Совершенствование регулировочных и энергетических показателей крановых электроприводов на основе транзисторных преобразователей переменного тока

• Автор: Шевченко, Александр Николаевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 228 с. : ил.

Глава 1 Обзор подъемно-транспортного оборудования (ПТО)

* 1.1 Классификация ПТО

1.2 Типовые крановые механизмы

1.3 Системы управления крановыми механизмами

1.4 Цель и задачи

Глава 2 - Разработка и исследование элементов электропривода (ЭП) переменного тока

2.1 Разработка и исследование задающего генератора.

Математическое описание процессов электромеханического преобразования энергии через фазные токи в осях а, Р

2.2 Разработка и исследование датчика частоты вращения

2.3 Формирование синусоидальных токов электродвигателя

в трехфазной системе координат

2.4 Выводы по главе
Глава 3 Разработка и исследование структур регулирования применительно к крановым ЭП
3.1 Обзор структур регулирования ЭП переменного тока
3.2 Разработка и исследование структуры регулирования
кранового электропривода с датчиком частоты вращения
• 3.3 Разработка и исследование бездатчиковой структуры
регулирования. Математическое описание процессов электромеханического преобразования энергии через потокосцепления в осях а, р
3.4 Выводы по главе
Глава 4 Сравнительный анализ показателей систем кранового ЭП. Практическая реализация
4.1 Сравнение регулировочных и энергетических показателей
типовых крановых систем ЭП
4.2 Сравнение стоимостных показателей типовых крановых
систем ЭП
4.3 Практическая реализация
4.4 Вывод по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
# Приложение А
Приложение Б
Приложение В

Во всех отраслях народного хозяйства - в промышленности, строительстве, на железнодорожном и водном транспорте и т.д. - широкое применение находят грузоподъемные краны. С их помощью осуществляют перемещение разнообразных грузов в технологической цепи производства или строительства, выполняют ремонтно-монтажные работы с крупногабаритными агрегатами.
В последние годы спрос на подъемно-транспортное оборудование (ПТО) в значительной степени определяется динамикой развития таких отраслей, как машиностроение, черная и цветная металлургия, традиционная и атомная энергетика, топливная промышленность, нефтегазовая отрасль и другие сырьевые отрасли, а также темпами развития портов и перегрузочных терминалов. Перспективы формирования спроса на грузоподъемные краны во многом определяются состоянием и темпами развития этих наиболее динамично развивающихся ведущих отраслей экономики Российской Федерации.
По данным Госкомстата РФ /3/ в нашей стране наблюдается позитивная тенденция ускорения промышленного подъема. Объем ВВП России за прошедший 2006г., по предварительной оценке составил в текущих ценах 26621,30 млрд. рублей. Темп роста его реального объема относительно 2005г. составил 106,70%. При этом положительная динамика наблюдается в основных отраслях-потребителях грузоподъемного оборудования. Так индекс промышленного производства в 2006г. увеличился по отношению к 2003 г. более чем на треть (см. рисунок 1).
2004г. 2005г. 2006г. год
по общему объему среднее
Рисунок 1 - Индексы промышленного производства

Приоритет промышленного выпуска обеспечен увеличением добычи полезных ископаемых (см. таблицу 1), развитием обрабатывающих производств (4,9% только за 2006г.).
Таблица 1 - Объемы добычи полезных ископаемых
2006г. Декабрь 2006г. в % к 2006г. в % к 2005г.
декабрю 2005г. ноябрю 2006г.
Добыча полезных ископаемых
Уголь, млн.тонн 309 105,5 106,0 103,6
Нефть добытая, включая газовый конденсат, млн.тонн 480 101,8 103,8 102,1
Газ естественный, млрд.м3 656 101,7 104,5 102,4
Железная руда, млн.тонн 102 106,1 102,7 107,3
Материалы строительные нерудные, млн.м3 296 114,4 94,4 109,6
Апатитовый концентрат, млн.тонн 4,1 100,0 102,0 97,8
Сохраняются высокие темпы роста и у такого вида экономической деятельности (основного потребителя башенных кранов), как строительство (см. рисунок 2). Только за 2006г. Прирост составил 14% по отношению к предыдущему году. Также тенденция к увеличению сохраняется и в таком виде экономической деятельности как транспорт (6,8% за 2006г.).
2004г. 2006г. 2008г.
по общему объему "о исключением сеэонного ф актора среднее

Рисунок 2 - Индексы роста строительства

Основным узлом в ПЧИ является автономный инвертор (АИ), который преобразует выпрямленное напряжение в трехфазное напряжение регулируемой частоты. Несмотря на большое разнообразие трехфазных тиристорных инверторов, все они строятся на основе трехфазной мостовой схемы включения тиристоров. Преобразование постоянного напряжения питания в трехфазное напряжения необходимой частоты осуществляется переключением с заданной частотой и определенной последовательностью тиристоров в плечах моста. Неотъемлемой частью тиристорных инверторов являются устройства принудительной коммутации, предназначенные для запирания тиристоров. Преобразователи частоты на автономных инверторах могут выполняться в виде источников переменного тока АНТ, либо напряжения - АНН (см. рисунок 1.30).
а) АНН б) АНТ
Рисунок 1.30 - Идеализированные преобразователи частоты инверторного
типа
Конструктивно в качестве ключей К1...К6 могут использоваться как тиристоры, так и транзисторы. Тиристор может выдерживать высокие токовые перегрузки (например, ударный ток для МТЗ-800 составляет 30 кА). С другой стороны, тиристор - это однооперационный прибор, т.е. на него подается сигнал на отпирание, а запирание происходит без управляющего сигнала. Это приводит к тому, что необходимы специальные узлы искусственной коммутации. Кроме того, тиристорные ПЧ имеют НИЗКИЙ СОБф, потребляемый ток из сети и ток двигателя содержит гармонические составляющие. От этих недостатков избавлены транзисторные ПЧ, так как транзистор является полностью управляемым прибором. Отпирание и запирание транзистора происходит в соответствии с управляющем сигналом, при этом время коммутации в сотни раз меньше по сравнению с тиристором. Однако перегрузочная способность транзистора во столько же раз меньше, чем у тиристора. В связи с этим накладываются жесткие ограничения на конструкцию силовой части /29/.