Рекуперативный крановый электропривод на базе «ЭРАТОН-М5»
К электроприводам подъемных кранов предъявляются наиболее жесткие требования. Использование специализированных систем регулируемого электропривода позволяет повысить скорости перемещения и точность останова груза, за счет ограничения рывка и ускорения обеспечить отсутствие ощутимых толчков при старте и останове, увеличить срок службы основных механических узлов — тяговых тросов, тормозных колодок, редукторов, подвески противовеса.Подъемно-транспортные механизмы предъявляют к электроприводу ряд специфических требований:
- Способность развивать более чем номинальный вращающий момент во всем динамическом диапазоне изменений скорости, начиная с нулевой, и во всех четырех квадрантах плоскости механических характеристик как при использовании датчика частоты вращения (положения) ротора двигателя, так и в бездатчиковом варианте.
- Высокое быстродействие в процессах отработки возмущений, позволяющее «подхватывать» висящий груз при его растормаживании.
- Наличие S-образного задатчика интенсивности.
- Функция управления тормозом и возможность гибкого интегрирования электропривода в систему управления краном, подъемником или лифтом.
- Возможность торможения с рекуперацией энергии в питающую сеть.
- Предварительная настройка системы управления на параметры двигателя и коррекция настройки (адаптация системы) в процессе работы электропривода.
- Необходимый набор защит от перегрузок, способных привести к аварии.
Особенности кранового электропривода «ЭРАТОН-М5»
- Крановые частотно-регулируемые электроприводы с прямым цифровым управлением предназначены для использования в механизмах подъема мостовых, козловых и других видов подъемных кранов, предъявляющих высокие требования к перегрузочной способности на низких скоростях и динамичности по возмущающему воздействию — активному моменту сопротивления нагрузки.
- Могут применяться при модернизации электроприводов кранов на базе асинхронных двигателей с короткозамкнутым и фазным ротором, не имеющих на валу датчиков положения (частоты вращения).
- Благодаря созданному специалистами ЗАО «ЭРАСИБ» бездатчиковому векторному алгоритму управления достигаются максимальные моменты от 160 до 250% от номинального при ограничении тока двигателя и полосе пропускания частот системы регулирования скорости от 2,5 до 25 Гц.
- В сочетании с устройством рекуперативного выпрямления или при оснащении балластным резистором обеспечивают глубокое регулирование скорости во всех четырех квадрантах плоскости механических характеристик.
- Выполняют настраиваемые функции логического управления исполнительными устройствами крана, в частности — тормозом.
- Обеспечивают автоматическую самонастройку на двигатель и механизм, а также адаптацию к тепловому режиму двигателя.
- Имеют до восьми предустанавливаемых скоростей движения в каждом направлении, задаваемых логическими сигналами.
- Кроме стандартного набора защит, реализуют интеллектуальную защиту от перегрузки механизма подъема и обусловленной ей возможности падения груза. Срабатывание защиты обеспечивает надежное наложение тормоза при распознавании аварийной ситуации.
- Имеют повышенную помехоустойчивость благодаря использованию оптоэлектронных устройств связи контроллера с драйверами силовых транзисторов.
Предприятие: ОАО «Братский алюминиевый завод» (ОАО «БрАЗ»), цех № 25.
Назначение крана
- перестановка штырей (электродов), корзин со штырями;
- перевозка расплавленного алюминия.
- асинхронные электродвигатели с фазным ротором (АДФР) типа МТН и 4 МТМ, асинхронные электродвигатели с КЗ ротором (АД);
- преобразователи частоты (ПЧ) «ЭРАТОН-М5» производства ЗАО «ЭРАСИБ».
Состав электропривода крана
- Электропривод передвижения тележки — два АД по 5 кВт, один ПЧ 10 кВт.
- Электропривод передвижения кабины — один АД 4 кВт, один ПЧ 4 кВт.
- Электропривод передвижения крана — четыре АДФР (МТН 312–6) по 15 кВт, один ПЧ 60 кВт.
- Электропривод вращения штанги — один АД 15 кВт, один ПЧ 15 кВт.
- Электропривод главного подъема (штанги) — один АДФР (4 МТМ 280 L10) 75 кВт, один ПЧ 75 кВт.
- Два электропривода вспомогательного подъема — два АДФР (4 МТМ 225 L6) по 55 кВт, два ПЧ по 55 кВт.
Рекуператор обеспечивает преобразование переменного напряжения в стабилизированное постоянное напряжение и передачу активной мощности из сети в нагрузку в двигательном режиме работы электропривода и из нагрузки в питающую сеть — в тормозных режимах работы электропривода. За счет этого каждый электропривод имеет возможность работать в четырех квадрантах механической характеристики и экономить электроэнергию за счет возврата электроэнергии с вала электродвигателей в питающую сеть в тормозных режимах.
Каждый из семи инверторов (И1…И7) представляет собой электропривод с цифровой микропроцессорной системой управления без датчика положения и скорости. Каждый инвертор обеспечивает плавный безударный пуск электродвигателей до скорости, определяемой сигналами задания, регулирование скорости электродвигателей при изменении сигналов задания, стабилизацию скорости электродвигателей при изменении возмущающих факторов, диагностику аварий и защиту электродвигателей, защиту ПЧ, управление механическими тормозами.
На электроприводах перемещения (И1…И4) использованы общепромышленные преобразователи частоты «ЭРАТОН-М5». На электроприводах главного и вспомогательного подъема (И5, И6, И7) — крановые преобразователи «ЭРАТОН-М5».
Электропривод по рассмотренной структуре установлен и успешно работает на трех штыревых кранах-манипуляторах в цехе № 25 ОАО «Братский алюминиевый завод». Первые электроприводы были выполнены на базе ПЧ «ЭРАТОН-М4» в 2001 году, в 2007 году была выполнена модернизация с заменой аналоговых ПЧ «ЭРАТОН-М4» на цифровые «ЭРАТОН-М5».
Применение асинхронного частотно-регулируемого электропривода с рекуператором электроэнергии на штыревом кране-манипуляторе обеспечило:
- безударное регулирование скорости, ускорения, моментов и усилий механизмов крана;
- автоматическую защиту от превышения предельно-допустимой массы груза;
- защиту электродвигателей;
- плавное торможение без участия механических тормозов;
- безударное наложение механических тормозов для фиксации положения;
- экономию электроэнергии;
- потребление из сети только активной мощности;
- улучшение условий работы оператора крана;
- уменьшение эксплуатационных затрат на ремонт оборудования крана.