Помощь студентам в учебе
Проектирование и разработка электропривода механизма напора экскаватора карьерного гусеничного ЭКГ-15
|
ВВЕДЕНИЕ
1. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА АВТОМАТИЗАЦИИ
1.1 Техническая характеристика одноковшового экскаватора ЭКГ -15
1.2 Электроснабжение экскаватора
1.3 Механизм напора
1.4 Технологический процесс
1.5 Требования к электроприводу механизма напора
1.6 Обоснование и выбор рода тока
1.7 Схема электрическая принципиальная
2. ЭЛЕКТРОПРИВОД НАПОРА ЭКСКАВАТОРА ЭКГ-15
2.1 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ ПРИВОДА НАПОРА
2.1.1 Генератор механизма напора типа 4ГПЭМ 300-4/1У2
2.1.2 Выбор соединения секций обмоток возбуждения
генератора
2.1.3 Выбор тиристорного возбудителя генератора
2.1.4 Расчет параметров трансформатора возбудителя
генератора
2.1.5 Расчетные параметры тиристорного возбудителя
2.1.6 Расчёт параметров цепи возбуждения генератора
2.1.7 Расчётные параметры якорной цепи генератора
2.1.8 Электродвигатель механизма напора типа ДЭ - 816
2.1.9 Расчетные параметры электродвигателя
2.1.10 Расчет параметров якорной цепи
2.2 ОБЛАСТЬ СУЩЕСТВОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ
ХАРАКТЕРИСТИК
2.2.1 Характеристики разомкнутой системы Г-Д.
2.3 СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ЭЛЕКТРОПРИВОДА НАПОРА
2.4 СИНТЕЗ ПАРАМЕТРОВ ОПТИМАЛЬНОЙ НАСТРОЙКИ...
2.4.1 Оптимизация контура тока в двухконтурной САУ
электропривода по схеме ТПВ-Г-Д.
2.4.2 Оптимизация контура напряжения в двухконтурной САУ
электропривода по схеме ТПВ - Г - Д.
2.4.3 Настройка САУ электропривода напора на имитационной
модели
2.4.4 Исследование электропривода напора на имитационной
модели
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА АВТОМАТИЗАЦИИ
1.1 Техническая характеристика одноковшового экскаватора ЭКГ -15
1.2 Электроснабжение экскаватора
1.3 Механизм напора
1.4 Технологический процесс
1.5 Требования к электроприводу механизма напора
1.6 Обоснование и выбор рода тока
1.7 Схема электрическая принципиальная
2. ЭЛЕКТРОПРИВОД НАПОРА ЭКСКАВАТОРА ЭКГ-15
2.1 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ ПРИВОДА НАПОРА
2.1.1 Генератор механизма напора типа 4ГПЭМ 300-4/1У2
2.1.2 Выбор соединения секций обмоток возбуждения
генератора
2.1.3 Выбор тиристорного возбудителя генератора
2.1.4 Расчет параметров трансформатора возбудителя
генератора
2.1.5 Расчетные параметры тиристорного возбудителя
2.1.6 Расчёт параметров цепи возбуждения генератора
2.1.7 Расчётные параметры якорной цепи генератора
2.1.8 Электродвигатель механизма напора типа ДЭ - 816
2.1.9 Расчетные параметры электродвигателя
2.1.10 Расчет параметров якорной цепи
2.2 ОБЛАСТЬ СУЩЕСТВОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ
ХАРАКТЕРИСТИК
2.2.1 Характеристики разомкнутой системы Г-Д.
2.3 СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ЭЛЕКТРОПРИВОДА НАПОРА
2.4 СИНТЕЗ ПАРАМЕТРОВ ОПТИМАЛЬНОЙ НАСТРОЙКИ...
2.4.1 Оптимизация контура тока в двухконтурной САУ
электропривода по схеме ТПВ-Г-Д.
2.4.2 Оптимизация контура напряжения в двухконтурной САУ
электропривода по схеме ТПВ - Г - Д.
2.4.3 Настройка САУ электропривода напора на имитационной
модели
2.4.4 Исследование электропривода напора на имитационной
модели
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Основным средством механизации работ на карьерах являются одноковшовые экскаваторы. Эти машины применяются в карьерах черной и цветной металлургии, в промышленности строительных материалов, а также на земляных работах крупных строительств.
Современный одноковшовый экскаватор сложная и высокопроизводительная машина, оснащенная регулируемыми электроприводами большой мощности. Суммарная мощность электрических машин экскаватора очень велика и достигает нескольких тысяч киловатт у крупных экскаваторов. Системы управления электроприводами отдельных механизмов экскаватора отличаются значительным разнообразием как применяемых в них элементов, так и процессов управления, лежащих в основе их управления. В настоящее время, в связи с высоким развитием полупроводниковой преобразовательной техники, электрооборудование главных электроприводов механизмов крупных экскаваторов построено с применением тиристорных преобразователей для возбуждения генераторов и электродвигателей.
Одноковшовые экскаваторы предназначены для работы в весьма тяжелых условиях с разнопеременной нагрузкой, тряской, вибрацией, ударами, большой запыленности, повышенной влажности, при широких изменениях температуры окружающей среды. Электроприводы основных механизмов работают в интенсивном повторно-кратковременном режиме, с большой частотой включений, при изменяющейся в широких пределах нагрузкой на валу двигателей, с систематическими перегрузками электроприводов, механизмов, участвующих в процессе черпания грунта, при высокой вероятности тяжелых перегрузок вплоть до стопорения этих электроприводов.
В настоящее время на открытых горных работах работает большое количество типов и моделей экскаваторов, выполняющих громадный объем весьма трудоемких земляных работ.
Одноковшовые карьерные экскаваторы с оборудованием прямой лопаты являются основными машинами, применяемыми на открытых горных разработках, как наиболее удовлетворяющие требованиям работы в самых тяжелых горно-геологических и климатических условиях.
Одноковшовые карьерные экскаваторы с оборудованием прямой лопаты применяются для разработки грунтов различных категорий, начиная от самых легких и, кончая скальными породами, которые перед разработкой их экскаватором размельчают при помощи буровзрывных работ.
Для решения задач по улучшению качества машин и повышению их надежности необходимо использовать более совершенные методы расчета и исследования. Внедрение в практику расчета машин вычислительной техники позволяет в настоящее время проводить исследования в области статики и динамики методами численного моделирования, и более точно определять действующие на узлы машин статические и динамические нагрузки. Кроме того, имитационное численное моделирование позволяет учесть ряд нелинейностей, которыми обладает реальная система. Все это способствует созданию автоматизированной системы регулируемого электропривода главных механизмов одноковшового экскаватора с наиболее оптимальными параметрами.
Современный одноковшовый экскаватор сложная и высокопроизводительная машина, оснащенная регулируемыми электроприводами большой мощности. Суммарная мощность электрических машин экскаватора очень велика и достигает нескольких тысяч киловатт у крупных экскаваторов. Системы управления электроприводами отдельных механизмов экскаватора отличаются значительным разнообразием как применяемых в них элементов, так и процессов управления, лежащих в основе их управления. В настоящее время, в связи с высоким развитием полупроводниковой преобразовательной техники, электрооборудование главных электроприводов механизмов крупных экскаваторов построено с применением тиристорных преобразователей для возбуждения генераторов и электродвигателей.
Одноковшовые экскаваторы предназначены для работы в весьма тяжелых условиях с разнопеременной нагрузкой, тряской, вибрацией, ударами, большой запыленности, повышенной влажности, при широких изменениях температуры окружающей среды. Электроприводы основных механизмов работают в интенсивном повторно-кратковременном режиме, с большой частотой включений, при изменяющейся в широких пределах нагрузкой на валу двигателей, с систематическими перегрузками электроприводов, механизмов, участвующих в процессе черпания грунта, при высокой вероятности тяжелых перегрузок вплоть до стопорения этих электроприводов.
В настоящее время на открытых горных работах работает большое количество типов и моделей экскаваторов, выполняющих громадный объем весьма трудоемких земляных работ.
Одноковшовые карьерные экскаваторы с оборудованием прямой лопаты являются основными машинами, применяемыми на открытых горных разработках, как наиболее удовлетворяющие требованиям работы в самых тяжелых горно-геологических и климатических условиях.
Одноковшовые карьерные экскаваторы с оборудованием прямой лопаты применяются для разработки грунтов различных категорий, начиная от самых легких и, кончая скальными породами, которые перед разработкой их экскаватором размельчают при помощи буровзрывных работ.
Для решения задач по улучшению качества машин и повышению их надежности необходимо использовать более совершенные методы расчета и исследования. Внедрение в практику расчета машин вычислительной техники позволяет в настоящее время проводить исследования в области статики и динамики методами численного моделирования, и более точно определять действующие на узлы машин статические и динамические нагрузки. Кроме того, имитационное численное моделирование позволяет учесть ряд нелинейностей, которыми обладает реальная система. Все это способствует созданию автоматизированной системы регулируемого электропривода главных механизмов одноковшового экскаватора с наиболее оптимальными параметрами.
Целью данного дипломного проекта являлось проектирование и разработка электропривода механизма напора экскаватора карьерного гусеничного ЭКГ-15.
В результате выполненного проекта, спроектирован электропривод полностью отвечающий техническому заданию и всем указанным выше особенностям. Разработанный электропривод механизма напора одноковшового экскаватора ЭКГ-15 полностью удовлетворяет всем техническим требованиям и особенностям технологического процесса.
В систему автоматического управления электроприводом напора входят электродвигательная, преобразовательная, передаточная и управляющая системы, вместе представляющие сложную электромеханическую структуру. Кроме того, на характер работы этой системы оказывает существенное влияние специфика горного производства, что дополнительно предъявляет целый ряд требований к системе электропривода механизма напора.
Применение данной структуры с П-регуляторами позволило получить семейство экскаваторных характеристик c возможностью настройки коэффициента заполнения и коэффициента осечки.
В результате оптимизации линеаризованной САУ РЭП была получена статическая система с оптимальными параметрами корректирующих цепей. Показатели переходных процессов, полученные с помощью численного моделирования на ЭВМ близки к показателям системы, настроенной на модульный оптимум.
Электропривод напора обеспечивает работу в повторно-кратковременном режиме с резко-переменной нагрузкой; минимальное время реверсирования и достаточно широкий диапазон регулирования.
В ходе проделанной работы был проведён выбор по роду тока и мощности электродвигателя, генератора и возбудителя генератора. Разработаны функциональная, принципиальная и структурная схемы регулирования скорости подъёма ковша. Показано, что наиболее полно удовлетворяющей требованиям, предъявляемым к электроприводу напора механизма ковша экскаватора, является двухконтурная система подчинённого регулирования с внутренним контуром тока и внешним контуром напряжения. Кроме того, электропривод механизма напора снабжен системой защит и сигнализации, обеспечивающей безаварийную и безопасную работу экскаватора.
В результате выполненного проекта, спроектирован электропривод полностью отвечающий техническому заданию и всем указанным выше особенностям. Разработанный электропривод механизма напора одноковшового экскаватора ЭКГ-15 полностью удовлетворяет всем техническим требованиям и особенностям технологического процесса.
В систему автоматического управления электроприводом напора входят электродвигательная, преобразовательная, передаточная и управляющая системы, вместе представляющие сложную электромеханическую структуру. Кроме того, на характер работы этой системы оказывает существенное влияние специфика горного производства, что дополнительно предъявляет целый ряд требований к системе электропривода механизма напора.
Применение данной структуры с П-регуляторами позволило получить семейство экскаваторных характеристик c возможностью настройки коэффициента заполнения и коэффициента осечки.
В результате оптимизации линеаризованной САУ РЭП была получена статическая система с оптимальными параметрами корректирующих цепей. Показатели переходных процессов, полученные с помощью численного моделирования на ЭВМ близки к показателям системы, настроенной на модульный оптимум.
Электропривод напора обеспечивает работу в повторно-кратковременном режиме с резко-переменной нагрузкой; минимальное время реверсирования и достаточно широкий диапазон регулирования.
В ходе проделанной работы был проведён выбор по роду тока и мощности электродвигателя, генератора и возбудителя генератора. Разработаны функциональная, принципиальная и структурная схемы регулирования скорости подъёма ковша. Показано, что наиболее полно удовлетворяющей требованиям, предъявляемым к электроприводу напора механизма ковша экскаватора, является двухконтурная система подчинённого регулирования с внутренним контуром тока и внешним контуром напряжения. Кроме того, электропривод механизма напора снабжен системой защит и сигнализации, обеспечивающей безаварийную и безопасную работу экскаватора.