СИСТЕМА ЧАСТОТНО-РЕГУЛИРУЕМЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ ДЛЯ КОМПЛЕКСА ГРУЗОПОДЪЕМНЫХ КРАНОВ

Предлагаемое техническое решение относится к электротехнике, в частности, к системам электропривода и может быть использовано в комплексах транспортных и грузоподъемных механизмов с частотно - регулируемыми электроприводами различной мощности, работающих от сети постоянного тока.
Известна система электроприводов грузоподъемного крана [Белов М.П. Автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов и технологических комплексов: учебник для студ. высш. учеб. заведений / М.П. Белов, В.А. Новиков, Л.Н. Рассудов. - 3-е изд., испр. - М.: Издательский центр «Академия», 2007. - 576 с. (п. 4.10.6)] используемая как прототип.
Прототип содержит привод подъема, привод передвижения крана и привод передвижения тележки. Каждый привод присоединен к трехфазной сети переменного тока и состоит из входного трехфазного выпрямителя, автономного инвертора напряжения и асинхронного двигателя. Принцип работы приводов одинаков, а именно, трехфазное синусоидальное напряжение питающей сети выпрямляется при помощи входного выпрямителя и поступает на вход автономного инвертора напряжения, при помощи которого вырабатывается трехфазная система синусоидальных напряжений требуемой амплитуды и частоты. По команде оператора автономный инвертор напряжения приводит в движение соответствующий двигатель грузоподъемного крана.
Недостатки прототипа заключаются в следующем:
1. При работе асинхронной машины в режиме торможения генерируется энергия, которая рассеивается в виде тепла на балластном сопротивлении и используется не рационально. Это происходит из-за отсутствия возможности рекуперации избытка энергии в питающую сеть;
2. При работе автономных инверторов напряжения во входных силовых цепях генерируются высокочастотные пульсации, которые отрицательно влияют на работу других электроустановок. Это происходит из-за отсутствия в составе стенда входного фильтра;
3. Прототип не может работать больше чем с одним грузоподъемным краном. Это вызвано отсутствием возможности подключения дополнительных систем частотно-регулируемых электроприводов в составе грузоподъемных кранов.
Задачей полезной модели является создание системы частотно-регулируемых электроприводов для комплекса грузоподъемных кранов.
Технический результат от решения поставленной задачи заключается в использовании генерируемой асинхронными двигателями энергии для питания других потребителей, снижении, до минимального, уровня высокочастотных пульсаций генерируемых при работе автономных инверторов напряжения, а также возможность подключения дополнительных систем частотно-регулируемых электроприводов в составе грузоподъемных кранов.
Решение поставленной задачи достигается тем, что входы всех автономных инверторов напряжения, входящих в состав каждого грузоподъемного крана, присоединены к шинам постоянного тока, которые через выпрямитель и рекуператор присоединены к выходу сетевого L-фильтра, вход которого подключен к питающей сети. Кроме этого количество грузоподъемных кранов может быть более двух.
Устройство системы частотно-регулируемых электроприводов для комплекса грузоподъемных кранов, представлено на фиг. Система состоит из следующих элементов: 1 - питающая сеть; 2 - сетевой L-фильтр; 3 - рекуператор; 4 - выпрямитель; 5 - автономный инвертор напряжения привода подъема; 6 - асинхронный двигатель привода подъема; 7 - автономный инвертор напряжения привода передвижения тележки; 8 - асинхронный двигатель привода передвижения тележки; 9 - автономный инвертор напряжения привода передвижения крана; 10 - асинхронный двигатель привода передвижения крана; 11 - первый грузоподъемный кран; 12 - второй грузоподъемный кран; 13 - положительная шина постоянного тока; 14 - отрицательная шина постоянного тока; 15 - дополнительный грузоподъемный кран.
Элементы устройства соединены следующим образом.
Трехфазный вход сетевого L-фильтра 2 соединен с питающей сетью 1. К выходу сетевого L-фильтра параллельно присоединены выход рекуператора 3 и вход выпрямителя 4. Вход рекуператора и выход выпрямителя присоединены к положительной 13 и отрицательной 14, шинам постоянного тока. Также к шинам постоянного тока присоединены первый грузоподъемный кран 11, второй грузоподъемный кран 12 и дополнительный грузоподъемный кран 15. Устройство первого, второго и дополнительного грузоподъемных кранов одинаково и состоит из автономного инвертора напряжения привода подъема 5, автономного инвертора напряжения привода передвижения тележки 7 и автономного инвертора напряжения привода передвижения крана 9 входы которых присоединены к шинам постоянного тока. К выходам автономных инверторов напряжения присоединены трехфазные асинхронные электродвигатели, соответственно асинхронный двигатель привода подъема 6, асинхронный двигатель привода передвижения тележки 8 и асинхронный двигатель привода передвижения крана 10.
Устройство работает следующим образом.
Трехфазное синусоидальное напряжение питающей сети 1 через сетевой L-фильтр 2 поступает на вход выпрямителя 4 и выход рекуператора 3. С выхода выпрямителя напряжение постоянного тока поступает на положительную 13 и отрицательную 14 шины постоянного тока, которые предназначены для питания автономных инверторов напряжения входящих в состав первого 11, второго 12 и дополнительного 15 грузоподъемного крана. Грузоподъемные краны имеют одинаковую конструкцию. Автономные инверторы напряжения привода подъема 5, привода передвижения тележки 7 и привода передвижения крана 9 присоединены к шинам постоянного тока. По команде оператора они приводят в движение соответствующий асинхронный двигатель, а именно асинхронный двигатель привода подъема 6, асинхронный двигатель привода передвижения тележки 8 и асинхронный двигатель привода передвижения крана 10. Во время работы асинхронного двигателя в режиме торможения им вырабатывается энергия, которая через автономный инвертор напряжения поступает на шины постоянного тока и служит для питания других электроприводов. Когда вырабатываемой асинхронными двигателями энергии больше чем могут потребить другие электроприводы, то она по шинам постоянного тока поступает на вход рекуператора 3, который преобразует напряжение постоянного тока в трехфазную систему синусоидальных напряжений синхронных с питающей сетью. С выхода рекуператора трехфазное напряжение проходит через сетевой L-фильтр, для подавления высокочастотных пульсаций, и возвращается в питающую сеть.
Наиболее целесообразной областью применения системы частотно-регулируемых электроприводов для комплекса грузоподъемных кранов являются комплексы грузоподъемных и транспортных механизмов имеющих в своем составе частотно-регулируемые электроприводы различной мощности.