Модернизация электрического привода механизма вертикального перемещения груза мостового крана грузоподъемностью 20 тонн
ВВЕДЕНИЕ
Современные универсальные атомные ледоколы проекта 22220 строятся для выполнения задач: по самостоятельной проводке судов (в том числе крупнотоннажных), лидированию караванов круглогодично в Западном районе Арктики, ледокольной проводке судов на мелководных участках Енисея и Обской губы.
Ледокол «Сибирь» имеет назначенный срок эксплуатации 40 лет и требует проведения работ обеспечивающих работоспособное состояние строительной и механической составляющих.
Кран мостовой судовой электрический двухбалочный подвесной грузоподъемностью 20 т предназначен для подъема, перемещения и опускания грузов в пределах площади, обслуживаемой краном:
- по выему и укладке крышки и ротора турбины при проведении освидетельствования и ремонта;
- в процессе эксплуатационных работ по обслуживанию другого оборудования в отделении главных турбогенераторов.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ8
1 УСТРОЙСТВО И КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СХЕМА МОСТОВОГО КРАНА9
1.2 Расчет мощности и выбор электродвигателя механизма вертикального перемещения груза мостового крана13
1.3 Выбор способа управления электродвигателем22
2. ВЫБОР СИЛОВОГО И ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ25
2.1 Выбор частотного преобразователя25
2.1.1 Обеспечение безопасности механизма в случаях отключения питания привода25
2.2 Выбор дросселей и фильтра27
2.3 Выбор датчика положения и концевого выключателя28
2.4 Беспроводная система дистанционного управления31
2.5 Подключение выбранного оборудования31
3СИНТЕЗ СИСТЕМЫ АСИНХРОННОГО ПРИВОДА С ВЕКТОРНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ33
3.1 Обоснование выбора и расчёт параметров структурной схемы асинхронного двигателя33
3.2 Обоснование выбора структурной схемы асинхронного привода с векторным управлением38
3.3 Синтез регуляторов и анализ переходных процессов контуров структурной схемы асинхронного привода с векторным управлением со стабилизацией потокосцепления ротора42
3.3.1 Синтез регулятора контура тока.42
3.3.2 Синтез регулятора контура стабилизации потокосцепления44
3.3.3 Синтез регулятора контура момента46
3.3.4. Синтез регулятора контура скорости49
3.4 Анализ структурной схемы S-образного задатчика интенсивности55
3.5 Синтез регулятора скорости системы автоматического регулирования скорости с ограничением развиваемого двигателем момента58
4 СИНТЕЗ СТРУКТУРНЫХ СХЕМ ЭЛЕКТРОПРИВОДА МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА МОСТОВОГО КРАНА63
4.1 Структурная схема электропривода механизма подъема мостового крана без учета упругости каната.63
4.2Структурная схема электропривода механизма подъема мостового крана с учетом упругости каната.65
ЗАКЛЮЧЕНИЕ71
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК72
Приложение
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Жегульский, В. П. Проектирование, конструирование и расчет механизмов мостовых кранов: учебное пособие / В. П. Жегульский, О. А. Лукашук; под ред. Г. Г. Кожушко. — Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2016. — 184 с.
2. Технический каталог электродвигателей SEW Eurodrive. Москва. 2021г. 72с.
3. Системы управления электроприводом. Методические указания по выполнению курсового проектирования/ сост. В.И .Королев; М-во образования и науки РФ, СПБГУПТД ВШТЭ. – СПб.:, 2021. – 76 с.
4. Современное и перспективное алгоритмическое обеспечение частотно - регулируемых приводов. А.В. Козярук, В.В Рудаков, А.В Норадницкий. Учебное пособие СПбЭК 2019г. 127 с.
5. Schneider Electric. Проектирование электроприводов крановых механизмов. Выпуск 14. 2019 г. 68 с.
6. Частотное управление асинхронными электродвигателями / Г. В. Новиков. — Москва: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2016 — 498 c.
7. Правила устройства электроустановок М.: Главгосэнергонадзор России 2017. – 607с.
8. Г.Г.Соколовский, Электроприводы переменного тока с частотным регулированием. Учебник. - М.: Академия, 2015. 265с.
9. Электрические машины. Моделирование электрических машин приводов. Учебное пособие. / В.В. Алексеев, А.Е. Козярук, Э.А. Загривный. Санкт-Петербургский государственный горный институт. СПб. 2015. 58 с.
10. Хардиков, Е.В. Теория автоматического управления. Учебно-методическое пособие по выполнению курсовой работы/ Е.В. Хардиков; Мво образования и науки РФ, СПбГТУРП. – СПб.: СПбГТУРП, 2015. – 32 с.
11. Моделирование электропривода. Учебное пособие. / Фурсов В. Б. ЭБС «Лань», СПб. 2019. 220 с
Благодаря этой функции, во время кратковременного сбоя в сети, используется кинетическая энергия двигателя для буферизации напряжения промежуточного контура и при этом привод тормозит. Данная функция реализуется посредством включения в настройках частотного преобразователя. При активации этой функции привод будет переходить в генераторный режим, на время указанное в настройках преобразователя частоты, или на время просадки напряжения, тем самым поддерживая необходимое значение напряжения в звене постоянного тока, что исключает остановку привода из-за ошибки по низкому напряжению сети. В таблице 3 представлено описание функции кинетического буферирования. Помимо этого, следует предусмотреть тормозной резистор. В данном случае выбираем тормозной резистор Schneider Electric VW3A7711, 2,1ОМ 37кВТ.
Таблица 3 - описание функции кинетического буферирования в ПЧ Schneider Electric ATV950D45N4
Код Описание