Разработка автоматизированного электропривода магистрального рудничного конвейера типа 2ЛУ-120

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1 Описание промышленной установки и анализ технологического процесса

1.2 Анализ взаимодействия оператор - промышленная установка

1.3 Анализ кинематической схемы, определение параметров и проектирование расчётной схемы механической части электропривода

1.4 Анализ кинематической схемы, определение параметров и составление расчетной схемы механической части электропривода

2. ВЫБОР СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА И АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОМЫШЛЕННОЙ УСТАНОВКИ

2.1 Литературный обзор по теме дипломного проекта

2.2 Формулирование требований к автоматизированному электроприводу и системе автоматизации

2.3 Определение возможных вариантов и выбор рациональной системы электропривода

2.4 Проектирование функциональной схемы автоматизированного электропривода

3. ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

3.1 Расчёт нагрузок и построение механической характеристики и нагрузочной диаграммы механизма

3.2 Предварительный выбор двигателя по мощности

3.3 Выбор номинальной скорости двигателя и типоразмера двигателя

3.4 Построение нагрузочной диаграммы электропривода

3.5 Проверка выбранного электродвигателя по нагреву и перегрузочной способности

4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИЛОВОЙ СХЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА И ВЫБОР КОМПЛЕКТНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

4.1 Определение возможных вариантов и обоснование выбора типа комплектного преобразователя

4.2 Расчёт параметров и выбор элементов силовой цепи

4.3 Выбор датчиков регулируемых координат электропривода

5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

5.1 Разработка математической модели автоматизированного электропривода

5.2 Расчёт параметров объекта управления

5.3 Определение структуры и параметров управляющего устройства

6. АНАЛИЗ ДИНАМИЧЕСКИХ И СТАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОПРИВОДА

6.1 Разработка имитационной модели электропривода

6.2 Расчёт и определение показателей качества переходных процессов

6.3 Построение статических характеристик электропривода

7. ОКОНЧАТЕЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ДВИГАТЕЛЯ ПО НАГРЕВУ С УЧЁТОМ ТОЧНОЙ НАГРУЗОЧНОЙ ДИАГРАММЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА

8. ВЫБОР И ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ УСТАНОВКИ

8.1 Формализация условий работы установки

8.2 Разработка алгоритма и программы управления

8.3 Разработка функциональной, логической схемы

8.4 Выбор аппаратов

9. ПРОЕКТИРОВАНИЕ УЗЛА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА (ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ИЛИ КОНСТРУКЦИИ УЗЛА)

10. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ И ЗАЩИТЫ УСТАНОВКИ

10.1 Выбор аппаратов, проводов и кабелей

11. ОХРАНА ТРУДА

11.1 Меры безопасности при эксплуатации конвейеров

11.2 Расчет зануления для двигателя конвейера питателя

12. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ

12.1 Определение капитальных вложений

12.2 Определение эксплуатационных затрат

12.3 Определение приведенных затрат

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ

Автоматизированный регулируемый привод, Рудничный КОНВЕЙЕР 2ЛУ-120, преобразователь частоты, модель электропривода, расчёт характеристик, система автоматизации, контроллер SIMATIC S7.

Объектом проектирования является магистральный рудничный ленточный конвейер типа 2ЛУ-120.

Цель проектирования - разработка автоматизированного электропривода магистрального рудничного конвейера типа 2ЛУ-120.

В ходе проектирования проведен анализ технологического процесса, представлено обоснование использования регулируемого электропривода, показана методика расчета и выбора элементов электропривода конвейера, разработана система автоматического управления и модель электропривода, исследованы статические и динамические режимы электропривода конвейера 2ЛУ-120, разработана программа управления системы автоматизации и регулирования скорости конвейера, рассмотрены вопросы охраны труда, выполнено технико-экономическое обоснование проекта.

В результате проектирования был разработан автоматизированный электропривод с преобразователем частоты DYNAVERT BbD250/1000 и асинхронным двигателем типа ВАО2-355L8 мощностью 250кВт.

Результаты проектирования могут быть внедрены на предприятиях горнорудной промышленности

В настоящее время в Республике Беларусь широкое распространение получили асфальтосмесительные установки ДС--158, ДС--168, ДС--185 и другие, производимые АО "Кредмаш".

В указанных выше асфальтосмесительных установках наряду с положительными факторами (относительная простота конструкции, надежность, высокая ремонтоспособность силами обслуживающего персонала, относительно невысокая стоимость) имеется и ряд недостатков.

Наиболее важным из недостатков является невысокая степень автоматизации технологического процесса и, как следствие, зависимость качества готового продукта от опытности оператора.

Одним из наиболее существенно влияющих факторов на качество асфальтобетонных смесей является температура каменных материалов на выходе сушильного барабана.

Целью данного курсового проекта является разработка системы автоматической стабилизации температуры каменных материалов на требуемом уровне.

Таким образом, эта система автоматического управления позволит повысить качество готового продукта и, как следствие, возрастет срок службы покрытия автодорог, уменьшаться затраты на их ремонт и поддержание в рабочем состоянии.

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1 Анализ технологического процесса

Асфальтосмесительная установка ДС-158 является установкой циклического действия, что позволяет быстро изменять рецептуру смеси.

Процесс приготовления асфальтобетонных смесей состоит из следующих этапов:

- грубое предварительное дозирование влажных каменных материалов (щебня или гравия, природного (дробленого) песка) в агрегате питания и подачу их к сушильному агрегату;

- просушивание и нагрев каменных материалов до рабочей температуры в сушильном агрегате и подачу нагретых материалов к грохоту смесительного агрегата;

- сортировка нагретых каменных материалов на четыре фракции (0-5; 5-10; 10-20; 20-40 мм), временное хранение их в "горячем" бункере, весовое дозирование в соответствии с рецептурой замеса и выдача их в смеситель;

- весовое дозирование минерального порошка и выдача его в смеситель;

- объемное дозирование нефтяного дорожного битума и подача его в смеситель;

- смешивание всех фракций материалов с минеральным порошком и битумом и выдача смеси в автосамосвалы или подачу ее через скиповый подъемник в бункер готовой смеси, а из него в автотранспорт.

1.2 Описание промышленной установки

Установка асфальтосмесительная ДС-158 предназначена для приготовления асфальтобетонных и других видов черных смесей, применяемых при строительстве и ремонте автомобильных дорог.

Основные технические данные.

Производительность техническая, т/ч.:

при влажности исходных материалов (песка и щебня) 5 % и t=140°C 48±10%;

при влажности исходных материалов (песка и щебня) 3 % и t=140°C 56±10%.

Мощность установленного оборудования, кВт, не более 194.

Удельный расход топлива для приготовления 1 т. смеси, кг 5,5 - 9,5.

Общая вместительность бункеров агрегата питания, м, не менее 32.

Вместимость бункера агрегата минерального порошка, м³, не менее 23.

Вместимость бункера готовой смеси, м³ (т), не менее 39 (70).

Вместимость битумных цистерн, м³, не менее 30.

Габаритные размеры, м, не более:

длинна 46,3;

ширина 29,45;

высота 17,61.

Примечание: t - разность температур каменных материалов на входе и выходе сушильного барабана.

Вся асфольтосмесительная установка состоит:

- агрегата питания;

- агрегата минерального порошка;

- ленточных конвейеров;

- сушильного агрегата;

- агрегата подготовки битума;

- газоходов;

- системы пылеочистки;

- смесительного агрегата;

- бункера готовой смеси;

- скипового подъемника;

- топливного бака;

- кабины оператора;

- системы теплоносителя;

- электрооборудования.

Агрегат питания служит для накопления и подачи исходных каменных материалов (песка, щебня) в соответствии с заданной рецептурой на ленточный конвейер.

Агрегат минерального порошка предназначен для приема, хранения, дозирования и подачи минерального порошка в бункер смесительного агрегата.

Конвейер ленточный служит для перемещения каменного материала от агрегата питания к конвейеру ленточному загрузочному.

Конвейер ленточный загрузочный служит для загрузки каменного материала в сушильный агрегат.

Сушильный агрегат служит для нагрева и сушки каменных материалов до температуры, обеспечивающей приготовление асфальтобетонной смеси, смешивания с битумом и минеральным порошком, поступающими в бункер смесительного агрегата.

Разогрев сушильного агрегата производится топочным агрегатом, работающим на мазуте.

Агрегат подготовки битума предназначен для приема, хранения, нагрева битума до рабочей температуры и транспортирования его в бункер смесительного агрегата. Нагрев битума производится жидким теплоносителем.

В системе подготовки битума имеется емкость для непрерывного обезвоживания битума, где битум нагревается топочным агрегатом через жаровые трубы. Топочный агрегат работает на мазуте. Все трубопроводы обогреваются жидким теплоносителем. В системе имеется агрегат дозирования обезвоженного и нагретого до рабочей температуры битума и подачи его в смеситель.

Газоходы служат для соединения сушильного и смесительного агрегатов с устройствами пылеочистки и дымовой трубой.

Система пылочистки служит для удаления пыли из газов, выходящих из сушильного и смесительного агрегатов.

Установка пылеочистки имеет три ступени очистки - две сухих и одну мокрую.

Смесительный агрегат предназначен для приготовления асфальтобетонной смеси, путем смешивания каменных материалов с битумом и минеральным порошком, которые дозируются в необходимых пропорциях в соответствии с рецептурой замеса, и включает в себя следующие устройства:

- горячий элеватор;

- горячий грохот;

- весовые бункеры каменных материалов;

- бункер смесителя;

- выгрузочное устройство.

Горячий элеватор служит для подачи просушенных и нагретых до требуемой температуры каменных материалов в приемный бункер горячего грохота.

Горячий грохот требуется для разделения каменных материалов на необходимые фракции и отсева негабарита. Отсеянные материалы поступают в весовые бункеры каменных материалов соответствующих фракций.

Весовые бункеры каменных материалов служат для накопления и весового дозирования каменных материалов, требуемых фракций в соответствии с рецептурой замеса.

Бункер смесителя предназначен для приготовления асфальтобетонной смеси путем смешивания ее компонентов.

Выгрузочное устройство служит для выгрузки готовой асфальтобетонной смеси в ковш скипового подъемника.

Скиповый подъемник служит для перегрузки асфальтобетона из бункера смесительного агрегата в бункер-термос (бункер готовой смеси).

Бункер-термос служит для приема, временного хранения и выдачи асфальтобетонной смеси потребителю.

Кабина оператора является рабочим местом оператора, осуществляющего управление работой асфальтосмесительной установки.

Электрооборудование и система автоматики установки служат для механизации и автоматизации технологического процесса приготовления асфальтобетона, обеспечивает автоматическую остановку установки при аварийной ситуации.

автоматический стабилизация асфальтосмесительный электродвигатель

1.3 Анализ взаимодействия оператор-промышленная установка

Электрооборудование асфальтосмесительной установки имеет два режима работы "Наладка" и "Работа", которые выбираются оператором путем перевода трехпозиционного переключателя в необходимое положение. Для работы в режиме "Наладка" рукоятку переключателя поворачивают относительно нулевого положения на 45° против часовой стрелки до фиксации, а для режима "Работа" - на 45° по часовой стрелке до фиксации. Режим "Наладка" предусматривает возможность включения отдельных агрегатов без включения в работу всей установки. Режим "Работа" предусматривает технологическую взаимосвязь между всеми агрегатами.

Кроме того, переключатель в положении "Работа" обеспечивает включение исполнительных механизмов для закрытия крана топлива при отключенном насосе топлива и для закрытия заслонки дымососа при его отключении.

Розжиг топки сушильного барабана.

Топливо в топливном баке должно быть заранее нагрето до 60-70°С. Для этого необходимо включить нагреватели топлива в баке и при достижении температуры топлива 50°С включить насос топлива в режиме "Наладка". Тумблером включить нагреватели топлива перед горелкой. При этом кран топлива к горелке закрыт, и топливо циркулирует через сливной кран и бак пока не нагреется до 60-70°С. Прогрев топливо переключатель режимов переводят в режим "Работа". Насос топлива и нагреватель перед горелкой при этом выключается. Температуру топлива в баке поддерживает электроконтактный термометр, включая электронагреватели в баке при остывании топлива до 60°С и выключая их при 80°С.

Перед розжигом необходимо продуть сушильный барабан, для чего включаются приводы дымососа и вентилятора. Затем включают приводы на открытие заслонок этих агрегатов. Далее включают приводы грохота, элеватора, сушильного барабана, шнека пыли, смесителя, компрессора, открыть кран топлива к горелке.

Чтобы произвести розжиг горелки необходимо нажать на кнопку "Факел", при этом дымосос должен быть включен, заслонка открыта на 15-20% своего хода, заслонка первичного воздуха, подаваемого дутьевым вентилятором открыта на 80-100%, заслонка вторичного воздуха ручного управления - на 30% своего хода. Далее розжиг будет происходить автоматически с помощью реле времени.

Если розжиг произошел, то реле отключает клапан запальника и подача топлива для розжига прекратится, а прибор контроля пламени блокирует подачу напряжения на электроды розжига. Включается насос топлива, нагреватель перед горелкой, а также исполнительный механизм, открывающий заслонку вторичного воздуха и обеспечивающий подачу основного топлива. О положении заслонки воздуха и величине подачи топлива судят по стрелке показывающего прибора, отградуированного в процентах. Розжиг главной горелки происходит при положении стрелки прибора на 25%. Реле времени через 30 секунд отключает клапан запальника. Дальнейшее открытие заслонки воздуха и подача топлива будет происходить при включении соответствующего тумблера. При положении стрелки прибора на 80% обеспечится подача рабочей нормы расхода топлива.

Для обеспечения устойчивого факела горения без сажи необходимо наблюдать за факелом через смотровое окошко и за цветом дыма из дымоотводной трубы.

Если дым черный - не хватает воздуха, не будет полного сгорания топлива. Необходимо регулировать вручную подачу первичного и вторичного воздуха и не допускать отрыва факела и его чрезмерного удлинения, в противном случае топка может погаснуть.

Если дым белый и факел далеко - не полностью сгорает топливо, и вторичный воздух снова необходимо регулировать вручную. Одновременно по прибору контроля температуры наблюдают за температурой отходящих газов. После образования устойчивого факела необходимо увеличить подачу топлива и воздуха, чтобы довести температуру отходящих газов до 200-250°С. Как только эта температура достигнута, барабан прогрет. В нормальных условиях это должно произойти через 3-5 минут после розжига. Теперь можно подавать материал, для чего следует включить привод наклонного конвейера и агрегата питания.

Приготовление асфальтобетона.

Дозирование каменных материалов, минерального порошка и битума, а также управление работой насоса слива битума, затворами дополнительного бункера и смесителя осуществляется в двух режимах: автоматическом и дистанционном, для чего оператор устанавливает рукоятку переключателя в положение "Авт." и "Дист." соответственно.

Управление работой секторных затворов каменных материалов питающего устройства весового автоматического дозатора смесительного агрегата, дозированием минерального порошка, дозатора битума смесительного агрегата осуществляется соответствующими переключателями, которые оператор устанавливает вручную в требуемое положение.

Для управления работой смесителя имеется счетчик замесов, на котором перед началом работы оператор устанавливает требуемое количество замесов.

В автоматическом режиме дозирование компонентов асфальтобетонной смеси осуществляется с помощью циферблатного регулирующего прибора (КЭП-12У), путем установки задающей стрелки на требуемую для одного замеса массу материала (отдельно для всех фракций каменных материалов, минерального порошка и битума). Прибор включается, когда будет отдозирован материал, т.е. когда флажок указательной стрелки входит в паз датчика задающей стрелки.

С помощью сигнальных ламп оператор контролирует процесс дозирования и выгрузки материалов в смеситель.

Дозирование материалов в дистанционном режиме осуществляется отдельно для каждого компонента. Для этого соответствующий переключатель устанавливается в положение "Доз.". За дозированием наблюдают по указательной стрелке. Как только стрелка совместится с заданным значением шкалы указателя, переключатель устанавливают в нейтральное положение. При этом затвор закроется, и процесс дозирования материала прекращается.

Дозирование всех остальных компонентов смеси осуществляется аналогично.

Приготовление смеси в автоматическом режиме начнется:

1) если будет закончено дозирование фракций минеральных материалов и битума, предусмотренных рецептом;

2) если будет закрыт затвор смесителя.

При этом включается командный прибор. По его команде откроется затвор весового бункера каменных материалов, включится привод шнека выгрузки минерального порошка в смеситель, а также насос слива битума и сигнальные лампы.

Привод смесителя включается кнопкой с пульта управления, при этом загорается контрольная лампа.

Как только закроются затворы весовых бункеров, и кран слива битума смесительного агрегата начнется дозирование фракций для следующего замеса. Длительность вышеуказанных операций определяется циклограммой работы командного прибора. Продолжительность смешивания компонентов 40-60с.

Для приготовления и выгрузки смеси в дистанционном режиме следует:

1) переключатель выбора режима установить в положение "Дист.";

2) произвести дозирование, как описано выше;

3) переключателем открыть затвор весового бункера каменных материалов и весового бункера минерального порошка (при этом включится привод шнека минерального порошка). Как только указательная стрелка циферблатного указателя минерального порошка возвратится в нулевое положение, закрыть затворы. (До начала выгрузки минеральных материалов привод смесителя должен быть включен);

4) после выгрузки минеральных материалов включить насос слива и слить в смеситель битум. Как только указательная стрелка циферблатного указателя битума возвратится в нулевое положение отключить насос;

5) после окончания перемешивания дать команду на открытие затворов дополнительного бункера и смесителя (или только затворов смесителя при выгрузке непосредственно в автотранспортные средства). Произвести выгрузку и закрыть затвор смесителя.

Во время работы установки оператор должен регулировать уровень воды в отсеке очищенного газа мокрого пылеуловителя, наблюдая за цветом дыма, (он должен быть белым) и за работой дымососа. Он должен работать без перегрузки.

После окончания работы следует очистить смеситель от налипшей смеси. Для этого смеситель загружают щебнем фракции 10-20 мм до 400-500 кг и дают ему поработать в течение 1-1,5 минут. Затем содержимое можно выгрузить через промежуточный бункер. Сушильный барабан надо прокрутить без материала в течение 5 минут с включенным вентилятором, чтобы барабан остыл.

В дозаторе минерального порошка и на шнеке не должно оставаться минерального порошка. Бункера агрегата питания, бункер негабарита следует освободить от материала.

Битум необходимо откачать из дозатора и битумных коммуникаций.

После отключения приводов агрегатов и насосов, закрыть краны, отключить цепи управления и вводные рубильники, слить шлам в шламоотстойник. На основании всего вышеизложенного можно сделать следующие выводы:

1) установка имеет слабую автоматизацию технологического процесса, так как даже при работе установки в автоматическом режиме оператор осуществляет управление целым рядом устройств и агрегатов;

2) не автоматизированы процессы розжига топки сушильного барабана и стабилизации температуры каменных материалов на выходе сушильного барабана, что предъявляет высокие требования к оператору, а именно к его опыту работы на данной установке;

3) оператор перегружен достаточно быстро меняющеюся информацией (длительность процесса приготовление одно замеса асфальтобетонной смеси 40-60 секунд).

1.4 Анализ кинематической схемы, определение параметров и составление расчетной схемы механической части электропривода

Механическая часть электропривода состоит из: движущейся части электродвигателя, передаточного устройства и исполнительного органа. Приведенная схема наглядно отражает то, что механическая часть электропривода представляет собой систему связанных масс, движущихся с различными скоростями поступательно и с вращением. В нагруженном состоянии элементы системы (валы, опоры, зубчатые зацепления, транспортерная лента и т.п.) деформируются, так как механические связи не являются абсолютно жесткими. При изменениях нагрузки массы имеют возможность взаимного перемещения, которое при данном приращении нагрузки определяется жесткостью связи.

Рисунок 1.1 - Кинематическая схема конвейера

1-двигатель; 2,4-соединительные муфты; 3-редуктор; 5-конвейер

Для анализа движения механической части электропривода осуществляется переход от реальной кинематической схемы к расчетной, с которой массы и моменты инерции движущихся элементов и их жесткости, а так же силы и моменты, действующие на эти элементы, заменены эквивалентными величинами, приведенными к одной и той же скорости.

Процесс перехода к расчетным схемам обычно называют приведением, а сами величины приведенными. Обычно оказывается удобным и целесообразным осуществлять приведение к скорости электродвигателя. Это бывает в тех случаях, когда параметры системы таковы, что влияние упругих связей незначительно, или при решении задач, в некоторых с этим влиянием можно не считаться, механическая часть представляется простейшей расчетной схемой, не учитывающей влияние упругих связей, - жестким приведенным звеном (рисунок 1.2). В этих случаях много массовая механическая часть электропривода заменяется одной эквивалентной массой с моментом инерции I, на которую воздействуют электромагнитный момент двигателя М и суммарный приведенный к валу двигателя момент нагрузки М_с. Момент нагрузки М_с включает в себя все внешние силы, приложенные к механической системе, кроме момента двигателя М.



Рисунок 1.2 - Расчетная схема механической части электропривода

В случае приведения к валу двигателя суммарный приведенный момент инерции электропривода I может быть выражен общей формулой:

, (1.1)

где I_дв - момент инерции ротора двигателя;

- коэффициент, учитывающий момент инерции вращающихся частей передаточного механизма (=1,1 1,3 если не известен I_муф);

I_муф - момент инерции соединительной муфты и других частей (тормозные диски и пр.);

I_м - момент инерции вращающихся частей механизма;

т - масса поступательно движущихся частей механизма;

j - передаточное число редуктора;

- радиус приведения.

Суммарный приведенный к валу двигателя момент статической нагрузки М_с можно в общем виде записать:

, (1.2)

где q, р - число внешних моментов М и сил F_j, приложенных к системе, кроме электромагнитного момента двигателя.

2. ВЫБОР СИСТЕМ ЭЛЕКТРОПРОВОДА И АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОМЫШЛЕННОЙ УСТАНОВКИ

2.1 Литературный обзор по теме дипломного проекта

Был произведен патентный поиск по теме дипломного проекта, в результате которого были найдены следующие авторские свидетельства.

Авторское свидетельство по способу автоматического регулирования процесса сушки в барабанной сушилке 5F26B 2//06 А.С. №723354. По данному способу температуру материала измеряют на выходе, а влажность материала - на входе в сушилку; дополнительно измеряют температуру отходящих газов. По этим параметрам воздействуют на скорость вращения сушильного барабана, а на расход теплоносителя и расход каменных материалов воздействуют по влажности материала и температуре сушильного барабана.

Известен также способ для регулирования процесса сушки сыпучих материалов, включающий регулирование подачи теплоносителя в барабан и регулирование расхода исходного материала, предназначенный для стабилизации качества готового продукта. При этом регулирование осуществляют путем измерения силы тока электропривода сушильного барабана. Сравнение его измеренного и заданного значений, выработки сигнала рассогласования и изменение расхода исходного материала для устранения этого рассогласования, а корректировку расхода теплоносителя осуществляют по изменению расхода исходного материала (А.С. №334462).

Известно устройство (А.С. №926473), в котором количество материала, поступающее в барабан, корректируется в зависимости от его влажности на входе в барабан и требуемой влажности сухого материала.

Известно также устройство для регулирования процесса сушки в сушильном барабане (А.С. №263644). Температура внутри барабана регулируется по температуре выходного материала путем изменения количества подводимого теплоносителя.

Известно устройство регулирования процесса сушки (А.С. №318492) в сушильном барабане. Температура материалов на выходе поддерживается на заданном уровне путем измерения ее величины, сравнения с заданной и соответствующего уменьшения подачи материала в барабан, а также изменением угла его наклона.

2.2 Формулирование требований к автоматизированному электроприводу и системе автоматизации

Требования к электроприводу конвейеров обусловлены необходимостью получения его трех основных режимов (пуска, установившегося движения, торможения) и ряда вспомогательных и наладочных режимов, а также обеспечения надежной и бесперебойной работы конвейерных установок. Основные требования, предъявляемые к электроприводу конвейера, следующие:

Обеспечение плавного пуска двигателя с ограниченным значением момента и ускорения с целью:

- безударного выбора зазоров в зубчатых передачах в начальный период трогания;

- ограничения динамических усилий тягового органа.

2. Обеспечение больших моментов при трогании конвейера в начале его пуска, поскольку сопротивление трения в покое примерно в 1,5 раза превышают сопротивления трения при движении, а также из-за возможного наличия грязи в ходовых частях механизмов, застывания смазки.

3. Обеспечение установившегося режима с заданной скоростью движения рабочего органа.

4. Обеспечение регулирования скорости рабочего органа с диапазоном D=3 с целью стабилизации температуры каменных материалов на выходе сушильного агрегата.

Основные требования, предъявляемые к системе автоматизации следующие:

1. Обеспечение задания и поддержания более высокой температуры каменных материалов, с учетом окружающей среды (в начале работы установки) на первых двух замесах, что позволяет исключить брак из-за несоответствия температуры готовой смеси требованиям ГОСТ.

2. Обеспечение автоматического поддержания заданной температуры каменных материалов на выходе сушильного агрегата с целью повышения качества готового продукта. Для этого необходимо регулировать количество подаваемого в барабан материала, то есть регулировать скорость конвейеров.

3. Обеспечение работы конвейеров на заданной минимальной скорости.

4. Обеспечение движения конвейеров с одинаковыми скоростями.

5. Обеспечение требуемого порядка включения и отключения конвейеров (с целью исключения завала): первым включается загрузочный конвейер, а затем - конвейер питателя; отключается первым конвейер питателя, вторым - загрузочный.

6. Наличие блокировок и защит.

7. Минимальные габариты и масса.

8. Удобство монтажа, наладки и диагностики, а также ремонта.

9. Соответствие требованиям техники безопасности, а также правилам пожарной безопасности.

10. Обеспечение помехозащищенности и исключение генерации радиопомех.

2.3 Определение возможных вариантов и выбор рациональной системы электропривода

Системы электроприводов, применяемых для конвейеров, указаны в таблице 2.1.

Широкое распространение получили системы электроприводов с короткозамкнутыми асинхронными двигателями. Достоинство таких электроприводов: простота и относительно низкая стоимость, недостатки - повышенный пусковой момент и, следовательно, возможность появления больших натяжений и пробуксовки ленты, невозможность регулирования скорости двигателя.

Асинхронные электроприводы с муфтами скольжения обеспечивают плавный пуск конвейера, регулирование скорости в необходимом диапазоне. Недостатками такой системы являются невысокий КПД системы, установленная мощность электропривода увеличивается примерно в два раза, большие габариты установки.

Применение асинхронных двигателей с фазным ротором и реостатным управлением обеспечивает плавный пуск конвейера, регулирование скорости. Недостатками такой системы электропривода являются: невысокий КПД, дискретность регулирования скорости, мягкие механические характеристики.

Система управляемый выпрямитель - двигатель постоянного тока позволяет плавно регулировать скорость в широком диапазоне, обеспечивает плавный пуск конвейера, высокие динамические показатели, удобство управления. Недостатки: очень высокая стоимость двигателя, высокие затраты на обслуживание из-за наличия щеточного контакта, худшие массогабаритные показатели по сравнению с асинхронными двигателями.

Система преобразователь частоты - асинхронные двигатель позволяет плавно регулировать скорость в большом диапазоне, обеспечивает плавный пуск конвейера, высокие динамические показатели, высокий КПД, удобство управления, высокую надежность. Достоинством данной системы является невысокая стоимость преобразователя частоты с двигателем по сравнению с системой управляемый выпрямитель - двигатель постоянного тока. Недостаток - сложность системы управления и силовой схемы.

В пользу применения системы преобразователь частоты - асинхронные двигатель говорит также и тот факт, что в базовой установке в приводе конвейеров применяются асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. Поэтому для получения возможности регулирования скорости двигателей достаточно установить преобразователи частоты требуемой мощности.

В настоящее время системы автоматизации технологического процесса по приготовлению асфальтобетонных смесей на установках отечественного производства реализованы на релейно-контактных элементах. Это обусловлено тем, что такие системы не требовательны к квалификации оператора и обслуживающего персонала, неприхотливы в эксплуатации.

Таблица 2.1 - Системы электроприводов конвейеров

Тип	Механические характеристики
Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором.
Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором и муфтами скольжения (электромагнитными, гидравлическими).
Асинхронный двигатель с фазным ротором и управлением с помощью жидкостных и металлических реостатов.
Частотно-управляемый асинхронный двигатель; тиристорный преобразователь - двигатель постоянного тока.

2.4 Проектирование функциональной схемы автоматизированного электропривода

Функциональная схема электропривода асфальтосмесительной установки представлена на рисунке 2.1.

В качестве преобразователя используется преобразователь частоты (ПЧ) с промежуточным звеном постоянного тока. Инверторный блок И, собранный на IGBT ключах, управляет непосредственно 3-фазным двигателем. ПЧ также содержит выпрямительно-дроссельный блок L и силовой конденсаторный фильтр C.

Инвертор управляется сигналами, поступающими с регуляторов момента РМ и температуры РТ, которые имеют соответствующие обратные связи по моменту и температуре Км и Кт.

Сигналы, поступающие на регуляторы, снимаются с датчика температуры материала на выходе из сушильного барабана и датчика момента сушильного барабана.

Рисунок 2.1 - Функциональная схема электропривода

3. ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

3.1 Расчет нагрузок и построение механической характеристики и нагрузочной диаграммы механизма

Статическая нагрузка конвейера определяется силами трения в элементах конвейера (подшипниках, опорных роликах, в тяговых элементах при его изгибах и т.д.), а также составляющими сил тяжести транспортируемого груза на наклонных участках трассы конвейера. Значение результирующей силы сопротивления (тяговой силы) F_с определяется с помощью тягового расчета конвейера.

При работе конвейера электропривод создает движущее усилие, которое передается приводным барабаном тяговому органу-ленте. Для нормальной передачи этого усилия лента должна иметь предварительное натяжение, создаваемое грузом Q₀ (рисунок 3.1).

Рисунок 3.1 - Диаграмма тяговых усилий в ленте конвейера с горизонтальной трассой

Усилие натяжения ленты F будет изменяться от точки 0 по направлению к точкам 1-3 вследствие дополнительных усилий сопротивления движению. В точке 3 усилие F_наб, H, на набегающей ветви ленты будет складываться из следующих составляющих:

, (3.1)

где F₀- усилие предварительного натяжения, Н;

F_n - усилие, обусловленное подъемом и опусканием груза (у наклонных конвейеров), Н, определяется формулой:

; (3.2)

F - суммарное усилие, вызванное трением в опорах роликов, ленты по роликам и определяется формулой:

, (3.3)

где G_гр - сила тяжести транспортируемого груза, Н;

G₀ - сила тяжести несущих и тяговых элементов (ленты, роликов), Н;

- угол наклона трассы к горизонту;

C=0,020,05 - общий коэффициент сопротивления движению;

F_н.б - усилие, компенсирующее сопротивление движению от трения в подшипниках натяжного барабана, Н, и находится по формуле:

, (3.4)

где - коэффициент трения, равный 0,030,06;

D и d - диаметры барабана и цапфы подшипника, м.

Усилие F_с, Н, определяемое приводным двигателем, обусловлено разностью усилий в точках 3 и 0, т.е. в набегающей и сбегающей ветвях ленты конвейера, и усилием F_n.б., Н, компенсирующим сопротивление движению на приводном барабане, т.е.

, (3.5)

где усилие F_n.б. определяется по формуле:

. (3.6)

Зная массовую производительность установки Q_т, т/ч, можно рассчитать линейную скорость движения конвейерной ленты:

, (3.7)

где F - площадь сечения потока насыпного груза, м²;

V - скорость движения ленты, м/с; - насыпная плотность, т/м³.

Для формы поперечного сечения потока насыпного груза, указанного на рисунке 3.2 площадь определяется выражением (таблица 1 [1]):

, (3.8)

где - угол свободного расположения груза в поперечном сечении ленты,⁰; В - ширина ленты конвейера, м.

Рисунок 3.2 - Форма поперечного сечения насыпного груза

Для песчано-гравийной смеси =15⁰ (таблица 4.37 [2]).

В данном случае ширина ленты конвейера B=0,4 м.

Тогда по формуле (3.8):

Для песчано-гравийной смеси насыпная плотность =1,8 т/м³ (таблица 4.37 [2]).

Выразим из формулы (3.7) линейную скорость ленты:

. (3.9)

Тогда в соответствии с (3.9) имеем

.

В соответствии с шириной ленты конвейера и типом натяжного устройства (винтовое натяжное устройство) усилие предварительного натяжения F₀=8 кН (таблица 4.29 [2]).

Для ленты конвейера шириной В=0,4 м и диаметром приводного и не приводного барабанов D_б=0,16 м (таблица 4.29 [2]):

диаметр роликов d_р=0,063 м (таблица 4.29 [2]);

диаметр цапфы подшипников d=0,04 м (таблица 4.35 [2]).

По выражению (3.2): .

Рассчитаем силу тяжести транспортируемого груза:

, (3.10)

где l_к - протяженность конвейера, м;

g=9,81 - ускорение свободного падения.

Для конвейера питателя l_к=15 м.

Тогда согласно (3.10):

.

Рассчитаем силу тяжести несущих и тяговых элементов G₀:

, (3.11)

где G_л - сила тяжести ленты;

G_р - сила тяжести роликов.

Сила тяжести ленты определяется выражением:

, (3.12)

где l_л - длина ленты, м;

m_1л - масса одного метра ленты, кг.

Длина ленты определяется по выражению:

, (3.13)

где l₁ -расстояние между осями приводного и не приводного барабанов, м; l₂ - длина ленты, охватывающей барабаны.

Расстояние между осями барабанов определим по формуле:

. (3.14)

Тогда:

.

Длину ленты l₂ при угле обхвата =180⁰ найдем по формуле:

. (3.15)

Тогда:

.

Тогда по формуле (3.13):

.

Масса одного метра длины ленты m_1л=5,6 кг (таблица 4.48 [2]).

Тогда по выражению (3.12):

.

Силу тяжести роликов определим по выражению:

, (3.16)

где m_в.р. и n_в.р. - соответственно масса, кг, и количество верхних роликоопор;

m_н.р. и n_н.р. - соответственно масса, кг, и количество нижних роликоопор.

В данном конвейере количество верхних и нижних роликоопор соответственно n_в.р.=12 и n_н.р.=8.

Из таблиц 4.16 и 4.17 [2] массы роликоопор m_в.р.=9,2 кг и m_н.р.=8,8 кг.

Тогда по формуле (3.16):

.

В соответствии с (3.11):

.

По формуле (3.3):

.

По формуле (3.4):

.

По формуле (3.1) рассчитаем усилие:

.

По формуле (3.6) рас читаем усилие F_n.б.:

.

По формуле (3.5) усилие:

.

Параметры наклонного конвейера те же, что и у конвейера питателя, а именно: ширина ленты В=0,4 м, протяженность конвейера l_k=15 м, линейная скорость ленты =1,4 м/с. Конвейер осуществляет подъем груза на высоту 3,1 м. Рассчитаем угол наклона трассы к горизонту:

, (3.17)

где h=3,1 м - высота подъема груза.

.

В соответствии с (3.2) усилие

.

Усилие F рассчитаем по формуле (3.3):

.

Тогда по формуле (3.1) усилие F_наб с учетом того, что F_н.б. такое же, как у конвейера питателя

.

Усилие F_п.б. определяем по формуле (3.6):

.

В соответствии с формулой (3.5) усилие

.

Построение нагрузочной диаграммы.

Нагрузочной диаграммой механизма являются зависимости М_с(t) или Р_с(t).

Расчетную статическую мощность определим по формуле:

, (3.18)

где _п - К.П.Д. передачи, учитывающий потери в барабане и редукторе (_п=0,750,85).

Принимаем _п=0,85.

Тогда расчетная статическая мощность конвейера питателя по (3.18):

Вт.

Расчетная статическая мощность наклонного конвейера по (3.18):

Вт.

Рассчитаем минимальное время работы установки t_min, с:

, (3.19)

где t_зам=60 с - время замеса;

m_{бункера.т.}=3210³ кг - вместимость бункера-термоса;

m_замеса=750 кг - масса одного замеса.

Тогда:

.

С учетом рассчитанной статической мощности и времени ее действия строим нагрузочную и скоростную диаграммы механизма за цикл. Диаграммы представлены на рисунке 3.3.

а)

б)

Рисунок 3.3 - Нагрузочная и скоростная диаграммы механизма:

а - конвейера питателя; б - наклонного конвейера.

3.2 Предварительный выбор двигателя по мощности

Мощность электродвигателя предварительно рассчитывается исходя из статической нагрузки механизма и режима работы электропривода.

Конвейерам присущ продолжительный режим работы, как правило, в течение значительных промежутков времени (от 43 минут до двух смен).

Поэтому мощность двигателя определяется по формуле:

, (3.20)

где к - коэффициент запаса мощности, обычно к=1,081,35.

С учетом (3.18) выражение (3.20) примет вид:

, (3.21)

Тогда предварительная номинальная мощность электродвигателя конвейера питателя в соответствии с (3.21):

.

Предварительная номинальная мощность электродвигателя наклонного конвейера:

.

3.3 Выбор номинальной скорости двигателя и типоразмера двигателя

В соответствии с расчетами предварительной мощности, проведенными в п. 3.2. по каталогу [3] выбираем асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором серии 4А и частотой вращения n=1500 об/мин.

Для привода конвейера питателя выбираем двигатель 4А80В4У3 со следующими техническими данными:

номинальная мощность Р_ном=1,5 кВт;

номинальный КПД _ном=77 %;

номинальный коэффициент мощности cos_ном=0,83;

номинальное напряжение питания U_ном=220/380 В;

частота вращения при номинальной мощности n_н=1415 об/мин;

номинальный ток статора I_1ном=3,57 А;

кратность пускового тока I_п/I_ном=5,0;

кратность пускового момента М_п/М_ном=2,0;

кратность минимального момента М_min/М_ном=1,6;

кратность максимального момента М_max/M_ном=2,2;

критическое скольжение s_к=34,5 %;

момент инерции ротора J_д=0,0033 кгм².

Для привода наклонного конвейера выбираем двигатель 4А100S4У3 со следующими техническими данными:

номинальная мощность Р_ном=3,0 кВт;

номинальный КПД _ном=82 %;

номинальный коэффициент мощности cos_ном=0,83;

номинальное напряжение питания U_ном=220/380 В;

частота вращения при номинальной мощности n_н=1435 об/мин;

номинальный ток статора I_1ном=6,7 А;

кратность пускового тока I_п/I_ном=6,0;

кратность пускового момента М_п/М_ном=2,0;

кратность минимального момента М_min/М_ном=1,6;

кратность максимального момента М_max/M_ном=2,4;

критическое скольжение s_к=31 %;

момент инерции ротора J_д=0,0087 кгм²

3.4 Построение нагрузочной диаграммы электропривода

Угловая скорость двигателя конвейера питателя и наклонного конвейера:

.

Угловая скорость приводного барабана обоих конвейеров:

.

Передаточное число редуктора:

.

Выбираем редуктор типа Ц2У с передаточным числом j=8,5.

Радиус приведения:

.

С целью ограничения динамических нагрузок, обеспечения надежного сцепления конвейерной ленты с приводным барабаном, а также формирования требуемых переходных процессов ограничим ускорение а_max=0,2 м/с².

Определим статические моменты, приведенные к валу двигателя в соответствии с выражением (1.2).

Для двигательного режима:

.

Для тормозного режима:

.

Как видно из приведенных выше формул статический момент не зависит от скорости, т.е. М_с()=const.

Приведем момент инерции к валу двигателя в соответствии с (1.1). Момент инерции вращающихся частей конвейеров:

, (3.22)

где J_п.б. и J_н.б. - моменты инерции приводного и натяжного барабанов соответственно.

Примем, что натяжной и приводной барабаны имеют цилиндрическую форму. Тогда

, (3.23)

где m_б=58 кг - масса приводного (натяжного) барабана.

.

Массу поступательно движущихся частей механизма рассчитаем по формуле:

, (3.24)

где G_л и G_гр - силы тяжести ленты и груза, рассчитанные в п. 3.1. (G_л=1659,1 Н, G_гр=1827,6 Н).

Тогда

.

Момент инерции, приведенный к валу двигателя питателя:

.

Момент инерции, приведенный к валу двигателя наклонного конвейера:

.

Определим угловое ускорение для обоих конвейеров:

.

Время разгона:

.

Нагрузочная диаграмма электропривода представляет собой зависимость электромагнитного момента М, тока I или мощности Р от времени. В тех случаях, когда момент и ток связаны линейной (или примерно линейной) зависимостью, обычно нагрузочную диаграмму строят для момента, который определяют из основного уравнения движения электропривода:

, (3.25)

где М_с - статический момент на валу двигателя;

J - суммарный момент инерции электропривода;

- угловая скорость двигателя.

Динамический момент электропривода М_дин предварительно определяют приближенно, принимая линейный закон изменения скорости:

, (3.26)

где t_п.т. - время пуска, торможения электропривода.

На каждом интервале нагрузочной диаграммы момент двигателя с учетом выражений (3.25) и (3.26) рассчитывается по формуле:

. (3.27)

Рассчитаем динамический момент двигателя конвейера питателя по формуле (3.26):

.

Рассчитаем динамический момент двигателя наклонного конвейера:

.

Рассчитаем моменты двигателя на каждом интервале нагрузочной диаграммы по формуле (3.27):

- для двигателя конвейера питателя:

;

;

.

для двигателя наклонного конвейера:

;

;

.

По результатам расчета строим нагрузочные диаграммы. В виду большой длительности процесса для лучшей наглядности покажем отдельно участки пуска и останова конвейеров.

а)

б)

Рисунок 3.4 - Нагрузочная диаграмма электропривода конвейера питателя: а) пуск конвейера; б) останов конвейера.

а)

б)

Рисунок 3.5 - Нагрузочная диаграмма электропривода наклонного конвейера: а) пуск конвейера; б) останов конвейера.

3.5 Проверка выбранного электродвигателя по нагреву и перегрузочной способности

По нагрузочной диаграмме двигатель проверяется по перегрузочной способности:

. (3.28)

Максимально допустимый момент асинхронного двигателя принимаем с учетом возможного снижения напряжения питающей сети на 10%, тогда:

, (3.29)

где _m - кратность максимального момента;

М_ном - номинальный момент двигателя.

Номинальный момент рассчитаем по формуле:

. (3.30)

Тогда номинальный момент двигателя конвейера питателя:

.

Номинальный момент двигателя наклонного конвейера:

.

По формуле (3.29) рассчитаем допустимый момент двигателя конвейера питателя:

.

Допустимый момент двигателя наклонного конвейера:

.

Итак, оба двигателя удовлетворяют условию (3.28), т.к.

.

.

Условием правильного выбора двигателя по нагреву будет

. (3.31)

Эквивалентный момент само вентилируемого двигателя, работающего в длительном режиме, определяется по выражению:

, (3.32)

где ₀ - коэффициент ухудшения условий охлаждения при пуске и торможении (₀0,5 для асинхронных двигателей);

₀ - коэффициент ухудшения условий охлаждения само вентилируемого двигателя при отключении;

М_i - момент двигателя на i-ом интервале;

t_п.т.,i - i-ый временной интервал пуска (торможения);

t_0.i - временной интервал i-ой паузы;

n - количество токовых интервалов;

m - количество интервалов пуска и торможения;

l - количество пауз;

N - количество интервалов установившегося движения за цикл.

В соответствии с выражением (3.32) для двигателя конвейера питателя:

.

Таким образом, условие (3.31) выполняется: 8,41<10,12.

Для двигателя наклонного конвейера:

.

Таким образом, условие (3.31) выполняется: 8,41<20,24.

Выбранные двигатели соответствуют необходимым условиям нагрева и перегрузочной способности.

4 ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИЛОВОЙ СХЕМЫ АВТОМАТИ- ЗИРОВАННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА И ВЫБОР КОМПЛЕКТНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

4.1 Определение возможных вариантов и обоснование выбора типа комплектного преобразователя

Эффективное регулирование скорости асинхронного двигателя возможно лишь при наличии источника питания с регулируемой частотой. Причем при регулировании частоты питающего напряжения, подводимого к статору. Для реализации этих требований необходимо осуществлять питание двигателя от управляемого преобразователя частоты.

Используем преобразователи частоты фирмы LG INDUSTRIAL SYSTEM, которые отличаются высокой надежностью; высоким КПД; небольшими массогабаритными показателями; совместимостью с IGBT модулями фирм MITSUBISHI, SIEMENS и др.; невысокой стоимостью; руссифицированной панелью оператора; наличием различного рода защит.

Выбираем частотные преобразователи типа iG5 - 4RUS, предназначенные для плавного регулирования скорости вращения короткозамкнутых асинхронных двигателей насосов, вентиляторов и подъемно-транспортной техники. Данные ПЧ созданы на базе 16-разрядного микропроцессора, специализированного для работы с трехфазными двигателями, и силового IGBT-модуля. Микропроцессор выполняет функцию регулятора, генератора широтно-импульсно модулированного сигнала, формирующего в двигателе синусоидальный ток, обеспечивает связь с пультом оператора, а также осуществляет необходимые защитные функции.

Пульт оператора позволяет изменять режим работы и структуру ПЧ в системе управления асинхронным двигателем, редактировать параметры, записывать их в энергонезависимую память.

Имеется также возможность встроить преобразователь в контроллерные и компьютерные сети, осуществлять настройку ПЧ, а также получать информацию о его работе.

Таблица 4.1-Технические характеристики преобразователей частоты iG5-4RUS

Параметр	Единица измерения	Двигатель конвейера питателя	Двигатель наклонного конвейера
Номинальный ток	А	5	8
Ток перегрузки	А	10	13
Номинальная мощность двигателя	кВт	2,2	3,7
Масса	кг	3	4
Номинальное питающее напряжение	В	3380
Диапазон выходного напряжения	В	03380
Диапазон выходной частоты	Гц	0,1999,9
Диапазон регулирования		1100
Время пуска	с	0,2999,9
Время торможения	с	0,2999,9
Разрешающая способность по частоте	Гц	0,1
Статическая ошибка скорости вращения при изменении сетевого напряжения нагрузки температуры	% % %	0,1 6,0 0,01
Максимальная температура радиатора	0С	70
Охлаждение		Принудительное
Устойчивость к долговременной работе	Час	>24
Несущая частота выходного сигнала	Гц	2,5; 5; 10; 16
КПД	%	95
Степень защиты		IP20

4.2 Расчет параметров и выбор элементов силовой цепи

Рисунок 4.1 - Функциональная схема преобразователя частоты с промежуточным звеном постоянного тока

В преобразователях частоты данного типа переменное напряжение питающей сети выпрямляется и через фильтр подается на автономный инвертор, который в свою очередь преобразует постоянное напряжение в переменное с регулируемой частотой.

Благодаря наличию звена постоянного тока выходная частота преобразователя может регулироваться в широком диапазоне как вверх, так и вниз относительно частоты сети.

Функциональная схема преобразователя, представленная на рис. 9, содержит: выпрямитель В, индуктивно-емкостной фильтр Ф, автономный инвертор И с системой управления СУИ, осуществляющей регулирование напряжения и частоты в статических и динамических режимах в соответствии с принятыми законами частотного регулирования.

Благодаря наличию звена постоянного тока выходная частота преобразователя может регулироваться в широком диапазоне как вверх, так и вниз относительно частоты сети.

Выпрямитель выполняется по трехфазной мостовой схеме реализованной на диодах.

Силовая схема инвертора представляет собой трехфазную мостовую схему, реализованную на транзисторах IGBT с возвратными диодами.

Силовая схема преобразователя частоты представлена на рисунке 4.2.



Рисунок 4.2 - Силовая схема трехфазного преобразователя частоты.

Выбор диодов неуправляемого выпрямителя.

1) Для преобразователя частоты двигателя питателя.

Рассчитаем среднее и действующее значения тока через диод:

,

.

Коэффициент формы тока:

.

Из справочника [4] предварительно выбираем диод по соотношению:

, (4.1)

где I_FAVm - максимально допустимый средний ток при заданной температуре корпуса;

_зо=0,81,2 - коэффициент, учитывающий отклонение условий работы диода от номинальных. Примем _зо=0,95.