ВКР версия 5.0.Релиз (Автоматизация системы электроприводов козлового крана типа КДКК-10), страница 6

Для двигателя привода подъема:

Р_потр = 22 / 0.83 = 26.5 кВт

Для двигателя привода грузовой тележки:

Р_потр = 2.2 / 0.73 = 3 кВт

Для двигателей привода перемещения крана:

Р_потр = 7.5 / 0.785 = 9.5

С учетом технических данных и рассчитанных величин потребляемых мощностей двигателей выбираем следующие преобразователи частоты:

1. Для двигателя МТН-412-8 выбираем ПЧ производства Schneider Electric, модель ATV71HD30N4, основные технические характеристики которого приведены в табл. 5.10.

2. Для двигателя МТ-012-6 выбираем ПЧ производства Schneider Electric, модель ATV61HU22N4S337, основные технические характеристики которого приведены в табл. 5.11.

3. Для двигателей МТ-211-6 выбираем ПЧ производства Schneider Electric, модель ATV61HU75N4S337, основные технические характеристики которого приведены в табл. 5.12.

Таблица 5.12 - основные технические характеристики ATV71HD30N4

Параметр	Значение параметра
Число фаз сети	3
Напряжение питания	380…480 В
Мощность двигателя	30 кВт при 380…480 В 3 фазы
Линейный ток	56 А для 480 В 3ф 30 кВт 66 А для 380 В 3ф 30 кВт
Выходная частота привода	0…1600 Гц
Пределы по напряжению	323…528 В
Частота	50…60 Гц
Пределы по частоте	47…63 Гц
Рассеиваемая мощность	799 Вт
Рабочая температура	- 10…50°С
Габариты (максимальные) (ширина - высота - толщина)	240*531.5*312 мм

Таблица 5.13 - основные технические характеристики ATV61HU22N4S337

Параметр	Значение параметра
Число фаз сети	3
Напряжение питания	380…480 В
Мощность двигателя	2.2 кВт при 38…480 В 3 фазы
Линейный ток	7.1 А для 480 В 3ф 2.2 кВт 8.2 А для 380 В 3ф 2.2 кВт
Выходная частота привода	0.1…1000 Гц
Пределы по напряжению	323…528 В
Частота	50…60 Гц
Пределы по частоте	47…63 Гц
Рассеиваемая мощность	87 Вт
Рабочая температура	- 10…50°С
Габариты (максимальные) (ширина - высота - толщина)	130* 220*221 мм

Таблица 5.14 - основные технические характеристики ATV61HU75N4S337

Параметр	Значение параметра
Число фаз сети	3
Напряжение питания	380…480 В
Мощность двигателя	7.5 кВт при 38…480 В 3 фазы
Линейный ток	27 А для 480 В 3ф 7.5 кВт 22.2 А для 380 В 3ф 7.5 кВт
Выходная частота привода	0.1…1000 Гц
Пределы по напряжению	323…528 В
Частота	50…60 Гц

Продолжение таблицы 5.12

Параметр	Значение параметра
Пределы по частоте	47…63 Гц
Рассеиваемая мощность	217 Вт
Рабочая температура	- 10…50°С
Габариты (максимальные) (ширина - высота - толщина)	175* 283*233 мм

Выбранные ПЧ также подходят и для электродвигателей с короткозамкнутым ротором, выбранных в п.5.1. Поэтому при замене двигателей не потребуется менять ПЧ.

Питание крана осуществляется по троллейной линии. При перемещении крана токоприемник также перемещается, в следствии чего в месте контакта токосъемника с троллейной секцией происходит дребезг контактов. Такой дребезг приводит к резким всплескам питающего напряжения. На рисунке 3.3 видно, что внутри ПЧ сетевое напряжение поступает на выпрямитель, который состоит из полупроводниковых тиристоров. Полупроводниковые приборы в достаточной мере чувствительны к резким перепадам питания, поэтому резкие всплески питающего напряжения могут вывести выпрямитель, а в следствии и весь ПЧ из строя. Чтобы избежать этого, на входе каждого ПЧ необходимо установить дроссель, который будет сглаживать пульсации напряжения и тем самым защищать ПЧ от выхода из строя.

Исходя из вышеизложенного выбираем следующие входные дроссели:

1) Для установки на входе ПЧ ATV71HD30N4 выбираем дроссель производства Schneider Electric модель VW3A4556, основные технические характеристики приведены в таблице 5.13.

2) Для установки на входе ПЧ ATV61HU22N4S337 выбираем дроссель производства Schneider Electric модель VW3A4552, основные технические характеристики приведены в таблице 5.14.

3) Для установки на входе ПЧ ATV61HU75N4S337 выбираем дроссель производства Schneider Electric модель VW3A45524, основные технические характеристики приведены в таблице 5.15.

Таблица 5.15 – Технические данные дросселя VW3A4556

Параметр	Значение параметра
Количество фаз	3
Номинальный ток, А	100
Индуктивность, мГн	0.3
Тепловые потери, Вт	260
Рабочая температура	-25…70°С

Таблица 5.16 - Технические данные дросселя VW3A4552

Параметр	Значение параметра
Количество фаз	3
Номинальный ток, А	10
Индуктивность, мГн	4
Тепловые потери, Вт	65
Рабочая температура	-25…70°С

Таблица 5.17 - Технические данные дросселя VW3A4554

Параметр	Значение параметра
Количество фаз	3
Номинальный ток, А	30
Индуктивность, мГн	1
Тепловые потери, Вт	90
Рабочая температура	-25…70°С

При спуске груза двигатель под действием массы груза начинает ускоряться, в результате чего скорость ротора становится выше скорости магнитного поля статора, двигатель переходит в режим генератора. В режиме генератора электромашина начинает отдавать электроэнергию обратно в ПЧ, в результате чего напряжение в цепи постоянного тока ПЧ увеличивается, что является аварийным событием для ПЧ. При возникновении такого аварийного события ПЧ может заблокироваться или выйти из строя. Чтобы избежать этого аварийного события к специальным клеммам ПЧ подключают тормозные резисторы. При увеличении напряжения в цепи постоянного тока выше критического, в ПЧ срабатывает внутренняя цепь защиты и подключает резисторы параллельно цепи. Электроэнергия, поступающая от двигателя, рассеивается на этих резисторах, в результате чего напряжение уменьшается.

Подъем/спуск груза осуществляется двигателем МТН-412-8, который подключается к ПЧ ATV71HD30N4, мощность которого равна 30 кВт. В официальной документации компании Schneider Electric для данного ПЧ рекомендуется использовать резистор производства Schneider Electric модель VW3A7704 в количестве 4 штук при параллельном включении. Основные технические данные выбранной модели резистора приведены в таблице 5.16.

Таблица 5.18 – Технические данные резистора VW3A7704

Параметр	Значение параметра
Средняя мощность при температуре 50°С, Вт	1000
Сопротивление, Ом	15
Рабочая температура, °С	0…50

Как правило, совместно с резисторами необходимо также устанавливать модуль торможения, который будет контролировать напряжения в цепи постоянного тока ПЧ и при необходимости подключать резисторы. Однако, выбирать отдельный модуль торможения нет необходимости, так как модуль торможения встроен в ПЧ, а резисторы подключаются к специальным клеммам на ПЧ.

1. Расчет и подбор автоматических выключателей

1. Общие сведения

При выборе автоматических выключателей (АВ) QF1-QF6 для защиты асинхронных двигателей (АД) от токов короткого замыкания (КЗ) и токовых перегрузок, необходимо учитывать следующее – номинальные значения напряжения U_ном.а и тока I_ном.а автомата, тока нагрузки I_ном.н и напряжения сети U_ном.с должны удовлетворять соотношениям: U_ном.а > U_ном.с, I_ном.а.> I_ном.н. Двигатели крана работают в повторно- кратковременном режиме, поэтому согласно литературе [3], для автомата защиты двигателей, работающих в повторно- кратковременном режиме, ток уставки электромагнитного расцепителя принимается, исходя из следующего соотношения, А:

(5.8)

где I_пуск – пусковой ток двигателя.

Для защиты двигателей будут использоваться специальные автоматические выключатели, разрабатываемые специально для защиты двигателей. Особенностью таких автоматов является нечувствительность к пусковым токам.

1. Выбор автоматического выключателя для защиты двигателя привода подъема груза

Перед выбором АВ для защиты двигателя МТН-412-8, необходимо предварительно рассчитать параметры, на основании которых производится выбор АВ. Номинальный ток двигателя, согласно паспортным данным, приведенным в п.1 I_ном.д = 58 А. Пусковой ток двигателя рассчитывается по формуле, А:

(5.9)

где I_ном- номинальный паспортный ток двигателя, А; К_п – кратность пускового тока.