Автоматизированный электропривод (Экскаватор ЭКГ-20)

Оглавление
1. Условия и требования, предъявляемые к проектируемому электро¬приводу. 4
2. Анализ систем электропривода и структур систем управления электроприводами. 5
3. Определение мощности электропривода, выбор двигателя и управ¬ляемого преобразователя. 8
3.1. Расчет мощности и выбор двигателя. 8
3.2. Построение нагрузочной и скоростной диаграмм выбранного двига¬теля. 9
3.3. Проверка двигателя по условиям нагрева и механическую пере-грузку. 11
3.4. Выбор тиристорного преобразователя. 12
3.5. Выбор понижающего трансформатора. 12
3.6. Расчет и выбор сглаживающего дросселя. 14
4. Расчет структурной схемы электропривода и синтез регуляторов системы управления электроприводом. 17
4.1. Расчет структурной схемы электропривода 17
4.2. Синтез регулятора тока 19
4.3. Синтез регулятора скорости 20
4.4. Пересчет структурной схемы в относительных единицах 22
5. Анализ статических и динамических свойств электропривода 24
6. Описание принципиальной схемы 26
Список использованной литературы 29

Экскаватор ЭКГ-20 – мощная карьерная полноповоротная механическая лопата на гусеничном ходу, предназначенная для разработки и погрузки в транспортные средства полез¬ных ископаемых или пород вскрыши на открытых горных работах [11].
В данной работе производится расчет и анализ привода механизма хода. Механизм хода приводится в движение двумя электродвигателями посредствам трёхступенчатых цилиндрических редукторов.
Электрооборудование экскаватора эксплуатируется в весьма тяжелых условиях тряски, вибраций, ударов, большой запыленности, повышенной влажности, при широких пределах изменения температуры окружающей среды. Электропривод механизма работает в интенсивном повторно-кратковременном режиме, при изменяющейся нагрузке на валу двигателей
Учитывая выше изложенные условия и опыт эксплуатации, к электроприводам экскаватора предъявляют следующие требова¬ния:
- обеспечение максимальной производительности при допустимых на-грузках в электромеханическом оборудовании;
- высокая конструктивная на¬дежность, бесперебойная работа электропривода в тяжелых условиях;
- на¬дёжное автоматическое ограничение момента развиваемого двигателем пу¬тём формирования статической экскаваторной характеристики с требуемым коэффициентом отсечки, величину которого можно изменять при наладке в необходимых пределах.
-формирование оптимальных по быстродействию переходных процес¬сов с надежным ограничением момента допустимыми значениями, обеспечи-вающими плавное регулирование скорости.

Для обеспечения требуемого диапазона регулирования скорости и опера-тивного реверсирования в настоящее время применяют двигатели постоянного тока. Будем применять для дальнейших расчётов двигатель постоянного тока с независимым возбуждением. Для этого двигателя существует три способа регулирования скорости вращения: изменение напряжения подводимого к якорю, введением в якорную цепь двигателя дополнительного сопротивления, изменение магнитного потока двигателя. При регулировании скорости двигателя изменением магнитного потока ток обмотки возбуждения регулируют или с помощью резистора вводимого в цепь питания обмотки возбуждения или с помощью регулятора напряжения вводимого в цепь обмотки возбуждения. Реостатное регулирование скорости является простым способом , т.к. используется пусковой реостат . Эти два способа для регулирования скорости вращения двигателя в основных электроприводах экскаваторов не используются. В настоящее время основным способом регулирования скорости вращения электропривода работающего на постоян-ном токе является изменение напряжения подводимого к якорю двигателя. Подводимое напряжение регулируют при помощи преобразователей: генератора с тиристорным возбудителем или тиристорного преобразователя. Эти способы обеспечивают необходимые технико-экономические показатели регулирования скорости в главных электроприводах экскаваторов.
Удовлетворить всем условиям может система электропривода, где двига-тель постоянного тока с независимым возбуждением управляется изменением напряжения в цепи якоря, а в качестве управляемого источника служит генератор (система Г-Д) или тиристорный преобразователь (система ТП-Д).