисторов) а и тем самым регулирование напряжения, подводимого к двигателю, в функции сигнала рассогласования заданной и фактической скоростей. Угол,определяется величиной напряжения управления, которое формируется регулятором скоростиPC. Фактическая частота вращения измеряется с помощью тахогенератора BR, преобразующего скорость вращения электродвигателя в напряжение постоянного тока . Напряжение задания, пропорциональное заданной скорости, формируется задающим устройством ЗУ в соответствии с проектной диаграммой скорости ШПУ.
Выбор режима работы электропривода подъемной машины ПМ осуществляется блоком формирования команд БФК путем переключений в СФУ соответствующих каналов управления тиристорами. Переход от двигательного режима к тормозному и наоборот происходи автоматически в зависимости от знака сигнала , реверсирование и отключение двигателя от сети производится по команде от системы автоматизации ПМ.
Для увеличения момента двигателя в области малых скоростей и получения желаемых пусковых и тормозных характеристик в цепь ротора включаются добавочные сопротивления, которые шунтируются трехфазным тиристорным короткозамыкателем, состоящим из тиристоров VS11, VS12, VS13, управляемых блоком шунтирования резисторов БШР.
Рисунок 1.1 – Функциональная структура системы тиристорного параметрически регулируемого привода со смешанным управлением асинхронным двигателем.
Рисунок 1.2 - Функциональная структура системы тиристорного параметрически регулируемого привода со смешанным управлением асинхронным двигателем (с симисторами в цепи статора).
2 Определение мощности и выбор электродвигателя
Эффективная мощность приводного двигателя определяется по эффективному усилию [2,3] исходя из соотношения
, (2.1)
где - эффективное движущее усилие по окружности навивки, Н;
- максимальная скорость движения скипов, м/с;
- КПД редуктора, принимается равным для одноступенчатого редуктора 0,97, для двухступенчатого - 0,95.
Эффективное усилие определяется по формуле
, (2.2)
где и- соответственно усилия наi-м участке и время i-го участка диаграммы
нагрузки;
- эффективное время, работы двигателя.
Если разница в значениях ивелика, то соответствующие слагаемые в формуле (2.2) определяются как
, (2.3)
если же эта разница невелика, то слагаемое может быть определено по формуле
. (2.4)
Эффективное время определяется по выражению
, (2.5)
где - общее время движения с максимальной скоростью, с;
- общее время движения с ускорением изамедлением, с;
- время паузы, с.
Установочная мощность и требуемая скорость вращения вала двигателя определяются по формулам:
(2.6)
где ,- соответственно передаточное число редуктора и максимальная скорость движения сосуда (таблицы 4 и 2 приложения 2);
- диаметр навивки окружности барабана, м.
По установочной мощности, требуемой скорости вращения вала двигателя и в соответствии с данными каталогов заводов изготовителей подъемных электродвигателей выбирается асинхронный двигатель с фазным ротором серии АКН [4].
Рисунок 2.1 – Тахограмма (а) и диаграмма движущих усилий (б).
Выбранный двигатель проверяется на допустимую перегрузку по выражению
, …… (2.7)
где - максимальное движущее усилие, устанавливаемое подиаграмме, Н;
- номинальное движущее усилие, развиваемое двигателем, Н:
1,6 - коэффициент допустимой перегрузки асинхронных двигателей.
Номинальное движущее усилие определяется по формуле
. (2.8)