Автоматизированный электропривод мостового крана ЭСПЦ ОАО ММК

Содержание
РЕФЕРАТ 2
Введение 3
1 ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ 5
1.1 Краткая характеристика цеха, описание технологического процесса, сортамент выпускаемой продукции 5
1.1.1 Характеристика ЭСПЦ 5
1.1.2 Технологический процесс выплавки стали в ЭСПЦ 5
1.2 Характеристика и кинематическая схема проектируемого механизма 11
1.3 Требования, предъявляемые к электроприводу 14
1.4 Патентный обзор известных систем электроприводов 15
1.5 Выбор системы электропривода 20
1.6 Расчёт мощности и выбор двигателя 20
1.6.1 Расчёт статических моментов (усилий) 21
1.6.2 Предварительный выбор двигателя 22
1.6.3 Расчёт и построение тахограмм и упрощённой нагрузочной диаграммы 24
1.6.4 Проверка двигателя по условиям нагрева и перегрузочной способности 29
1.7 Выбор и характеристика основного силового оборудования 31
1.7.1 Выбор и характеристика преобразователя частоты 31
1.7.2 Выбор и характеристика независимого блока выпрямления - рекуперации Active Front End 33
1.7.3 Расчёт параметров фильтра АИН 37
1.7.4 Выбор сопротивления динамического торможения 38
1.7.5 Выбор выходного фильтра 39
1.8 ЗАЩИТА ЭЛЕКТРОПРИВОДА, РАСЧЕТ УСТАВОК ЗАЩИТНЫХ УСТРОЙСТВ 41
1.8.1 Защита от перегрузки и коротких замыканий 41
1.8.1.1 Защита плавкими предохранителями 41
1.8.1.2 Защита автоматическими выключателями 43
1.8.2 Контроль изоляции 44
1.8.3 Ограничение перенапряжений 44
1.8.4 Применение сетевого дросселя 44
1.8.5 Проблема «длинного кабеля» 45
1.8.6 Выбор снаббера 45
1.8.7 Виды защиты определяемые программно в блоке управления 47
1.8.8 Снижение уровня индустриальных радиопомех 49
1.9 Состав силовой части преобразователя частоты 50
1.10 ВЫБОР СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ 53
1.10.1 Выбор и разработка функциональной схемы САР электропривода крана 53
1.10.2 Расчёт параметров структурной схемы электропривода 56
1.10.3 Выбор структуры САР и разработка ее основных параметров 60
2 БЕЗОПАСТНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ 68
3 АНАЛИЗ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ 84
Заключение 106
Список использованных источников 108

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.

Дипломный проект автоматизированный электропривод мостового крана ЭСПЦ ОАО ММК, могу скинуть презентацию и отдельно главы по бжд и экономике