ЭЛЕКТРОПРИВОД МЕХАНИЗМА НАПОРА ЭКСКАВАТОРА ЭКГ-5

АННОТАЦИЯ

В статье приведен анализ модернизации электропривода механизма напора экскаватора ЭКГ-5. Выявлены преимущества перехода от двигателя постоянного тока, к асинхронному двигателю переменного тока с частотным управлением.

ABSTRACT

The article provides an analysis of the modernization of the electric drive of the pressure mechanism of the ECC-5 excavator. The advantages of switching from a DC motor to an asynchronous AC motor with frequency control are revealed.

Ключевые слова: механизм напора; асинхронный двигатель; частотное управление.

Keywords: pressure mechanism; induction motor; frequency control.

В различных отраслях техники машины и механизмы 21-го века должны отличаться более простым обслуживанием, относительно невысокой изначальной стоимостью и малыми эксплуатационными расходами, иметь большую производительность при требуемой точности обработки, а также обладать высоким уровнем автоматизации, быть высоконадежным и более долговечным.

Этим требованиям удовлетворяет автоматизированный электропривод. С его помощью становится возможным широкое и плавное изменение скорости исполнительного механизма, что позволяет получить оптимальные технологические режимы. Применение широко регулируемого электропривода способствует приблизить двигатель к рабочему органу механизма, а значит, упростить кинематические связи, т.е. обеспечить механизмы более точными. Использование подходящей системы управления для электропривода помогает автоматизировать технологический процесс, а надлежащее качество работы электродвигателя увеличивает надежность используемых машин и механизмов. Поэтому создание электропривода, который будет более эффективный по производительности, качеству управления и долговечности, является актуальной задачей теории и практики современного автоматизированного электропривода.

Эффективность экскаватора зависит от его производительности. Производительность экскаватора зависит от качества управления, рабочим циклом. Электродвигатели постоянного тока основных механизмов питаются от соответствующих генераторов преобразовательного агрегата по схеме генератор – двигатель. Генераторы имеют обмотки независимого возбуждения.

Система генератор – двигатель (Г-Д) предназначена для широкого и плавного регулирования частоты вращения двигателя постоянного тока (ДПТ), где основным принципом работы является изменение приложенного к якорю двигателя напряжения при неизменном напряжении цепи возбуждения. Данная система состоит из ДПТ с независимым возбуждением непосредственно связанным с рабочим механизмом (исполнительным двигателем). Питание осуществляется посредствам электрической энергии от генератора, который приводится во вращение двигателем. При системе Г-Д электрическая мощность сети преобразуется синхронным в механическую, а потом в электрическую мощность генератора, имеющего общий вал с двигателем. [2]

Главными недостатками системы Г-Д постоянного тока являются относительно низкий КПД, высокая стоимость и масса-габаритные показатели, определяемые наличием в системе большого числа электрических машин.

Целью данной работы является улучшение технико-экономических показателей, показателей надежности, повышение эффективности и снижение времени и затрат на ремонт и замену электрического и электромеханического оборудования.

В последние годы исследователи и работающие в сфере автоматизированного электропривода инженеры, проявляют интерес в области частотного управления асинхронным электроприводом, ведь в современном обществе не осталось сомнений в рациональности и возможности разработки и серийного выпуска статических преобразователей частоты на тиристорах. Такие преобразователи частоты отличаются особой надежностью, высоким быстродействием, лучшими энергетическими показателями, бесшумностью, а также обеспечивают на своем выходе нужное отношение между амплитудой и частотой напряжения и в динамических, и в статических режимах работы. [1]

Получение требуемого и автоматически устанавливаемого соотношения между амплитудой и частотой напряжения подводимого к статору асинхронного двигателя обеспечивается в замкнутых системах частотного регулирования. Именно в автоматически действующих системах реально оптимальное управление асинхронным двигателем, причем электропривод переменного тока будет иметь лучшие характеристики, чем автоматически регулируемый электропривод постоянного тока.

По сравнению с двигателем постоянного тока, в переходном режиме асинхронный двигатель может развивать существенно большие моменты. Это обеспечивает электродвигателю относительно малые потери энергии при довольно высоком быстродействии, а также широкое, плавное и экономичное регулирование скорости в установившемся режиме.

Напорный механизм служит для сообщения рукояти возвратно-поступательного движения. Механизм состоит из напорной лебедки и канатов. Лебедка имеет привод от электродвигателя, соединенного с редуктором фрикционной муфтой предельного момента. На выходные валы редуктора насажены барабаны. Торможение напорного механизма при работе осуществляется противотоком. Для затормаживания механизма напора при остановке машины и обесточивший экскаватора предусмотрен колодочный пневматический тормоз, унифицированный с тормозами механизма подъема.

Преимущества:

 -электродвигатель переменного тока по сравнению с двигателем постоянного тока той же мощности имеет меньший момент инерции и более высокий коэффициент допустимой перегрузки по моменту, что обеспечивает сокращение продолжительности цикла экскавации;

-благодаря отсутствию коллекторно-щеточного аппарата увеличивается время безотказной работы и сокращается время на ремонт и техническое обслуживание;

-электропривод переменного тока с широтно-импульсной модуляцией по сравнению с электроприводом ТП-Д, обладает лучшими показателями электромагнитной совместимости, вносит низкие гармонические искажения, хорошо работает при кратковременных перепадах напряжения.

Список литературы:

1. Карякин А.Л., Носырев М.Б. Расчеты и моделирование САУ главных электроприводов одноковшовых экскаваторов: учебное пособие, 2009, 88 с.
2. Техническая документация по ЭКГ-5.
3. Усольцев А.А. Частотное управление асинхронными двигателями / Учебное пособие. - СПб: СПбГУ ИТМО, 2006. - 95 с.