ипливають такі основні вимоги до головних електроприводам екскаваторів.
. Безступінчасте регулювання швидкості в діапазоні (6-10): 1, забезпечення реверсу і рекуперативне гальмування.
2. Жорсткість механічної характеристики повинна забезпечувати утримання ковша і позиціонування механізмів в нулі завдання швидкості, здійснювати демпфірування пружних електромеханічних коливань, забезпечувати оператору візуальний контроль над навантаженням електроприводу, захищати механічне та електричне обладнання від надмірних перевантажень.
. Обмеження моменту в сталих режимах, стопорении і важких перехідних процесах, сума статичного і динамічного моментів перевищує допустиме значення.
. Обмеження прискорення в легких перехідних процесах, коли сума статичного і динамічного моментів не досягає допустимої величини.
. Обмеження ривка (похідною моменту) в перехідних процесах.
. Мінімальний час перехідних процесів для механізмів при відповідних обмеженнях на момент, прискорення і ривок.
Електропривод повинен зберігати працездатність при глибоких просадках напруги мережі. При аваріях і відключеннях мережі самоходи механізмів повинні бути виключені. [3]
2. Огляд і аналіз систем проектованого електроприводу і структур керування електроприводом підйому екскаватора
2.1 Огляд систем регульованого електроприводу підйому
В даний час у світовій практиці в електроприводах основних механізмів екскаваторів застосовуються двигуни постійного струму і асинхронні двигуни з керованими електромашинними і статичними перетворювачами.
Реверсивні електроприводи виконуються по системах: генератор-двигун (Г-Д), тиристорний перетворювач - двигун (ТП-Д), безпосередній перетворювач частоти - асинхронний двигун (НПЧ-АД), автономний інвертор струму - асинхронний двигун (АІТ-АД), автономний інвертор напруги з широтно-імпульсною модуляцією - асинхронний двигун (АІН з ШІМ - АТ) (рис.2.1.) [2].
Рисунок 2.1 - Спрощені електричні схеми силових ланцюгів застосовуваних регульованих електроприводів
Всі ці схеми можуть бути умовно узагальнені і представлені як система керований перетворювач - двигун (УП-Д).
У електроприводах постійного струму (рис.2.1, а, б) управління швидкістю і моментом за величиною і напрямком проводиться регулюванням напруги на якорі двигуна за величиною і полярності. Для механізму підйому додатково в режимах опускання порожнього ковша і руху під ухил застосовується ще і ослаблення поля двигуна для отримання швидкостей вище номінальної.
Регулювання напруги на якорі двигуна в системі Г-Д виробляється за рахунок зміни струму в обмотці збудження генератора. Для цієї мети служить збудник генератора (ВГ) (рис.2.1, а), в якості якого використовуються тиристорні (ТВ-Г-Д) перетворювачі. В системі ТП-Д (рис.2.1, б) напруга на якорі двигуна регулюється за допомогою фазового управління тиристорами. Система Г-Д за принципом роботи є реверсивною з двобічної передачею енергії і автоматично забезпечує необхідні чотириквадрантний механічні характеристики, а ТП-Д для цієї мети виконується з двома зустрічно-спрямованими комплектами вентилів, один з яких не працює завжди. Перетворення енергії в силовому каналі електроприводу за системою Г-Д виробляється електромашинним перетворювачем. Мережевий гонний двигун агрегату - синхронний або асинхронний (СД), обертає генератор постійного струму (Г). Сумарний ККД електромашинного перетворювача визначається як добуток ККД мережевого двигуна і генератора. Величина його близько 0.85-0.9. Особливістю електромашинного генератора є інерційність обмотки збудження, постійна часу 1-5 сек. Форсування напруги збудника дозволяє знизити час перехідних процесів напруги генератора в 3-5 разів.
Перетворення енергії в силовому каналі електроприводу, виконаного за системою ТП-Д, проводиться тиристорним перетворювачем, який через трансформатор підключений до мережі. Сумарний ККД трансформатора і ТП становить 0.96-0.97. Постійна часу ТП близько 0.01 сек. Через фазового способу управління вентилями тиристорний перетворювач споживає значну реактивну потужність, рівень якої в деяких режимах порівняємо з максимальною активною потужністю. Додатково при цьому в мережу генеруються вищі гармоніки (ВГ) струму. Тому ТП вимагає установки перед собою з боку мережі т. Н. фільтро-компенсуючого пристрою (ФКУ).
У частотно-регульованих електроприводах (рис.2.1, в, г, д) управління швидкістю і моментом за величиною і напрямком проводиться регулюванням за певними законами амплітуди і частоти основної гармоніки напруги на ста...
