Автоматизований електропривод поворотного механізму роторного екскаватора

Abstract

У вступі бакалаврської роботи обґрунтовано актуальність модернізації електроприводів і систем керування механізмів роторних екскаваторів. У першому розділі проаналізовано сфери застосування та типові технічні рішення електроприводів для роторних екскаваторів. Розглянуто призначення, конструкцію та експлуатаційні режими машини; подано кінематичну схему механізму повороту. На підставі технологічного процесу сформульовано вимоги до електроприводів, систем автоматичного управління й автоматизації. Окреслено перспективні напрями розвитку приводних систем екскаваторів. У другому розділі визначено необхідну потужність електродвигуна механізму повороту. Складено навантажувальну діаграму за повний робочий цикл. Третій розділ присвячено вибору двигуна та здійснено перевірку двигуна за нагрівом та перевантаженням на основі побудови діаграми навантаження приводу обертання роторного екскаватора. В четвертому розділі описано процес створення цифрової моделі електроприводу. Викладено основні положення математичних методів побудови векторного алгоритму керування та реалізація алгоритму непрямого векторного керування асинхронного двигуна. В п.ятому розділі приведено опис системи автоматичного управління. Вичислені параметри Т-подібної схеми заміщення двигуна. Приведено результати дослідження динамічних властивостей приводу та їх аналіз. В шостому розділі вибрано перетворювач частоти, описано структуру будови тиристорного перетворювача частоти та вибрані елементи системи автоматичного керування. В сьомому розділі показано економічну доцільність запропонованої модернізації електропривода. В восьмому розділі розглянуто заходи безпеки під час експлуатації роторного екскаватора. Приведені висновки по роботі. Об’єкт дослідження – електричний привід механізмів екскаватора Предмет дослідження – динамічні характеристики електромеханічної частини механізму екскаватора. Мета дослідження: розробка схемних рішень та аналіз електроприводу екскаватора.

The introduction of bachelor's work substantiates the urgency of improving existing electric drives and the control system of excavator mechanisms. The first section includes the application areas and typical technical solutions of electric drives for rotary excavators. The purpose, structure of the equipment of the rotary excavator, the main characteristics, the main modes of operation of excavators are described. On the basis of technological processes of operation of the rotary excavator, requirements for systems of electric drive, automatic control and automation are formulated. The kinematic scheme of the rotation mechanism is described. The prospect of development of excavators' electric drives is indicated. The second section shows the calculation of the required power of the motor and describes the load diagram of the drive per cycle of work. The third section is devoted to the selection of the engine and the engine is checked by heating and overload based on the construction of the loading chart of the rotation of the rotation excavator. The fourth section describes the process of creating a digital electric drive model. The basic provisions of mathematical methods of constructing a vector algorithm of control and implementation of the algorithm of indirect vector control of the asynchronous engine. The fifth section describes the automatic control system. The parameters of the T-shaped engine replacement scheme are calculated.The results of the study of the dynamic properties of the drive and their analysis are given. The sixth section selects the frequency converter, describes the structure of the thyristor frequency converter and selected elements of the automatic control system. The seventh section shows the technical and economic justification of the selected variant of modernization of the drive. The eighth section deals with the issues of occupational safety and fire safety during the operation of the excavator. The conclusions of the work are given. The study object is an electrical drive of the escator mechanisms The subject of the study is the dynamic characteristics of the electromechanical part of the escalator mechanism. Purpose of the study: development of circuit solutions and analysis of the electric drive of the escalator.