Большинство промышленных предприятий, активно использующих электрические грузоподъемные краны, сталкиваются с проблемой несоответствия подъемного оборудования современным техническим требованиям. В кранах, изготавливаемых серийно и находящихся в эксплуатации, привод главного подъема осуществляется двигателями постоянного тока с системой регулирования от полупроводниковых преобразователей или асинхронными двигателями с короткозамкнутым или фазным ротором с параметрическим регулированием за счет изменения сопротивления резисторов, подключаемых к контактным кольцам фазного ротора. Используемое для изменения скорости реостатное регулирование отличается крайне низкой энергетической эффективностью. По некоторым оценкам в электроприводах механизмов подъема до 70 % потребляемой электроэнергии может уходить на обогрев воздуха, причем не только при спуске, но и при подъеме груза.
Подавляющее большинство грузоподъемных кранов оборудовано недорогой и привычной для обслуживания системой управления электроприводом на базе релейно-контакторных панелей, которая далека от совершенства, характеризуется зависимостью скорости опускания груза от его массы, негативно влияет на ресурс работы механической части крана и требует значительных расходов по поддержанию работоспособности.
Современный же электропривод переменного тока включает в себя приводной преобразователь частоты со звеном постоянного тока и инвертором с широтно-импульсной модуляцией. В настоящее время наиболее широко применяются преобразователи с автономными инверторами напряжения. Поскольку в качестве источника питания используется 3-х фазная сеть переменного тока, то в состав преобразователя частоты входит 3-х фазный управляемый или неуправляемый выпрямитель. В преобразователь встроена система управления электропривода с микропроцессорным управлением и внешним интерфейсом,
обеспечивающим пользователю широкие возможности практического применения.
Набор имеющихся аппаратных средств в сочетании со встроенным программным обеспечением позволяет реализовать различные конфигурации электропривода от простейших разомкнутых систем до сложных замкнутых систем регулирования скорости и положения.
В данной системе применяется закон регулирования U/f - регулирования при различных соотношениях частоты.
Целью данной выпускной квалификационной работой является разработка и исследование скалярного асинхронного электропривода производственного механизма - передвижения тележки мостового электрического крана КМ20/5-ЗУ, соответствующего требованиям технического задания.
В данной выпускной квалификационной работе был рассмотрен и рассчитан частотно-регулируемый электропривод механизма передвижения тележки мостового крана КМ20/5. На основе заданного электродвигателя MTKF-112-6, и преобразователя частоты SINAMICS G120 PM240 “Siemens”, были определены параметры схемы замещения электродвигателя, расчитаны механические и электромеханические характеристики так же была определена область работы электропривода.
Далее, в программной среде Matlab Simulink, на основе полученных данных были проведены исследования двух имитационных моделей и работа узла токоограничения, защищающего электродвигатель от перегрузок по току.
По результатам исследований мы можем сказать, что модель однозонного регулируемого асинхронного электропривода с частотным скалярным управлением на базе модели двухфазного асинхронного электродвигателя в неподвижной системе координат а, Р с датчиками токов /1а, /ф, IR-компенсацией и регулятором ограничения тока обеспечивает больший пусковой момент, лучшую жесткость характеристик, при отработках задания и на низких частотах, следовательно, она является более приемлемой для данного типа механизма.
