Защита электроприводов SIMOREG

Аппаратно привод защищён только минимально- и максимальнотоковыми реле 2КА8…2КА11, установленными в якорной цепи двигателя на кране.

Защита от обрыва поля осуществляется минимально токовым реле 2КА1, 2КА2 (рис. 1.6) типа РЭВ830 на номинальный ток 16 А. Уставка по току отключения не менее 0,85·I_вн = 0,85·16,3 = =14 А. Контакты этих реле действуют на магнитную цепь линейных контакторов 2KМ11…13, установленных в якорных цепях двигателей.

Обмотки возбуждения защищены от перенапряжений, возникающих при их отключениях разрядными диодами 2VD1, 2VD2 и сопротивлениями 2R8, 2R9 (рис. 1.6).

От токов короткого замыкания и перегрузок обмотки возбуждения защищены автоматическим выключателем 2SF1.

Все остальные виды защит в преобразователе SIMOREG выполнены программно.

Для отключения линейных контакторов 2КМ11…2КМ13 на стороне переменного тока, в цепь питания катушек этих контакторов введены блок-контакты, управление которыми осуществляется системой защиты преобразователей.

Для защиты вентилей от коммутационных перенапряжений применяются RC – цепочки, включенные параллельно тиристорам. Также каждый вентиль защищен от токов короткого замыкания предохранителями (9RY1702-0 на номинальный ток 1000А, напряжение 660 В, 6 шт.). При этом каждый тиристор имеет датчики перегрева, токовых утечек и т.д., данные с которых контролируются системой защит преобразователя.

Используются следующие виды защит:

- максимальнотоковая защита;

- снижение/превышение питающего напряжения;

- изменение частоты питающего напряжения (±15 Гц);

- обрыв цепи выпрямления;

- превышение скорости электродвигателя.

Также все внутренние платы управления преобразователя имеют собственные программные защиты:

- от сбоев в параметрах;

- от перегрузки коннекторов и бинекторов;

- от сбоев таймера;

- от сбоев в платах памяти и т.д.

Разработка САР

2.1 Выбор и разработка САР электроприводом главного подъёма

Система автоматического регулирования (САР) электроприводом главного подъёма крана строится по подчинённому принципу. Система двухконтурная с внутренним контуром регулирования якорного тока двигателя и внешним контуром регулирования скорости двигателя. Функциональная схема САР привода представлена на рис. 2.1.

Рис. 2.1 – Функциональная схема электропривода главного подъёма крана

Сигнал задания с командоаппарата в кабине машиниста через троллеи управления поступает на вход задатчика интенсивности (ЗИ). Сигнал задания носит ступенчатый характер. При включении первой ступени формируется напряжение 70В (знак зависит от направления), фиксируется наличие тока двигателей, включаются катушки тормозов ТКП–700, проверяется их срабатывание, после этого на контрольных троллеях формируется напряжение 120В. Далее, при включении второй и третей ступеней на троллеях формируется напряжение 170В и 220В соответственно. Напряжение с троллей согласуется с системой автоматического регулирования с помощью блока потенциальной развязки, на выходе которого напряжение имеет значение 0…±10В.

Задатчик интенсивности (ЗИ) обеспечивает разгон и торможение двигателя в функции времени. ЗИ преобразовывает скачкообразный сигнал от командоаппарата в сигнал с плавным изменением величины напряжения.

С выхода ЗИ сигнал поступает на вход регулятора скорости (РС), где сравнивается с сигналом обратной связи по скорости двигателя. Так как возбуждение двигателя постоянно во время всего цикла работы привода, то сигнал обратной связи по скорости снимается с помощью датчика напряжения (ДН) с силовых шин преобразователя. Для ограничения максимального значения якорного тока сигнал на выходе регулятора скорости ограничивается блоком ограничения (на схеме не указан).

После регулятора скорости сигнал управления поступает на регулятор тока (РТ). На входе регулятора тока сигнал задания сравнивается с сигналом обратной связи по току электродвигателя. Напряжение пропорциональное якорному току электродвигателя формируется с помощью датчика тока (ДТ). Напряжение на датчик тока поступает с трансформаторов тока ТА1…3, включённых на стороне переменного тока. После регулятора тока сигнал поступает в систему импульсно-фазового управления (СИФУ), с помощью которого и формируется напряжение питания двигателя.

Для выбора и переключения тиристорных групп предусмотрена логическое переключающее устройство (ЛПУ). Для контроля бестокового состояния тиристоров служит датчик нулевого тока (ДНТ).

Для управления преобразователем каждого двигателя предусмотрена индивидуальная система автоматического регулирования. Для выравнивания нагрузок между двумя двигателями механизма главного подъёма предусмотрен регулятор деления нагрузок (РДН), выравнивающий якорные токи двигателей.

Один двигатель механизма главного подъёма работает в ведущем режиме, второй – в ведомом. РДН воздействует на САР ведомого двигателя и сравнивает значение якорного тока ведомого двигателя с током ведущего двигателя.

2.2 Расчёт параметров системы автоматического регулирования

2.2.1 Расчёт основных параметров силовой части электропривода

Коэффициент усиления тиристорного преобразователя:

где k_{у max} – максимальное значение напряжения управления САР.

Постоянная времени ТП принимается Т_μ = 0,005 с.

Эквивалентная электромагнитная постоянная времени цепи выпрямления:

Электромеханическая постоянная времени электропривода для полного ковша: