ЛІТЕРАТУРНИЙ ОГЛЯД СУЧАСНИХ МЕТОДІВ КЕРУВАННЯ. МЕХАНІЗМ КРАНУ ПІДЙОМУ

1 ЛІТЕРАТУРНИЙ ОГЛЯД СУЧАСНИХ МЕТОДІВ КЕРУВАННЯ. МЕХАНІЗМ КРАНУ ПІДЙОМУ

Механізація і автоматизація промислових механізмів, процесів промислових підприємств зв`язана не тільки з виконанням головних технологічних операцій, але і з допоміжними операціями такими як: транспортування, горизонтального та вертикального переміщення і т. д. Сучасне житлове і промислове будівництво неможливо уявити без застосування потужних грузопідйомних засобів. З початку будівництва, закладення фундаменту і до кінця завершення робот, при будь якому технологічному процесі, необхідно здійснювати подачу до місця роботи будівничих матеріалів, деталей і вузлів, мусора та виробничих відходів. Специфіка даного обладнання, та режими роботи визначають вимоги до механічних характеристик електроприводів кранових механізмів. Так статичні і динамічні навантаження кранових механізмів визначають вибір систем електропривода та основні вимоги.

При виборі систем електропривода кранових механізмів необхідно враховувати такі особливості їх роботи як:

1) Широкий діапазон зміни моменту спротиву

2) Необхідність реверсування

3) Обмеження моменту в елементах механізмів

4) Забезпечення обмежених прискорень

Розглянемо механічні характеристики механізмів крана під`йому. Так характеристики 1n, використовується для підіймання вантажів з зниженою швидкістю і призначена для вибору слабкості каната, та точній установці вантажа при монтажних операціях. Характеристики 2n і 3n, слугують для під`йому вантажів з проміжними та номінальними швидкостями. Характеристика 4n, потребується для підйому малих вантажів з підвищеною швидкістю з цілю отримання великої продуктивності крана, швидкість при роботі на цій характеристиці перевищує номінальну швидкість у два рази [3]. Характеристика 1с, слугує для спуску вантажів з малою швидкістю, що слугує для точної установки вантажу при його спуску. Характеристики 2с та 3с, використовують для спуску з проміжними швидкостями і відповідно характеристика 4с, для спуску з підвищеною швидкістю.

Показані на рисунку вертикальні ділянки характеристик необхідні для обмеження моментів та прискорень при пусках та гальмуванні механізмів. Згідно умов експлуатації для спуску та підйому зручно забезпечувати однаковий час перехідних процесів для підйому та спуску вантажа.

Рисунок 1.1 – Відповідні до

вимог механічні характеристики,

електропривода механізму підйому

Тому стопорні моменти на характеристиках підйому та спуску повинні відрізнятися між собою. Це пояснюється тим, що ці режими мають різні моменти спротиву (див. заштриховані ділянки на характеристиках, області зміни моменту, що обумовлені зміною маси вантажа). Електропривод механізмів підйому повинен мати не симетричні відносно початка координат характеристики. У сучасному світі багато кранових установ призначених для підйому та опускання вантажів зроблені на основі приводів з використанням ДПС.

Але привод такого напрямку має багато недоліків, які є суттєвими причинами для переходу від двигуна постійного струму до двигунів змінного струму (найбільш використовують асинхронних двигун з короткозамкненим ротором). Двигуни з КЗ ротором застосовуються в електроприводі, де не вимагається регулювання частоти обертання, або в якості другого (допоміжного двигуна) для одержання знижених швидкостей. Недоліком електродвигунів з КЗ ротором є великий пусковий струм. Використовувати двигуни постійного струму і системи побудовані на їх основі є недоцільним оскільки вони мають значні масо-габаритні показники порівняно з двигунами змінного струму, а також потребують перетворення змінної напруги у постійну. АД з контактними кільцями і ФР в порівнянні з КЗ ротором мають дещо більші масо-габаритні показники, більш дорогі, складніші за конструкцією, однак основна їх перевага полягає у можливості зменшення пускового струму (за допомогою реостата) при одночасному збільшенні пускового моменту. Оскільки пускові моменти в даному випадку порівняно не великі, то використання систем електропривода на базі АД з ФР є не виправданим. Окрім того, релейно-контакторна система керування (РКС) передбачає лише ступінчасте регулювання швидкості та більш складна для включення її в сучасну автоматизовану систему. Недоліком АД з КЗ ротором є великий пусковий струм, який у 5...7 разів перевищує струм двигуна при роботі в номінальному режимі. Однак при його використанні в системі електропривода типу ПЧ-АД, цей недолік суттєво згладжується. Щодо системи ПЧ-АД, то вона характеризується широким діапазоном регулювання швидкості, а отримані характеристики мають високу жорсткість. Сучасні перетворювачі частоти дозволяють значно підвищити ефективність технологічного процесу і реалізувати найбільш економічний алгоритм керування приводним двигуном, а також – зекономити від 20 до 50% електроенергії порівняно з іншими системами регулювання.

Тому при остаточному виборі двигуна приведемо таблицю основних переваг і недоліків, які наочно показують всі за та проти для кожного двигуна, що були описані вище.

Таблиця 1.1 – Таблиця переваг і недоліків систем електроприводу

Згідно цієї таблиці наочно показано, що А.Д. з частотним регулюванням значно переважає за своїми можливостями інші типи приводів, та неможливо не враховувати те, що А. Д. з К.З. ротором, має найбільш просту конструкцію, у порівнянні з іншими двигунами, що є значним плюсом. Так для керування А. Д., можна вибрати два найбільш достойні методи керування. Частотний та векторний метод керування. керовані асинхронні двигуни.

Переваги цих двох методів полягають у наступному:

- обмежене обслуговування;

- достатньо високий ККД в машинах з підвищеною енергоефективністю

(IE-2, IE-3, IE-4) ;

- високі та достатні динамічні властивості, обмежений струм в динамічних режимах, пусковий момент рівний або вище номінального, низькі значення ковзання, обмежені навантаження на елементи конструкції ротора ( здебільшого векторне керування ) ;

- ізольованість від процесів у мережі живлення;

Недоліки:

- необхідна незалежна вентиляція при глибокому регулюванні швидкості;

- зміни параметрів схеми заміщення внаслідок нагріву (активні опори), що ускладнює керування;

- високі значення dV dt породжують стрес ізоляції;

- виникнення хвильових процесів при великих значеннях довжини з’єднувальних дротів.

Ці всі переваги є суттєвими. Однак коли постає вибір метода для керування для механізмів кранового підйому, треба звернути увагу на такі переваги векторного управління порівняно з векторним і це:

1) можливість повного відпрацювання заданої траєкторій (важливо при впливі зовнішніх факторів таких як вітер);

2) поліпшені перехідні процеси (як приклад зменшення пускових струмів які у декілька разів перевищують номінальні при прямому пуску);

3) можливість кратного перевантаження при швидкості яка дорівнює нулю, що є значною перевагою для кранового механізма у випадку коли необхідно утримувати великий вантаж на висоті;

4) немає зменшення критичного моменту, як це відбувається при частотному керуванні;

5) значна економічність у порівняні з іншими системами управління;

Виходячи з усіх цих переваг, можна сказати, що цей метод управління буде найдоцільнішим, хоча він і потребує достатньо великих витрат, але це виправдано надійністю та технологічним вимогам [4].

Похожие работы

Технічне обслуговування й ремонт електричних машин

Скачать

73457

1

10

... або телефонного паперу змазати клеєм БФ-2. Поверхня ізоляції шпильки покрити ізоляційним лаком БТ-99 і просушити на повітрі протягом 3 годин. Розділ 4. Технічне обслуговування й ремонт електричних машин 4.1 Обсяг робіт по технічному обслуговуванню й ремонту Найважливішою умовою правильної експлуатації електричних машин є своєчасне проведення планово-попереджувальних ремонтів і періодичних ...