|
ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ
на создание низковольтного комплектного
устройство управления для экскаватора ЭКГ-12А с приводом ТрП-Д
28210.75.000-3 ТТ
 | |
|
1. Наименование и область применения. 3
2. Основание для разработки. 3
3. Цель и назначение разработки. 3
4. Технические требования. 4
4.1. Общие технические требования. 4
4.2.Состав устройства. 6
4.3. Технические данные двигателей постоянного тока. 8
4.4. Конструктивные требования. 9
4.5. Система автоматического управления и регулирования. 10
4.6. Система защиты.. 13
4.7. Система сигнализации и диагностики. 15
4.8. Шкафы вспомогательных приводов. 16
4.9. Кресло - пульт с командоаппаратами. 16
4.10. Трансформатор силовой. 17
4.11. Информационная система. 18
5. Надежность. 18
6. Безопасность. 18
7. Гарантийные обязательства. 18
Приложение 1. 19
Приложение 2. 20
Приложение 3. 21
Приложение 4. 22
Приложение 5. 23
Приложение 6. 24
1. Наименование и область применения
Настоящие технические требования (далее ТТ) предназначены для разработки комплекта шкафов и системы управления главными и вспомогательными приводами (низковольтного комплектного устройства управления, далее - устройства) карьерного экскаватора ЭКГ-12А с ковшом вместимостью 12 м3…14 м3, работающего в условиях умеренного климата.
Устройство может использоваться как для оснащения новых экскаваторов на заводе - изготовителе, так и при модернизации существующего электрооборудования экскаваторов, находящихся в эксплуатации.
2. Основание для разработки
3. Цель и назначение
Создание промышленного образца устройства с цифровой системой управления главными и вспомогательными приводами карьерного экскаватора и управления двигателями главных приводов по схеме «Транзисторный преобразователь - двигатель» (ТрП-Д).
Устройство предназначается для обеспечения питания, управления и защиты главных электроприводов и другого оборудования главных и вспомогательных механизмов экскаватора, и заменяет систему управления главными электроприводами, построенную по системе «Генератор - двигатель» (Г-Д). При этом в главных электроприводах без изменений используются электродвигатели постоянного тока, установленные на экскаваторе ЭКГ-12А.
Цель проведения разработки заключается в повышении надежности работы механического и электрического оборудования, а также в снижении потребления (экономии) электроэнергии.
4. Технические требования
4.1. Общие технические требования
4.1.1. Устройство должно соответствовать настоящим техническим требованиям.
4.1.2. Климатическое исполнение и категория размещения устройства УХЛ2 по ГОСТ , при этом рабочие значения температур: верхнее плюс 400С, нижнее минус 400С. Предельные рабочие значения температур: верхнее плюс 450С, нижнее минус 450С. Влажность воздуха 80% при плюс 250С. Температура хранения составных частей, входящих в изделие, не менее минус 400С.
4.1.3. Высота установки над уровнем моря до 2000 м. При работе на высоте более 1000 м токовые нагрузки снижаются на 1,5% на каждые 100 м выше 1000 м.
4.1.4. Окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая токопроводящей пыли, агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих металл и изоляцию. Концентрация пыли до 10 мг/м3.
4.1.5. Изделия, входящие в состав устройства, должны выдерживать воздействие механических нагрузок по группе условий эксплуатации М31 по ГОСТ 17516.1-90. При этом тряска и вибрация в диапазоне от 1 до 35 Гц с ускорением не более 0,5g, одиночные удары с ускорением до 4g длительностью не более 20 мс. Воздействие центробежных нагрузок по 1 ступени жесткости с ускорением поворотной платформы с частотой 4-5 раз в минуту.
4.1.6. Рабочее положение изделий, входящих в устройство, вертикальное. Допустимый угол наклона при работе (продольный и поперечный) – до 50, преодолеваемый угол наклона трассы при передвижении экскаватора – до 150.
4.1.7. Степень защиты изделий, входящих в состав устройства – не ниже IP21.
4.1.8. Устройство должно быть построено по модульному принципу, обеспечивающему взаимозаменяемость однотипных блоков без дополнительных настроек.
4.1.9. Для связи управляющих блоков должна быть использована шина CAN.
4.1.10. В устройстве должна быть обеспечена гальваническая развязка между силовыми цепями питания приводов и цепями управления (командоаппаратами пульта управления).
4.1.11. Сопротивление изоляции электрически не связанных токоведущих частей изделий, входящих в состав устройства, между собой и относительно заземленных частей должно быть:
- в холодном состоянии – не менее 10 МОм;
- в нагретом состоянии при верхнем значении температуры – не менее 3МОм.
4.1.12. Устройство должно обеспечивать нормальную работу всех приводов и установок при следующих параметрах электрической энергии питающей сети:
- питающая сеть - трехфазная с изолированной нейтралью;
- номинальное напряжение 6000 В;
- частота питающей цепи 50 Гц;
4.1.13. Нормы качества электрической питающей сети:
- отклонение питающего напряжения ±10% от номинального значения;
- отклонение частоты питающего напряжения ±0,4 Гц;
- коэффициент несинусоидальности напряжения не более 5%;
- провалы питающего напряжения до 30% амплитудного значения шириной до 10 электрических градусов.
4.1.14. Номинальные напряжения электрооборудования экскаватора:
а) переменного тока частотой 50 Гц, В:
-питания вспомогательных электроприводов………………………380;
-электрического освещения….…………………………………220 и 12;
-цепей управления переменного тока……………………………….220;
б) постоянного тока, В :
-цепей управления постоянного тока…………………………….…110;
-силовых цепей постоянного тока……………………………......до 880.
4.1.15. Силовая часть устройства должна быть построена по реверсивной системе, обеспечивающей ее работу в выпрямительном и инверторном режимах с рекуперацией в сеть энергии, генерируемой электроприводами в режимах торможения.
4.1.16. Коэффициент искажения синусоидальности кривой питающего напряжения при работающих преобразователях не должен превышать 5%.
4.1.17. Силовая часть питания якорных цепей двигателей постоянного тока должна обеспечивать ограничение импульсных перенапряжений на якорной обмотке двигателей до значения, допустимого для класса изоляции двигателей.
4.1.18. Средневзвешенный коэффициент мощности (cosφ) при работе экскаватора должен быть не ниже 0,92.
4.1.19. Отклонение напряжения на шинах 6000 В питающей трансформаторной подстанции при работе экскаватора не должно превышать плюс 5% - минус 10% от номинального значения напряжения.
4.1.20. Устройство должно обеспечивать работу вспомогательных электроприводов, освещения и отопления, количество и характеристики которых приведены в прилагаемых чертежах 28210.75.000-2 Э3.1
4.2.Состав устройства
В состав комплекта разработки и поставки должно входить следующее электрооборудование:
4.2.1. Трансформатор для питания силовых цепей главных электроприводов.
4.2.2. Комплект шкафов, содержащих активные (реверсивные) выпрямители, обеспечивающие питание транзисторных преобразователей якорных цепей главных электроприводов при их работе во всех квадрантах электромеханических характеристик, и транзисторные преобразователи для управления электродвигателями постоянного тока, характеристики которых приведены в табл. 1.
4.2.3. Система питания обмоток возбуждения (нереверсивные возбудители) электродвигателей главных приводов.
4.2.4. Преобразователи для управления приводами открывания днища ковша и кабельного барабана (электроприводы постоянного тока).
4.2.5. Шкаф с релейно-контакторной аппаратурой (необходимость уточняется в процессе проектирования).
4.2.6. Трансформаторы и шкафы вспомогательных приводов с автоматическими выключателями, коммутационной и защитной аппаратурой, обеспечивающей управление вспомогательными приводами, освещением и обогревом экскаватора.
4.2.7. Электрическое и электронное оборудование кабины оператора, включающее в себя кресло - пульт оператора для управления главными и вспомогательными приводами со встроенными двухкоординатными командоаппаратами, а также аппаратуру сигнализации, индикации и управления главными и вспомогательными механизмами.
4.2.8. Ячейка высоковольтного ввода ЯВВ-6-УХЛ2 со встроенным счетчиком электроэнергии.
4.2.9. Кабельная продукция низковольтная и высоковольтная (высоковольтный провод).
4.2.10. Система управления каждого из регулируемых приводов должна включать силовую часть с полупроводниковыми преобразователями питания якорных цепей и цепей возбуждения двигателей, систему управления преобразователями питания якорных цепей и цепей возбуждения, защиту, сигнализацию и диагностику, необходимую коммутационную аппаратуру и аппаратуру оперативного управления.
4.2.12. Силовая часть должна быть построена на современной элементной базе силовой электроники.
4.2.13. Система управления транзисторных преобразователей питания якорных цепей должна быть цифровой.
4.2.14. В составе устройства должны быть источники для питания командоаппаратов, расположенных на кресле - пульте управления экскаватором
4.2.15. В комплект поставки устройства должны быть включены средства (аппаратура) для наладки главных приводов и проверки наладочных параметров, в том числе переносной персональный компьютер (ПК) защищенного исполнения с установленным специальным программным обеспечением, необходимым и достаточным для проведения наладки и последующей эксплуатации устройства и электрооборудования в целом.
4.2.16. В состав устройства должен быть встроен источник питания цепей управления 110 В постоянного тока.
4.2.17. В комплект поставки должен входить набор запчастей для обеспечения быстрого устранения неисправностей путем замены вышедших из строя элементов в течение гарантийного периода.
4.2.18. В комплект поставки устройства должна входить эксплуатационная документация в объеме, необходимом для правильной эксплуатации и ремонта силами эксплуатационного персонала заказчика, включающая в себя в обязательном порядке техническое описание и руководство по эксплуатации, инструкцию по наладке, каталог деталей и сборочных единиц.
4.3. Технические данные двигателей постоянного тока
Технические данные двигателей постоянного тока приведены в табл. 1.
Электродвигатели постоянного тока
Таблица 1
№ п. п | Наименование | Ед. изм. | Подъем | Напор | Поворот | Ход | Днище ковша | Каб. бараб. |
1. | Условное обозначение | М1Н… М4Н | МС | M1S… M4S | М1Р, М2Р | М1 | М2 | |
2. | Тип | ДПЭ 400Д - -1/1У2 | ДПЭ 400Д - -1/2У1 | МПВЭ 1У2-Т | ДПЭ 350Д - -2/1У1 | Д31 УХЛ1 | Д12 УХЛ1 | |
3. | Количество | шт. | 4 | 1 | 4 | 2 | 1 | 1 |
4. | Мощность | кВт | 200 | 200 | 120 | 175 | 8 | 2,5 |
5. | Напряжение | В | 220 | 220 | 305 | 220 | 220 | 220 |
6. | Частота вращения | об/ мин | 450 | 450 | 750 | 450 | 870 | 1180 |
7. | Ток возбуждения | А | 28 | 28 | 16,8 | 27,4 | 1,45 | 0,7 |
8. | Ток якоря | А | 978 | 978 | 430 | 855 | 44 | 14,6 |
4.4. Конструктивные требования
4.4.1. Транзисторные преобразователи, системы управления и регулирования, защиты, коммутационная аппаратура и пр. должны устанавливаться в шкафы. Подвод кабеля через основание шкафов (снизу).
4.4.2. Корпуса шкафов должны иметь не менее двух мест заземления и должны быть оборудованы грузозахватными устройствами.
4.4.3. В шкафах должны быть предусмотрены места и зажимы для крепления и подключения кабелей, расположенные в нижней части шкафов.
4.4.4. Для внешних подключений в шкафах должны быть установлены клеммные блоки. В шкафах должны быть предусмотрены свободные клеммы (в количестве не менее 10 шт.) для монтажа транзитных кабелей
4.4.5. Шкафы должны иметь одностороннее обслуживание, высота не более 2000 мм, глубина до 500 мм (уточняется при техническом проектировании).
4.4.6. Конструкция шкафов должна обеспечивать их надежное крепление к основанию.
4.4.7. Конструкция шкафов вспомогательных приводов должна обеспечивать установку каждого шкафа в любом месте поворотной платформы отдельно от других шкафов.
4.4.8. При необходимости отвода тепла от силовых элементов шкафы должны быть оборудованы системами охлаждения, обеспечивающими работоспособность во всем диапазоне эксплуатационных температур, с расположением вентиляторов на крыше шкафа и прокачкой воздуха сверху вниз, с возможностью отвода тепла от шкафа за пределы кузова экскаватора при помощи воздуховодов, входящих в конструкцию экскаватора.
4.4.9. Учитывая стесненность расположения оборудования в кузове экскаватора, двери секций должны быть выполнены двухстворчатыми, чтобы обеспечить возможность прохода персонала даже при открытых дверях.
4.4.10. Конструкция шкафов должна обеспечивать свободный доступ для обслуживания и замены приборов и аппаратов.
4.4.11. Все крепежные соединения должны исключать возможность самопроизвольного отвинчивания в процессе эксплуатации.
4.4.12. Двери шкафов должны иметь замки со специальными ключами и электрическую блокировку (конечные выключатели). При открывании дверей должны автоматически безаварийно отключаться из работы главные привода и включаться внутреннее освещение соответствующего открытого шкафа напряжением 12 В.
4.4.13. В шкафах должны быть установлены розетки 220 В и 12 В для подключения различного инструмента и переносного оборудования.
4.4.14. Все шкафы и пульт управления должны иметь фирменные таблички (этикетки). На двери шкафов должен быть нанесен знак «Осторожно! Электрическое напряжение» по ГОСТ 12.4.026-76.
4.4.15. Все элементы шкафов и внутришкафных элементов должны иметь маркировку согласно технической документации.
4.4.16. Маркировка проводов и кабелей должна быть четкой, долговечной и соответствовать технической документации.
4.4.17. Габаритные и установочные размеры шкафов уточняются в процессе технического проектирования.
4.5. Система автоматического управления и регулирования
4.5.1. Система автоматического управления и регулирования (САР) устройства должна быть выполнена на микропроцессорной базе.
4.5.2. В электроприводах главных механизмов (подъема, напора и поворота) должны обеспечиваться диапазоны регулирования скоростей 30:1 в четырех квадрантах в соответствии с экскаваторными характеристиками, указанными в приложениях 1 и 2.
4.5.3. САР должна обеспечивать регулирование частоты вращения электродвигателей главных приводов пропорционально сигналам, поступающим от командоаппаратов, расположенных в кабине оператора, без применения датчиков скорости. В качестве сигнала обратной связи должен использоваться сигнал по ЭДС двигателя.
4.5.4. САР должна обеспечивать ограничение тока якоря двигателя на уровне стопорного тока. Перерегулирование по якорному току привода в переходных процессах и при копании должно быть не более 5% при отсутствии перерегулирования по напряжению.
4.5.5. Погрешность регулирования частоты вращения прогретых до номинальной температуры электродвигателей при изменении тока якорных цепей в пределах ± Iном не должна превышать 5% от номинального значения, указанного в табл.1 (жесткость статических механических характеристик).
4.5.6. САР должна обеспечивать отсутствие перерегулирования по скорости в переходном процессе отработки скачка управляющего воздействия (положения командоаппарата).
4.5.7. САР привода поворота должна формировать алгоритм для плавного выбора зазоров и люфтов в механизмах.
4.5.8. САР привода подъема должна обеспечивать режим удержания порожнего ковша без проседания при вылете рукояти на 2/3 ее длины при нулевом задании командоаппарата привода подъема. При груженом ковше и вылете рукояти на 2/3 длины при нулевом задании командоаппарата допускается незначительная просадка ковша.
4.5.9. САР должна стабилизировать величину усилий приводов вне зависимости от величины задающего сигнала (статические механические характеристики не должны быть вложенными).
4.5.10. САР должна обеспечивать ограничение темпа разгона и торможения приводов с возможностью регулирования этих уровней:
- для приводов механизмов подъема и напора темп нарастания не более 8 IНОМ/с;
- для привода механизма поворота – не более 5 IНОМ/с.
4.5.11. САР привода подъема должна обеспечивать работу со ступенчатым ослаблением потока возбуждения при спуске ковша для достижения значения скорости двигателем 695 об/мин.
4.5.12. Циклические диаграммы работы основных приводов приведены в приложениях 3…6.
4.5.13. САР должна обеспечивать снижение тока возбуждения электродвигателей при стоянке привода до 0,5 IНОМ и исключать явление «самохода» привода.
4.5.14. Система управления и регулирования должна иметь самодиагностику, позволяющую оперативно определить неисправность электронных блоков, модулей.
4.5.15. САР привода хода должна обеспечивать работу привода со ступенчатым изменением скорости: при Мдв £ Мн скорость увеличивается за счет увеличения напряжения якорной обмотки в 2 раза.
4.5.16. Система управления должна обеспечивать защиту в автоматическом режиме от переподъема ковша и ограничение хода рукояти, переподъема стрелы, защиту стрелы от удара ковшом и чрезмерного разматывания подъемного каната. Должна быть предусмотрена возможность отключения защит в режиме наладки и перепасовки канатов.
4.5.17. САР привода подъема и поворота должна обеспечивать равномерное распределение нагрузок всех двигателей.
4.5.18. Прикладное программное обеспечение системы управления и регулирования должно быть защищено от возможности доступа к изменению наладочных параметров неквалифицированным персоналом.
4.5.19. Система управления и регулирования должна иметь установки по «умолчанию», соответствующие паспортным параметрам главных приводов. Введение специальной команды должно возвращать систему к установкам «по умолчанию».
4.5.20. Система управления должна иметь входы для подключения различных технологических блокировок, а именно:
-невозможность включения цепей управления главными приводами без включения вентиляции электрических машин и силовых преобразователей, а также жидкой смазки редукторов поворота;
- блокировку работы приводов при отсутствии обдува двигателей и вентиляции силовых преобразователей, жидкой смазки редукторов поворота – подача сигнала и последующее отключение соответствующего привода через 60 с после отключения вентиляции или смазки;
- блокировку работы приводов при установке переключателя «Главные приводы» в положение «Выключен»;
- блокировку привода поворота при отсутствии жидкой смазки по сигналу от информационной системы – отключение привода с выдержкой времени через 30…60 с после отключения жидкой смазки, и подача сигнала;
- блокировку от концевых выключателей контроля открывания дверей шкафов;
- невозможность работы приводов поворота и хода в случае опущенной входной лестницы;
- отключение (остановку) привода напора при недопустимом выдвижении рукояти. Возврат схемы в исходное положение должен происходить только после втягивания рукояти;
-невозможность включения цепей управления в том случае, если рычаги командоаппаратов, задающих сигналов, не установлены в нейтральное (нулевое) положение («нулевая блокировка»).
4.5.21. В системе управления должны быть реализованы алгоритмы управления системы защиты механического оборудования. При этом должно происходить отключение (остановка) приводов подъема на подъем и напора на втягивание рукояти при недопустимом приближении ковша к стреле, включая головные блоки. Возврат схемы в исходное положение должен происходить только после выдвижения рукояти или опускания ковша.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 |
