Дипломный проект автоматизированный электропривод мостового крана ЭСПЦ ОАО ММК

Долгое время расширение сфер использования асинхронного электропривода в промышленности сдерживалось сложностью регулирования скорости вращения при питании от сети с постоянными значениями напряжения и частоты.
Тем не менее сама возможность управления частотой вращения короткозамкнутых асинхронных электродвигателей была доказана сразу же после их изобретения, но реализовать эту возможность удалось лишь с появлением силовых полупроводников, а так же развитием микропроцессорной техники. В настоящее время во всём мире широко реализуется частотный способ управления асинхронной машиной, которая сегодня рассматривается не только с точки зрения экономии энергии, но и с точки зрения совершенствования управления технологическим процессом.
Асинхронные двигатели широко распространены, надёжны, имеют относительно невысокую стоимость, хорошие эксплуатационные качества, но регуляторы скорости их вращения из-за сложности систем электронного регулирования частоты питающего напряжения стоили до начала 80-х годов дорого и не обладали качествами, необходимыми для широкого внедрения в индустрию.
К настоящему времени фактически завершился массовый переход на цифровую элементную базу в электроприводе. Универсальные и специализированные микроконтроллеры применяются практически во всех разработанных электроприводах, их использование позволяет осуществлять точное регулирование скорости в электроприводах общепромышленного применения. Развитие микропроцессорных средств обеспечивает построение электроприводов с функцией прямого цифрового управления, обеспечивающих решение большинства типовых задач управления программным способом, интеграцию электропривода в систему комплексной автоматизации. Электропривод наряду с основной задачей (регулирование координат и воспроизведение требуемых законов движения) решает задачи связи с оператором и верхним уровнем управления (АСУ ТП), контроля и диагностики как собственно электропривода, так и приводимого им в действие механизма.
Быстрый рост рынка преобразователей частоты для асинхронных двигателей не в последнюю очередь стал возможен в связи с появлением новой элементной базы – силовых модулей на базе IGBT (биполярный транзистор с изолированным затвором), рассчитанны на токи до нескольких килоампер, напряжением до нескольких киловольт и имеющих частоту коммутации 30 кГц и выше. Помимо силовых модулей на базе биполярных транзисторов (IGBT) в современных электроприводах применяются тиристоры (SCR) для преобразователей до 20 мВт, напряжением до 15 кВ, запираемые тиристоры (GTO, IGCT, SGCT) в мощных, высоковольтных преобразователях до 6 кВ, а также силовые полевые транзисторы (MOSFET) в преобразователях до 10 кВт напряжением до 200 В.
Современный уровень силовой полупроводниковой техники и микропроцессорных средств управления позволяет строить системы регулируемого асинхронного электропривода, не уступающего по своим качествам и статическим характеристикам электроприводам постоянного тока, а по своим экономическим и эксплутационным качествам во многом превосходящих их.
Анализируя достоинства использования современных асинхронных электроприводов интегрированных с микропроцессорными средствами управления полупроводниковыми преобразователями можно выделить следующие достоинства по сравнению с ДПТ –
а) высокий кпд;
б) меньшая стоимость АД;
в) меньшие габариты АД;
г) более высокая надёжность и неприхотливость АД;
д) возможность рекуперации энергии в сеть;
е) высокий диапазон регулирования скорости;
ж) высокая точность регулирования.
В данном дипломном проекте рассчитаны основные параметры и выбрано силовое оборудование для электропривода главного подъёма мостового крана ЭСПЦ: приводные двигатели, блок независимого выпрямления/рекуперации AFE, частотный преобразователь. Разработана система регулирования скорости асинхронного электропривода.
1 ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ…