У кранових приводах використовуються асинхронні двигуни змінного струму серії 4А. Електродвигуни серії 4А застосовують для приводу механізмів підйому і пересування електричних талів. У зв'язку з важкими умовами експлуатації застосовують двигуни зі ступенем захисту IP44.
Та як у даному електроприводі навантаження на валу двигуна змінюється в досить широких межах, зробимо вибір електродвигуна по еквівалентному моменту [3. стор 189 (5,22 а; 5,22 б)]:
(5)
Виходячи з умови, що
В
Так як вибраний таким чином двигун P = 55кВт підходить по моменту, але не підходить за умовами нагріву.
Вибираємо двигун [4, стор 29. таб. 2,1] серії 4А200М4У3 з наступними параметрами:
- номінальна потужність
- номінальний момент
- номінальна частота обертання
- номінальний струм двигуна
- число пар полюсів
- номінальна величина ковзання
- номінальне напруга мережі
- коефіцієнт корисної дії
- коефіцієнт активної потужності
- перевантажувальна здатність
- кратність пускового моменту
- кратність пускового струму
- момент інерції ротора:
- виконання двигуна: IP44
- клас ізоляції: F
C урахуванням передачі барабан - Редуктор J ОЈ = 0.481
Визначимо номінальний момент двигуна:
(6)
4. Розробка схеми і вибір силового ланцюга
В якості системи ПЧІ-АД виберемо [3] систему: некерований випрямляч - автономний інвертор напруги - асинхронний двигун (НВ-АІН-АД).
В
Рисунок 6 - Схема принципова ПЧІ-АТ
Вибираємо в якості випрямляча три діодних модуля RM100CA/C1A-XXF з параметрами:
- середній струм у відкритому стані 100А;
- імпульс зворотної напруги 600 В.
Вибір силового модуля на IGBT транзисторах здійснимо виходячи з умови:
В
В якості IGBT модуля використовуємо CM300HA-12Hс параметрами: I = 300А, U = 600В.
Розрахунок параметрів ємнісного фільтра виконаємо на основі рекомендацій, викладених у довіднику.
Ємність конденсатора З визначимо за формулою:
(7)
де = 2;
q-коефіцієнт пульсацій випрямленої напруги (для трифазного некерованого випрямляча q = 0.1);
В
В якості приймаємо p> Таким чином:
Робоча напруга конденсатора визначається як:
В
Значення ємності, виберемо з деяким запасом, щоб пропустити значні струми, що виникають при гасінні інвертора.
Виходячи з вищевикладених міркувань, виберемо необхідний конденсатор К50-12:
- номінальна ємність
- номінальна напруга
На підставі літературних джерел відомо, що в загальному випадку рекуперативне гальмування ефективно при потужності двигуна більше 30 кВт.
При меншій потужності використовується резистивное гальмування, де енергія гальмування, перевищує втрати енергії в двигуні і інверторі, розсіюється в гальмівному опорі, включається через комутований транзистор на шини проміжного ланки постійного струму.
За допомогою управління гальмівним транзистором VT підтримується заданий рівень напруги в ланці постійного струму.
При гальмуванні кінетична енергія, що звільняється інерційними масами електроприводу при зниженні швидкості, розсіюється у вигляді втрат в АД, АІН та гальмівному опорі R т:
(8)
де J, П‰ - момент інерції електроприводу і кутова швидкість АТ,
I т - струм в гальмівному опорі R т,
, - втрати потужності в АД і АІН. p> Виконаємо розрахунок величини гальмівного опору без урахування втрат потужності в АД і АІН, вважаючи, що вся запасені кінетична енергія виділяється у вигляді тепла на опорі R т.
Величину гальмівного струму I т визначимо із співвідношення:
(9)
Інтегруючи ліву частину рівняння (8), отримаємо:
В
Інтегруючи праву частину рівняння (8) з урахуванням (9), отримаємо:
(10)
Підставами рівняння (8) і (10) в рівняння (8):
В
Апарати захисту.
Захист необхідна для ліквідації аварійних ситуацій (коротких замикань, перевантажень) неприпустимих з точки зору нормальної роботи вентилів і двигуна.
Вибір автоматичного вимикача для ланцюга змінного струму (перед випрямлячем):
В
За довідником [7] вибираємо автомат А3110 зі наступними параметрами:
- номінальний струм
- струм установки розчеплювача
- номінальна напруга
Для захисту напівпровідникових приладів використовують швидкодіючі запобіжники, вибираємо їх з таких умов:. Так як діода більше ніж струм, то доцільно записати:.
За довідником [7] вибираємо запобіжники ПР-2-60:
- граничний струм
- номінальний струм
5. Розрахунок статичних характеристик електроприводу
...
