Раздел 2. Выбор оборудования

2.1. Выбор двигателя

По результирующему моменту, требуемой скорости вращения вала двигателя и в соответствии с данными каталогов заводов изготовителей подъемных электродвигателей выбирается двигатель постоянного тока П2-26/51-2,25УХЛ4

Предназначен для комплектации механизмов металлической промышленности и шахтных подъемных машин. Изготовитель: завод «Электротяжмаш» г. Харьков.

· Характеристики:

Номинальная мощность: Р_ном = 2250 кВт

Номинально напряжение: U_ном = 930 В

Напряжение включения: U_В = 220/110

Активное сопротивление якорного звена: 0.016 Ом

Активное сопротивление обмотки возбуждения: 3.14 Ом

Номинальная частота вращения: n_ном = 30 об/мин

Максимальная частота вращения: n_макс = 40 об/мин

Номинальный ток обмотки возбуждения: I_в.ном = 70 А

Номинальный ток якоря: I_я.ном = 2650 А

Момент инерции: J_дв = 171 кг∙м²

Магнитный поток: Ф = 0.18 Вб

Количество витков параллельных цепей: w = 120

КПД: 90,8%

2.2. Выбор комплектного электропривода

Комплектный электропривод выбирают исходя из номинального тока и напряжения двигателя:

Выбираем комплектный электропривод Siemens Simoreg DC-Master 6RA 70

6RA709 -54KV62 для привода главного движения с такими параметрами:

Цепь якоря:

Цепь возбуждения:

Семейство комплектных микропроцессорных электроприводов постоянного тока SIMOREG DC MASTER 6RA70 имеет подходящие типы как для высоко комплексных приводных задач, так и для стандартных решений. Приводы высоко динамичны: время возбуждения либо время нарастания вращающего момента находится в пределах до 10 мс.

Стандартные функции скоростного электропривода, построенного на современной микропроцессорной базе:

· Цифровая система импульсно-фазового управления (СИФУ) реверсивного тиристорного преобразователя цепи тока якоря.

· Цифровая СИФУ нереверсивного тиристорного преобразователя цепи тока возбуждения.

· Цифровой контур тока якоря.

· Цифровой контур скорости.

· Цифровой контур тока возбуждения.

· Цифровой контур эдс.

Цифровое построение всех контуров регулирования обеспечивает высокие точность и быстродействие поддержания регулируемых параметров.

Достоинства: полная интеграция в автоматизационный ландшафт, очень быстрый и простой ввод в эксплуатацию, построение полностью по модульному принципу - от стандартных до высокотехнологичных решений, простейшее обслуживание за счет одной концепции задания параметров, широкий диапазон возможных мощностей и напряжений, однородное построение системы обслуживания, возможность широкого использования в различных областях применения, высокая надежность в работе и высокий коэффициент использования. SIMOREG DC MASTER очень просты в управлении извне. Для этого нет необходимости знания программирования, все настройки производятся через устройство параметризации. Дополнительно поставляемая комфортная панель-пульт оператора OP1S с алфавитно-цифровым дисплеем с 4 строками по 16 знаков для вывода сообщений представляет еще больше преимуществ в отношении комфорта и возможностей. Это позволяет отображать физические величины, осуществлять ручной ввод данных и сохранять данные; это позволяет осуществлять простой ввод в эксплуатацию за счет быстрой электронной установки параметров тока, а также производить быстрый ввод в эксплуатацию систем с повторяемыми блоками.

Рис. 2.1 Схема включения главного электропривода

 

2.3. Выбор силового трансформатора

Мощность силового трансформатора определяется по номинальной мощности двигателя с учетом его КПД:

Выбираем силовой трансформатор ТМН-2500/35/6.3 У1 с такими параметрами:

Номинальная мощность: 2500 кВА

Номинальное высшее напряжение: 35 кВ

Номинальное низшее напряжения: 6.3/11.0 кВ

Потери холостого хода: 3.9 кВт

Потери КЗ: 23.5 кВт

Ток холостого хода: 1%

Напряжение КЗ: 6.5%

Раздел 3. Синтез САУ

Сопротивление якорной цепи

Активное сопротивление силового трансформатора:

Эквивалентное активное сопротивление, которое учитывает уменьшение выпр. напряжения в результате коммутации вентилей:

Активное сопротивление шин:

Активное сопротивление главной цепи электропривода по системе ТП-Д:

Сопротивление обмотки возбуждения:

Индуктивность рассеивания трансформатора:

Индуктивность главной цепи:

Индуктивность цепи возбуждения двигателя:

Электромагнитная постоянная времени обмотки возбуждения:

Постоянная времени контура вихревых токов:

Электромагнитная постоянная времени:

Механическая постоянная времени ДПТ:

Постоянная времени датчика ЭДС:

Статический коэффициент усиления ТП цепи якоря и возбуждения по напряжению при линейном опорном напряжении:

Перегрузочную способность двигателя принимаю:

Коэффициент обратной связи по току якоря:

Коэффициент обратной связи по скорости:

Коэффициент преобразования датчика тока возбуждения:

Коэффициент преобразования датчика ЭДС:

где

3.2. Синтез структурной схемы электропривода

Для синтеза структурной схемы электропривода использованы структурные схемы контура тока якоря (рис.3.1), контура скорости (рис.3.2) и контура тока возбуждения (рис.3.3). Структурная схема САР главного электропривода скипа приведена на рис.2.5.

Выполним расчет и синтез регуляторов:

ПИ-регулятор тока якоря

Передаточная функция регулятора тока якоря:

Интегральная и пропорциональная части регулятора тока якоря:

Расчет параметров регулятора:

Рис. 3.1 Принципиальная схема регулятора тока якоря

ПИ-регулятор скорости

Передаточная функция регулятора скорости:

Интегральная и пропорциональная части регулятора скорости:

Расчет параметров регулятора:

Рис. 3.2. Принципиальная схема регулятора скорости

ПИ-регулятор тока возбуждения

Передаточная функция регулятора тока возбуждения:

Интегральная и пропорциональная части регулятора:

Расчет параметров регулятора:

Рис. 3.3. Принципиальная схема регулятора тока возбуждения