Электропривод подъёмно-опускных ворот шлюза с камерой 17 метров

Специальные каскадные установки позволяют регулировать частоту вращения двигателя не только вниз от синхронной величины, но и выше ее (установки с двух зонным регулированием). При этом образуется выигрыш в габаритах преобразовательных устройств трансформатора и вентильного преобразователя. Электрическая схема АВК представлена на Рис.5.Принцип регулирования скорости асинхронного двигателя в каскадных схемах заключается во введении в роторную цепь добавочной ЭДС .Рис. 5. Электрическая схема АВКПринцип регулирования скорости асинхронного двигателя в каскадных схемах заключается во введении в роторную цепь добавочной ЭДС .Ток ротора в этом случае определяется разностью векторов ЭДС ротора и :,где – полное сопротивление роторной цепи.Из записанного выражения следует, что изменяя величину, можно регулировать ток ротора, а, следовательно, момент и скорость двигателя. Исходя из удобства практической реализации наиболее целесообразно в цепи ротора суммировать не трехфазную переменную ЭДС, а ЭДС постоянного тока. С этой целью в цепь ротора двигателя включается выпрямитель. Источником добавочной ЭДС может служить либо машина постоянного тока (вентильно-машинный каскад), либо статический преобразователь, подключенный к питающей сети (вентильный каскад).В АВК (см. Рис. 5) энергия скольжения вначале преобразуется в энергию постоянного тока, а затем инвертором UZ2 в энергию переменного тока фиксированной частоты. Трансформатор предназначен для согласования выходного напряжения инвертора с напряжением сети. Для регулирования скорости АВК необходимо изменять величину ЭДС инвертора на стороне постоянного тока за счет изменения угла открывания тиристоров .Замкнутые системы АВК выполняются не только с суммирующим усилителем, но и с подчиненным регулированием выпрямленного тока ротора асинхронного двигателя. Структурная схема такой системы приведена на Рис. 6. Данная система регулирования является двухконтурной с внутренним контуром выпрямленного тока ротора и внешним контуром скорости.Рис. 6. Структурная схема АВКЗа малую некомпенсированную постоянную времени Тпринимается сумма малых постоянных времени: инвертора с системой импульсно-фазового управления и фильтра датчика тока.Тзависит от аппаратной реализации датчика тока.Регуляторы тока РТ и скорости РС обеспечивают компенсацию больших постоянных времени в соответствующих контурах регулирования. Пренебрегая внутренней обратной связью по ЭДС ротора, оптимизацию контура тока можно осуществить по техническому оптимуму. Компенсации подлежит инерционность звена с передаточной функцией .Передаточная функция регулятора тока находится с использованием методики синтеза регуляторов, принятой для приводов постоянного тока :В связи с тем что Rэ и Tэ зависят от скольжения, следуетвыполнять регулятор тока с переменными параметрами, зависящими от S. Настройка регулятора тока должна производится при таких значениях Rэ и Tэ, чтобы при отклонении от оптимальной настройкине снижался запас устойчивости контура тока.Передаточная функция оптимизированного регулятора скорости имеет вид:Регулятор скорости при настройке на технический оптимум получается пропорциональным. Полученные передаточные функции аналогичны соответствующим передаточным функциям для двухконтурной системы подчиненного регулирования ЭПпостоянного тока: .Если такой перепад скорости не удовлетворяет производственным требованиям,оптимизация контура скорости, как и в приводах постоянного тока, проводится по симметричного оптимуму В результате этого регулятор скорости получается пропорционально-интегральным. При этом система АВК становится двукратно интегрирующей, имеющей астатическую механическую характеристику со скоростью: .3.Расчет и выбор основных элементов и устройств электропривода с составлением спецификации оборудованияВыбор тормозов и аппаратов их управления На всех механизмах судоходных гидротехнических сооружений для удержания их в неподвижном состоянии в период бездействия или для замедления движения перед остановкой принимаются механические тормоза с электрическими аппаратами управления, выпускаемые комплектно. Поэтому выбор аппаратов управления тормозами фактически превращается в выбор механического тормоза с его электроприводом по необходимому тормозному моменту.Необходимый тормозной момент: Нм,где:- = 2 – коэффициент запаса тормоза; – максимальный тормозной момент рабочего механизма, приведенный к валу двигателя, Нм;- = 747,15 Нм.На основании расчета выбирается тормоз типа ТКГ с гидравлическим толкателем типа ТЭ (ТГМ):Тип тормоза: ТКГ – 400М;Ход штока: 50 мм;Тяговое усилие: 800 Н;Тормозной момент: 1500 Нм.Выбор уставок для защиты аппаратуры Выбор осуществляется по номинальному току, который должен превышать ток нагрузки расчетного режима работы. При предусмотренных технологических перегрузках аппаратура защиты срабатывать не должна. Состав и параметры аппаратура должны соответствовать назначению привода и технологическим особенностям его эксплуатации. Значение уставок тока максимальной защиты и тока защиты от перегрузки выбираются по условию:- Уставка для тепловой защиты: - I1=156,89A; = 235,273A.- Уставка для максимальной защиты: - =627,396A.Выбор коммутирующей аппаратуры- Аппарат защиты: - Автоматический выключатель типа АЕ-2050М; - конечный выключатель КУ-701А; - кнопка КУ120.Трансформатор напряжения: - Трансформатор понижающий типа ОСМ1-0,63УЗ;-Тиристорные контакторы с естественной коммутацией типа ТКЕП-100/380;- Датчик напряжения ДНТ-051;- Тахогенератор ТМГ-30П Т3; - Выпрямитель ТЕ1-100/24Т-0УХЛ4.Спецификация перечисленного оборудования приведена в таблице 2 Таблица 2.Спецификация выбранного электрооборудования для перемещения ПОВ шлюза с заданными характеристиками Поз.№Наименование и техническая характеристика оборудованияТип,маркаИзготовитель Цена единицы оборудования рубКол.Масса единицы оборудования,кг1Электродвигатель 60кВт4МТ(Н)280М10ООО «НПО Сибэлектромотор» г.Томск2000002шт7602Тормоз механическийТКГ-400МЗАО «НПО механика г.Калуга189002шт1133Уставка тока тепловой защитыА3726 250 АГ.Хмельницкий Украина84002шт6,4Уставка тока максимальной защиты ВА 77-800 В 340010-700 А У3ПО «Электротехник» г.Москва154882шт1,15Автоматический выключатель (аппарат защиты)АЕ-2050МЗАО «Компания Технолог» Г.Москва71226,36Выключатель конечныйКУ-701АКомпания «Реле 401» г.Москва95022,67Кнопка КУ 120ОАО ВЭЛАН» г.Зеленокумск»72021,88Транформатор напряжения понижающийОСМ1-0,63У3ООО «Промэлектрика» г.Москва4160299Датчик напряженияДТН-051ООО «Прибор» и ООО «Вектор» г.Истра МО518120,2110Тахогенератор ТМГ-30ПТЗТМ «Инфракар» и г.Москва «ЗАО «Электропроект» г.Москва480023,211Выпрямитель ТЕ-100/24Т-ОУХЛ4«Рассказовский электротехнический завод» г.Рассказово Тамбовск.обл.649002116Литература1.Михайлов А.В.Головные системы питания судоходных шлюзов и их расчет/А.В.Михайлов.-М.:Минречфлот СССР,1951.-172с.2.Гапеев А.М.Определение размеров и взаимного расположения элементов системы наполнения камер шлюзов из-под плоских подъемно-опускных ворот/А.М.Гапеев.-СПб.:Журнал университета водных коммуникаций, СПГУВК, Выпуск 2.-2013.-С.34-40 3.Руководящий технический материал. Расчет и выбор электрооборудования судоходных сооружений/М.:Транспорт, 1983.-64с.4.Двигатели асинхронные крановые МТ и 4МТ. Руководство по эксплуатации БИДМ.520205.013.-Томск:ООО «НПО Сибэлектромотор», 2015.-72с. 5.http://promeka.ru/documents/Dteh.pdf