Материал: Проектирование электропривода промышленных механизмов. Фролов Ю.М

Для построения нагрузочной диаграммы необходимо рассчитать статический и динамический моменты.

Статический момент сопротивления (Н), приведенный к выходному валу двигателя, рассчитывают по формуле /15/

где rk – радиус опорного ролика, м, rk = dk/2 ;

rц – радиус цапфы катка, м, rц = 0,8·rk ;

ρ – коэффициент трения качения, м, ρ = (5…7)·10-4 м; Ψ – коэффициент, учитывающий дополнительное

сопротивление при цилиндрических катках с ребрами, Ψ = 2;

Моменты на нагрузочной диаграмме (рис. 5.22):

Рис. 5.22. Упрощенные нагрузочная диаграмма и тахограмма электропривода поворота платформы экскаватора

Предварительная проверка электродвигателя

Для предварительной проверки электродвигателя определим по нагрузочной диаграмме и тахограмме (рис. 5.22) эквивалентный момент

где Мi –момент на каждом участке нагрузочной диаграммы;

Так как экскаваторные двигатели выполняются с независимой вентиляцией, то ухудшение теплоотдачи на пониженных скоростях не наблюдается.

Имеем для эквивалентного момента

где Мн – номинальный момент двигателя.

Проверка по перегрузочной способности в процессе работы привода поворота платформы экскаватора выполняется по условию, чтобы максимальный момент на нагрузочной диаграмме (рис. 5.22) был меньше максимально допустимого момента двигателя. Если условия предварительной проверки по нагреву и перегрузочной способности соблюдаются, то электродвигатель принимается к дальнейшему проектированию электропривода с обязательной проверкой по реальной нагрузочной диаграмме электропривода.

5.8.Состояние и направления развития электроприводов экскаваторов

Электропривод (ЭП) одноковшовых экскаваторов представляет собой важную и специфичную область общепромышленных механизмов. Экскаватор является мощной машиной - манипулятором и соответственно предъявляет большие требования. С другой стороны, электроприводы экскаваторов работают в исключительно трудных условиях – изменения температуры окружающей среды от -40до +40 С., в запыленной среде, при питании от слабых карьерных сетей, в полевых условиях без постоянного квалифицированного технического ухода. Все это определяет необходимость применения наиболее простых технических решений.

Экскаватор получает питание от сети переменного тока напряжением 6000 В переносным гибким кабелем, подключаемым к соответствующему распределительному пункту, установленному непосредственно в карьере /38/.

От кольцевого токоприемника кабельного барабана высокое напряжение подается через комбинированный кольцевой токоприемник к высоковольтному распределительному устройству. В распределительном устройстве ток высокого напряжения распределяется по двум направлениям:

-через разъединитель и вакуумный выключатель к синхронному электродвигателю преобразовательного агрегата;

-через разъединитель и высоковольтные трубчатые предохранители к силовому трехфазному трансформатору, от которого питаются электрооборудование вспомогательных механизмов экскаватора.

Из всех возможных видов электроприводов наиболее приемлемыми техническими качествами в электроприводе на карьерных, вскрышных и шагающих экскаваторах по настоящее время обладает привод системы генератор – двигатель (Г-Д). Этому приводу присущи двусторонняя проводимость якорной цепи, высокая плавность переходных

процессов, обусловленная электромагнитной инерцией цепи возбуждения генератора, постоянство ускорения при переходных процессах с различной нагрузкой, широкий диапазон регулирования скорости и т.д.

Основным достоинством системы является

большой диапазон и плавность регулирования скорости

энергетических режимов работы ДПТ, в том числе и

рекуперативного торможения. Система Г – Д имеет

высокую управляемость, хорошие статические и

динамические характеристики, большую надежность и

сравнительно простое обслуживание, обеспечивает

возможность получения экскаваторных механических

характеристик и высокую экономическую эффективность

работы машины.

В то же время для этой системы характерны такие недостатки, как утроенная установленная мощность электрических машин, низкий КПД, инерционность процесса регулирования, шум при работе.

С 60-х годов по 91-й год двадцатого столетия система Г-Д выпускалась с возбудителем на магнитных усилителях (МУ). Силовые реверсивные магнитные усилители в системе