Комплексная механизация транспортировки горной массы по наклонному конвейерному штреку до приемного бункера

Размещено на http: //www. allbest. ru/

Рис. 4.2 Функциональная схема инвертора с широтно-импульсной модуляцией напряжения

АИН - автономный инвертор напряжения, мостовая схема которого построена на базе триодов с потенциальной развязкой силовой цепи от цепи управления.

ШИМ - блок широтно-импульсного модулятора.

С - силовой емкостной фильтр.

На рис. 2 изображены временные диаграммы напряжений на выходе инвертора с широтно-импульсной модуляцией при U/f=соnst для различных частот:

fmax;

f=0,5 fmax.

1) Поддержание постоянства U/f выполняется при сохранении неизменной вольт-секундной площади выходного напряжения при всех частотах.

2) Ширина импульсов изменяется в течение полупериода по синусоидальному закону, т.е. периоды следования импульсов постоянны, а ширина каждого импульса пропорциональна площади под отрезками синусоиды, расположенными в пределах соответствующего интервала. Этот способ соответствует формированию ступенчатой кривой частотного электропривода с промежуточным звеном постоянного тока (управляемого выпрямителями).

3) Если частота переключения инвертора (частота модуляции) выше выходной частоты инвертора (основной частоты), то в спектре выходного кроме основной гармоники присутствуют лишь гармоники весьма высокого порядка, которые легко фильтруются индуктивностями двигателя.

4) Использование неуправляемого выпрямителя характеризуется высоким коэффициентом мощности во всем диапазоне регулирования частоты и напряжения.

Диодный мост не имеет вспомогательных цепей управления и является простым, дешевым и надежным выпрямителем.

5) Рассматриваемая схема электропривода не требует силового согласующего трансформатора.

6) Диапазон регулирования D=20:1.

7) Повышенная частота коммутации триодов приводит к увеличению потерь в них, требуется более сложная система управления.

Рассмотренные выше временные диаграммы импульсов напряжения (частота модуляции) на выходе инвертора для одной из фаз, являются упрощенными (12 тактов модуляции за 1 период).

Примечание: формирование других фаз (А и С) реализуется одновременно со сдвигом относительно каждой на 120 эл. градусов.

В цифровых электроприводах для получения любой частоты (основной) на выходе инвертора предусматривается 240 тактов модуляции на один период фазы, а в каждом интервале модуляции 10 дополнительных тактов. Таким образом за один период 2400 включений коммутации триодов для формирования положительных полусинусоид:

последовательность 1,2,3;2,3,4;3,4,5 ...... 1,2,3;2,3,4;3,4,5 - 120 основных тактов.

Последовательность коммутации триодов при формировании отрицательных полусинусоид:

4,5,6;5,6,1;6,1,2 ……………………… 4,5,6; 5,6,1; 6,1,2 - 120 основных тактов.

Рассматриваемая последовательность коммутации триодов инвертора является простейшей и не требует изменения структуры силовой цепи.

Для реализации выполнения подобного алгоритма коммутации требуется применение микропроцессорной системы (программируемый контроллер), которая включает в себя:

* Ячейки памяти для информации данных (операнды), коды команд (операторы) и логические функции, что представлено в двоичном 8-ми разрядном коде, т.е. 8 бит, или 1 байт. Так например 1 байт 1111 1111 соответствует числу 255, 1000 0000 - 128;

* Для извлечения информации из ячеек памяти каждой из них присваивается адрес в виде двоичного 16 разрядного кода (2 байта), т.е. 1111 1111 1111 1111- соответствует 65535 адресов. Например, 0000 0000 1000 0000 - адрес ячейки памяти № 128.

При диапазоне регулирования скорости D=20:1 требуется количество ячеек памяти 2400*20=43200.

Остальные ячейки памяти предусматриваются для диагностики и тестирования цифровых управляющих устройств и других функций.

При необходимости выполнения однотипных алгоритмов в оперативной памяти МП хранятся подпрограммы, которые могут быть вызваны с прерыванием выполнения основой программы и после выполнения ее происходит процесс перехода к основной программе.

Для упрощения программы для восприятия оператором применяются языки программирования. Например, АССЕМБЛЕР.

Так, двоичный код 1001 0000 записывается 8UВ В, означающее subtract - вычитание.

Поскольку каждой команде языка программирования АССЕМБЛЕР соответствует машинная команда (двоичный код), процесс «перевод» программы с символического языка на машинный можно поручить самому МП.

МП состоит:

1. Центральный микропроцессор с арифметико-логическим устройством (АЛУ), блоком регистров, дешифратором, блоком системы команд.

2. Постоянно запоминающее устройство (ПЗУ), содержащее ячейки памяти, располагающиеся в определенной последовательности и определяющие основную программу, которая выполняется по определенному алгоритму.

3. Оперативно запоминающее устройство (ОЗУ), содержащее различные подпрограммы, предусматривающие выполнение определенных циклов (пуск, переход на пониженную скорость и т.д.)

4. Устройство «ввод-вывод» для подключения к внешним устройствам, содержащее блоки сопряжения (интерфейс, регистры, цифроаналоговые преобразователи (ЦАП), аналого-цифровые преобразователи (АЦП), детекторы для различных функции, таймеры и прочее).

5. Шина адресования (16-ти разрядная), шина данных (8-ми разрядная) и шина управления, обеспечивающие связь между указанными выше блоками МП. При 16-ти разрядной шине адресования (два байта) - в двоичном коде

- количеств адреса в N = 216 -1n соответствует количеству ячеек памяти в десятичном значении 65535.

4.5 Описание работы схемы с МП

Процесс пуска.

Процесс пуска осуществляется плавно до рабочей скорости и производиться по основной программе, размещенной в постоянной памяти ПЗУ с прерыванием для вызова подпрограммы ОЗУ, которая начинает работать по команде центрального микропроцессорного преобразователя частоты ПЧ.

Основная программа имеет начальный адрес в виде шестнадцатиразрядного двоичного числа и при диапазоне регулирования скорости D=2ч1 с интервалом нарастания частот напряжения на входе А1 Дf = 0,5Гц имеет 2160х20 = 43200 ячеек памяти, информация которых располагается в определенной нарастающей последовательности соответствующая fi +Дf (начальная частота fнач = 0,5Гц).

На каждом такте импульса входного напряжения на обмотках статора происходит прерывание основной программы и вызывается подпрограмма, которая по определенному

алгоритму обеспечивает девять дополнительных коммутаций (переключений) автономного инвертора.

Таким образом, в оперативной памяти (ОЗУ) имеется 240х10 = 2400 ячеек памяти, расположенных в определенной последовательности, которая неизменна для формирования периода напряжения соответствующей частоты.

Плавность нарастания частоты обеспечивается по определенному алгоритму с помощью арифметически-логического устройства АЛУ, цифроаналоговым преобразователем (ЦАП). ЦАП- устройство, преобразующее двоичное десятиразрядное число в аналоговый сигнал, который плавно нарастает и поступает на вход аналого-цифрового преобразователя АЦП (набор компараторов № разряда).

На выходе АЦП формируется код в виде шестнадцатиразрядного числа, соответствующего адресу ячейки памяти ОЗУ, входным сигналом АЦП является задающий сигнал U3 (см. схему), уровень которого определяет скорость двигателя.

В МП установлен задатчик интенсивности темпа разгона (ЗИ),позволяющий изменять время пуска от t=2c до t=100c.

Подготовка к работе.

Включается автоматический выключатель QF (АП), подавая электропитание в схему электропривода.

Оператор проверяет работу звуковой сигнализации, нажимая на кнопку SB3 (Кос) и контролирует наличие напряжения в сети по загоранию лампы HL.

С помощью потенциометра RP устанавливается максимальный задающий сигнал U3max, что соответствует номинальной скорости конвейера (движок RP в крайней верхней позиции).

Нажатием на кнопку КП включается контактор КЛ, который, срабатывая, подключает силовой блок МПСУ, и одновременно подается питание в МП.

«ПУСК».

Нажимается кнопка «ПУСК» пульта управления МП. Осуществляется плавный пуск асинхронного двигателя М.

Возникшие токи статора двигателя обеспечивают срабатывание датчика тока ДТ и включению реле РП. Одновременно включаются контакты РП в цепи звуковой сирены, что приводит к включению КТ и растормаживанию тормоза.

Одновременно включается звуковая сирена ЗС и реле времени РВ.

В процессе плавного пуска звучит сирена и по достижении номинальной скорости ленты конвейера срабатывает реле скорости, замыкая свой контакт в цепи контактора КЛ, а контакт РВ с выдержкой времени размыкается (tвыд.РВ > tпуска конвейера).

Другой контакт реле РС в цепи звуковой сигнализации размыкается, ЗС - обесточивается, таким образом снимается звуковая сигнализация, что означает окончание пуска конвейера (пуск прошел нормально).

Останов системы.

1. Нажимаем на кнопку КС, отключается контактор КЛ, снимая напряжение в силовом блоке.

2. Нажимается кнопка «СТОП» пульта управления, отключается МП, обесточивается датчик тока ДТ, отключается реле РП.

3. Разомкнувшийся контакт РП в цепи катушки тормоза КТ обесточивает КТ, что приводит к отключению тормоза от сети и положению колодок тормоза для останова конвейера.

Реле времени РВ обесточивается, возвращая в замкнутое состояние свой контакт в цепи контактора КЛ. Отключается автоматический выключатель (вручную).

Виды защиты и блокировок.

1. При работающем конвейере при перегрузке (Iап>3I1ном) срабатывает максимальная защита, отключается электропривод от сети; при небольших перегрузках срабатывает тепловая защита - АП отключается.

2. При обрыве ленты конвейера размыкается контакт РС в цепи контактора КП, что приводит к отключению электроустановки, обесточиванию преобразователя частоты, следовательно ДТ и РП обесточиваются. Обесточивается и контактор КТ (срабатывает тормоз).

3. При завале бункера срабатывает ЗЖ, обесточивается контактор КП, отключается частотный преобразователь, система конвейера отключается.

4. При аварийной ситуации вручную размыкается аварийный выключатель АВ и все обесточивается.

Примечание: система ПЧ-АД обеспечивает формирование начальной механической характеристики с начальным пусковым моментом Мп меньше по значению начального момента сопротивления Мс, что позволяет, согласно уравнению

,

т. е. Мп<Мс =>n=0, обеспечивается выборка люфтов и натяжения ленты конвейера, т. е. улучшается динамика пуска.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Зенков Р.Л., Ивашков И.И., Колобов Л.Н. Машины непрерывного транспорта: Учебник для студентов вузов, обучающихся по специальности «Подъемно-транспортные машины и оборудование». - М.: Машиностроение, 1987. - 432 с.

2. Спиваковский А.О., Дьячков В.К. Транспортирующие машины: Учебное пособие для машиностроительных вузов. - М.: Машиностроение, 1983. - 487 с.

3. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3-х т.: Т. 2, - М.: Машиностроение, 1992. - 784 с.

4. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3-х т.: Т. 1, 3. - М.: Машиностроение, 1982. - 756 с.

5. Александров М.П., Гохберг М.М., Ковин А.А. Справочник по кранам: В 2-х т. Т. 2. Характеристики и конструктивные схемы кранов. Крановые механизмы, их детали и узлы. Техническая эксплуатация кранов. - М.: Машиностроение, 1988. - 559 с.

6. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин: Учебное пособие для техн. спец. вузов. - 7-е изд. - М.: Высшая школа, 2001. - 447 с.

7. Николаев Г.А., Винокуров В.А. Сварные конструкции. Расчет и проектирование: Учебник для вузов. - М.: Высшая школа, 1990. - 446 с.

8. Варламова Л.П., Тибанов В.П. Выполнение домашних заданий по курсу «Детали машин». Методические указания. - М.: МГТУ им. Н.Э.Баумана, 1987. - 52 с.

9. ВНИИПТМАШ. Расчеты крановых механизмов и их деталей. Издание 3-е, переработанное и дополненное. - М.: Машиностроение, 1971. - 496 с.

10. Александров М. П. Подъемно-транспортные машины: Учеб. для машиностроительных спец. вузов. -- 6-е изд., перераб. -- М.: Высш. шк., 1985. --520 с.

11. Кох П.И. Производство, монтаж, эксплуатация и ремонт подъемно-транспортных машин. - К.: Вища школа, 1977. - 352 с.

12. Косилова А.Г., Сухов М.Ф. Технология производства подъемно- транспортных машин: Учебное пособие для машиностроительных вузов. - М.: Машиностроение, 1982. - 301 с.

13. Новиков М.П. Основы технологии сборки машин и механизмов. - М.: Машиностроение, 1969. - 632 с.

14. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Расчет допусков размеров. - М.: Машиностроение, 2006. - 400 с.

15. Матов А.Л. Шаповалов А.А. Вулканизация конвейерных лент. - М.: Недра, 1967. - 116 с.

16. Берзинь И.Э., Пикунова С.А., Савченко Н.Н., Фалько С.Г. Экономика предприятия: Учебник для вузов. - М.: Дрофа, 2003.-368 с.

17. Методика определения экономической эффективности использования в народном хозяйстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений. - Экономическая газета, 1977,№ 10.

18. Великанов К.М. Экономика и организация производства в дипломных проектах. - Л.: Машиностроение, 1977. - 208 с.

19. Великанов К.М. Расчеты экономической эффективности новой техники: Справочник. - Л.: Машиностроение, 1975. - 325 с.

20. ЕСТПП, ГОСТ 14.005-75. Методы расчета экономической эффективности.

21. Ипатов М.И., Скворцов Ю.В., Савченко Н.Н. Организационно-экономическая часть дипломных проектов конструкторского профиля: Учебное пособие.- М.: Изд-во МГТУ, 1990.-136 с.

22. Безопасность производственных процессов. Справочник. Под общей редакцией С.В. Белова. М.: Машиностроение, 1985.- 448с.

23. Средства защиты в машиностроении: Расчет и проектирование: Справочник/ С.В. Белов, А.Ф. Козьяков. - М.: Машиностроение, 1989.- 368с.

24. Никитин Д. П., Новиков Ю. В. Окружающая среда и человек.: Учебное пособие для студентов ВУЗов. - М.: Высшая школа, 1980. - 424 с.

25. Ливчак И.Ф., Воронов Ю.Ф. Охрана окружающей среды: Учебное пособие. - М.: Стройиздат, 1988. - 191 с.

26. Охрана труда в машиностроении. Под редакцией Юдина Е.Я., Белова С.В. - 2-е изд. - М.: Машиностроение, 1983, 432с.

27. Борисов Ю.М., Соколов М.М. Электрооборудование подъемно-транспортных машин. - М.: Машиностроение, 1971.

28. Расчет характеристик электропривода: Методические указания к домашнему заданию по курсу «Основы электропривода», под ред. Атаманова В. Н., М. «МГТУ», 1995, 31 стр.

Размещено на Allbest.ru