Проектирование электропривода земснаряда
Характеристики энергетической установки самоходной земляной машины. История развития гребных электрических установок. Недостатки двигателей и системы тиристорного управления. Модернизация электропривода земснаряда, ее технико–экономический расчёт.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | дипломная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 19.06.2011 |
Размер файла | 4,8 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Аннотация
В настоящем дипломном проекте рассмотрен вопрос, цель которого заключалась в модернизации электропривода земснаряда, и системы тиристорный преобразователь - двигатель постоянного тока на систему преобразователь частоты - асинхронный двигатель. Был произведен расчет переходных процессов, а также выбор управляющей аппаратуры.
Сделан технико - экономический расчёт.
Приведены правила безопасности труда при обслуживании электроустановок.
Дипломная работа состоит из:
109- страниц; 18 - таблиц; 25 - рисунков
Введение
Эффективность работы речного флота во многом определяется состоянием водных путей в навигационный период. Создание новых судоходных трасс и поддержание эксплуатируемых водных путей в судоходном состоянии вызывают необходимость выполнения большого объёма дноуглубительных работ. В связи с этим важно повысить уровень использования и надёжность работы технических средств транспорта.
Основное ядро судов технического флота составляют земснаряды, а также обеспечивающие технологию их работы вспомогательные суда - мотозавозни и грунтоотвозные шаланды. Это большая группа судов, которая, кроме обеспечения судоходства, выполняет важную самостоятельную функцию - производство земельных работ под водой с самыми различными целями.
Земснаряды используют для: выполнения дноуглубительных работ; расширения, углубления и спрямления водных путей; намыва платин и дамб, рытья котлованов и возведения насыпей, добычи полезных ископаемых и минеральных строительных материалов из подводных карьеров; разработки траншей, прокладке кабелей, газо- и нефтепроводов.
Земснаряды, используемые на дноуглубительных работах, классифицируют по следующим признакам: способу отделения грунта от дна водоёма, подразделяют на землесосные и черпаковые, (землесосы, многочерпаковые, одночерпаковые, грейферные дноуглубительные, грейферные для добычи ПГМ, скреперные и скалодробильные). Способу транспортирования грунта к месту отвала, подразделяют на рефулерные, шаландовые, длиннолотковые, конвейерные и самоотвозные (трюмные); Способу передвижения с одного участка работы на другой, подразделяют на самоходные и несамоходные;
Средствам перемещения в процессе разработки грунта, подразделяют на якорные, свайно-якорные, а так же снаряды с движетельной установкой, обеспечивающей эти перемещения;
По типу энергетической установки, подразделяют на дизельные, дизель-электрические, пароэлектрические и дизель-гидравлические.
Современные земснаряды имеют высокую степень энерговооруженности и отличаются от судов транспортного флота большей разнообразностью и сложностью схем электрооборудования и автоматики.
Дальнейшее развитие судов технического флота и совершенствование технологии его использования немыслимы без внедрения современного оборудования, повышения профессиональной подготовки и переподготовки кадров.
В 1980-х годах для разработки баров рек крайнего севера судостроительная компания «Wartsila» по заказу СССР приступила к постройке дноуглубительных машин проекта П-2104. В период с 1985-86 годы с финской верфью «Wartsila» было спущено 4 землесоса, два из которых з/с «Анабар и Индигирка» разрабатывают бары рек в Ленском бассейне: Яна и Индигирка обеспечивая тем самым северный завоз в отдаленные районы. Период навигации в данных районах составляет 3-4 месяца. За это время необходимо з/с «Анабару» разработать прорезь на баре протяженностью 12 километров с гарантированной глубиной 3 метра. Работу земснаряда обеспечивает экипаж численностью 32 человека.
1. Техническое описание
Земснаряд «Анабар» проекта П-2104(рис 1.1;1.2) является самоходной земляной машиной, приводимой в движение тремя гребными электродвигателями постоянного тока с управляемыми выпрямителями, суммарной мощностью 1200кВт. Земснаряд с подвесным грунтопроводом длинной 50 метров и диаметром 0,9 метров. Грунтопровод вместе с противовесом размещён на специальной форме, которая установлена на поворотной платформе , что позволяет установить его под углом 90о к ДП по любому борту и параллельно ДП в положении «по - походному». Землесос предназначен главным образом для углубления на устьевых участках рек Сибири с неблагоприятным ветровым и волновым режимом.
Рисунок 1.1- вид земснаряда сбоку и сверху на подвисной пульпопровод
Рис. 1.2-вид земснаряда: сверху, главная палуба, трюм.
В состав ЭУ входят два дизель - генератора переменного тока мощностью по 1180 кВт каждый при частоте вращения 1000об/мин с напряжением 380 В, для питания асинхронных электродвигателей грунтозаборного устройства. А так же два дизель - генератора переменного тока мощностью по 1770 кВт каждый с частотой вращения 1000 об/мин с напряжением 380 В, для питания: гребных электродвигателей, электродвигателя постоянного тока подруливающего устройства 300 кВт, асинхронных электродвигателей насосов гидроразрыхления (2х250 кВт и 2х 315 кВт) и всех остальных потребителей. Предусмотрена также возможность рабочих перемещений с помощью пяти оперативных лебёдок общей мощностью 150 кВт. Электроэнергию на стоянке вырабатывает дизель - генератор мощностью 200 кВт. В качестве аварийного предусмотрен дизель - генератор мощностью 100 кВт. Характеристики движителей и энергетической системы указаны в таблице (1.1;1.2).
Основные характеристики движителей и энергетической установки.
Таблица 1.1-Движители
1 |
2 |
|
Гребной винт |
Фиксированного шага |
|
Количество |
3 |
|
Число лопастей |
4 |
|
Диаметр винта мм. |
1400 |
|
Исполнение |
Правое/левое/правое |
|
Насадка неподвижная |
||
Длина мм. |
700 |
|
Диаметр входного отверстия мм. |
1658 |
|
Диаметр выходного отверстия мм. |
1466 |
|
Диаметр насадки в плоскости винта мм. |
1412 |
|
Редуктор гребной установки |
«Walmet\sg-iv355» |
|
Количество шт. |
3 |
|
Гребные электродвигатели |
«GRCU7142 stromberg» |
|
Количество шт. |
3 |
|
Мощность квт. |
400 |
|
Частота вращения об/мин. |
0…1400 |
|
Управление |
Тиристорное |
|
Род тока |
Постоянный 0…500 А. |
Таблица 1.2-Энергетическая установка
Главные дизель- генераторы |
«VASA» 8R22HF «WARTSILA» |
|
количество |
2 |
|
Мощность, кВт. |
1180 |
|
Частота вращения об/мин. |
1000 |
|
пуск |
Сжатым воздухом |
|
генератор |
HSPOL 12/653 «WARTSILA» |
|
Мощность, кВа. |
2220 |
|
Напряжение, В. |
380(50 Гц) |
|
Главные дизель- генераторы |
«VASA» 12V22HF «WARTSILA» |
|
количество |
2 |
|
Мощность, кВт. |
1770 |
|
Частота вращения об/мин. |
1000 |
|
пуск |
Сжатым воздухом |
|
генератор |
HSPOL 11/653 «WARTSILA» |
|
Мощность, кВА. |
1460 |
|
Напряжение, В. |
380(50 Гц) |
|
Использование главных дизель генераторов |
8R22HF отдельно питают электродви- Гатели грунтозаборной установки, Один 12V22HF питает судовую сеть, Другой 12V22HF находится в резерве. Все главные дг синхронизируются. |
2. Гребные электрические установки
Краткая история развития гребных электрических установок.
Гребные электрические установки существуют уже более 160 лет. Первый в мире электроход - лодка с гребными колёсами, приводимыми во вращение электродвигателем,- появился в России в 1838 году, благодаря трудам замечательного русского учёного Б.С. Якоби, который не только разработал конструкцию электродвигателя и построил его, но и впервые применил для привода судового движения. Однако в XIX в. Практического применения электрические гребные установки не получили из-за низкого уровня развития электротехнической промышленности. XIX в. Был «веком пара». И только в начале XX века в связи с развитием электромашиностроения и появлением двигателя внутреннего сгорания - двигателей Дизеля - гребные электрические установки нашли практическое применение.
Вначале двигатели применялись только для обеспечения заднего хода, поскольку дизели делались не реверсивными. В 1903 - 1904 гг. Сормовским судостроительным заводом были построены речные суда - электроходы «Вандал» и «Сармат», у которых для привода гребных винтов на переднем ходу применялись дизели, а для привода винтов на заднем ходу - электродвигатели.Дальнейшему развитию гребных электрических установок способствовало создание систем многофазного переменного тока и быстрое развитие электрического привода. Уже в том же 1903г. Россия получила трёхвинтовой танкер, построенный в Швеции, с гребной установкой, состоящей из трёх дизель - генераторов и трёх гребных электродвигателей. Гребные электрические установки стали применяться на судах и кораблях всех типов. В 1904 - 1907 гг. появились канонерские лодки типа «Шквал» . В 1913 г. В Англии было построено судно с гребной электрической установкой переменного тока, состоящей из двух дизель - генераторов и асинхронного гребного электродвигателя. В США вошёл в строй углевоз «Юпитер» с турбоэлектрической установкой переменного тока. В последующие довоенные годы за рубежом было построено значительное количество кораблей и судов: линкоров, авианосцев, крейсеров, танкеров и других с электрической передачей энергии от первичных двигателей к движителю. В советском союзе первый электроход - танкер «Генерал Ази- Асланов» - был построен в 1950 г. В последующие годы как результат общего подъёма народного хозяйства было построено большое количество судов - электроходов различного назначения. В 1953 - 1963 гг. вступили в эксплуатацию сухогрузные суда ледового плавания типа «Лена» ( серия из 6 судов, построенная в Голландии); в 1954 - 1957 гг. были построены в финляндии ледоколы типа «Капитан Белоусов»; в 1956 - 1958 гг. на отечественных заводах были построены серии сухогрузных судов типа «Днепрогэс», рефрежераторных судов типа «Актюбинск» и китобойных судов типа «Мирный». В 1960 г. Вошёл в эксплуатацию первый в мире атомный ледокол «Ленин». В проектировании гребных электрических установок принимали участие многие крупные советские учёные и инженеры: основоположник теории гребных электрических установок - заслуженный деятель науки и техники, д-р техн. наук, проф. В.И. Полонский, член - корр. Академии наук СССР , проф. А.Е. Алексеев, профессора В.Т. Касьянов и Б.И. Норневский, д-р техн. наук , проф. Н.М. Хомяков и другие.
2.1 Схема управления ГЭУ и её описание
Энергетические установки, в которых мощность от главных двигателей передается к гребным винтам с помощью электропередачи, принято называть гребными электрическими установками (ГЭУ). Электрическая передача позволяет обеспечить выполнение одного из основных требований, предъявляемых к энергетической установке землесоса - обеспечить высокую манёвренность. Рассматриваемый проект землесоса приводится в движение тремя гребными электродвигателями постоянного тока «GRCU7142 STROMBERG» мощностью по 400 кВт каждый. В качестве гребной электроустановки используется ГЭУ переменно-постоянного тока, силовая часть которой состоит из управляемых выпрямителей. В системе используются тиристоры типа SCR.
Гребная электроустановка состоит из трёх одинаковых тиристорных преобразователей, силовая часть которых выполнена по трёхфазной мостовой схеме выпрямления, а для питания обмотки возбуждения электродвигателя предусмотрена также трёхфазная реверсивная мостовая схема выпрямления. Применение тиристорных выпрямителей в силовой цепи и для питания обмотки возбуждения вызвана использованием при регулировании скорости закона постоянства мощности. При работе ГЭУ в режиме хода земснаряда характеристика гребного винта соответствует характеристике в свободной воде, а при работе землесоса на прорези гребные винты работают по характеристике, близкой к швартовой, что и обуславливает работу тиристорного преобразователя при регулировании угловой скорости электродвигателей, вращающих гребные винты, либо с полным магнитным потоком, когда изменяется только напряжение якоря, либо при постоянном напряжении якоря при изменяющимся магнитным полем при работе ГЭУ в режиме свободной воды. Использование закона постоянства мощности вызвано ещё ограниченной мощностью судовой энергосистемы, для которой нежелательны значительные колебания нагрузки.
Для реализации закона регулирования угловой скорости по постоянству мощности электродвигателя в систему управления тиристорным электроприводом включены обратные связи по току якоря и току обмотки возбуждения, выходному напряжению тиристорного выпрямителя якорной цепи, обратной связи по угловой скорости электродвигателя. Так как силовая схема построена на трехфазном мостовом реверсивном выпрямителе, в схеме предусмотрено логическое переключающее устройство. Роль логического переключающего устройства (ЛПУ) заключается в необходимости при подаче команды на реверс в цепи выдержать бестоковую паузу, достаточную для полного запирания тиристоров и восстановления ими запирающих свойств.
При работе ГЭУ на характеристиках, близких к швартовой, регулирование угловой скорости обеспечивается изменением напряжения на выходе тиристорного преобразователя при полном магнитном потоке электродвигателя. При этом контролируется величина напряжения и тока силовой цепи. При переходе режима работы ГЭУ на промежуточные характеристики к характеристике в свободной воде регулируется выходное напряжение якорной цепи, ток якоря и напряжение обмотки возбуждения так, чтобы мощность, развиваемая электродвигателем, оставалась неизменной. Контроль тока возбуждения выполняет ещё и функцию защиты от работы электродвигателя при недопустимом низком магнитном поле.
Ток якоря электродвигателя также ограничивается по своему максимальному значению, обусловленному допустимым по условиям коммутации током на коллекторе. Это реализуется с помощью определителя максимальной величины, который, при достижении сигнала обратной связи по току максимального значения, увеличивает напряжение на выходе, что приводит к увеличению угла управления тиристорами на выходе СИФУ (система импульсно-фазового управления) и уменьшению выходного напряжения тиристорного преобразователя и тока якоря.
Определение мощности, с которой работает электродвигатель, происходит в множителе, на вход которого приходят сигналы обратных связей по току якоря и выходному напряжению преобразователя. В функции определённого значения мощности и происходит регулирование напряжения якоря и напряжения обмотки возбуждения.
Применение реверса тока в обмотке возбуждения вызвано следующими причинами:
- величина тока возбуждения несравненно мала по сравнению с током якорной цепи, следовательно в цепи возбуждения используются тиристоры на меньшие токи, что уменьшает стоимость установки;
- в рассматриваемой системе реверс самого судна много больше реверса электродвигателей, что позволяет пренебречь временем реверса тока в обмотке возбуждения, которое превышает время реверса тока якоря.
2.2 Недостатки двигателей постоянного тока и системы тиристорного
управления
Существенным недостатком машин постоянного тока, во-первых, является их значительно более сложная конструкция, чем машин переменного тока, во-вторых, высокая стоимость, причем не только изготовления, но и обслуживания, в-третьих, наличие щеточно-коллекторного узла (Рис 2.). Щеточно-коллекторный узел существенно снижает надежность и межремонтный срок службы. При повышенной температуре щетки набухают, а при низкой температуре крошатся. Процесс коммутации часто сопровождается искрением на коллекторе. Сильное искрение может перейти в круговой огонь. Искрение может быть вызвано вибрацией, изменением геометрической формы коллектора (эллипсностью), плохой стяжкой пластин, шероховатостью его поверхности и выступания слюдяных изолирующих прокладок над пластинами. Искрение и круговой огонь может возникнуть даже при неправильном подборе щеток, их неправильной расстановки или слишком слабого нажатия на коллектор.
Рисунок 2.- Щеточно-коллекторный узел.
2.2.1 Недостаток системы «управляемый выпрямитель -- двигатель»
Недостаток системы «управляемый выпрямитель -- двигатель» -- низкий коэффициент мощности при пониженном выходном напряжении. Кроме того, из-за пульсаций напряжения возникают пульсации тока, что ухудшает работу двигателя: возрастают потери, ухудшается коммутация и т. д. Любые приборы и оборудование с нелинейными характеристиками являются источниками гармоник в своей сети. Гармонические искажения и связанные с этим проблемы в электрических сетях, становятся все более превалирующими в распределительных сетях.
2.2.2 Проблемы создаваемые гармониками
Дополнительный нагрев и выход из строя конденсаторов, предохранителей конденсаторов, трансформаторов, электродвигателей, люминесцентных ламп и т.п.;
Ложные срабатывания автоматических выключателей и предохранителей;
Наличие третьей гармоники и ее производных 9,12 и т.д. в нейтрали может потребовать увеличения сечения ее проводника;
- гармонический шум (частые переходы через 0) может служить причиной неправильной работой компонентов систем контроля;
- повреждение чувствительного электронного оборудования;
- интерференция систем коммуникации.
Тиристоры привнесли существенные изменения в схемотехнику систем контроля, они, также, создали проблему генерации гармоник тока. Гармоники тока могут сильно влиять на энергоснабжающие сети, а также перегружать косинусные конденсаторы служащие для компенсации реактивной мощности (при увеличении частоты, снижается сопротивление конденсатора и растет ток через него).
2.2.3 Форма кривой тока
Гармоники - это синусоидальные волны суммирующиеся с фундаментальной (основной) частотой 50 Гц (т.е 1-я гармоника=50 Гц, 5-я гармоника = 250 Гц). Любая комплексная форма синусоиды может быть разложена на составляющие частоты (см. рис. 2.), таким образом комплексная синусоида есть сумма определенного числа четных или нечетных гармоник с меньшими или большими величинами.Гармоники - есть продолжительные возмущения или искажения в электрической сети, имеющие различные источники и проявления такие как импульсы, перекосы фаз, броски и провалы, которые могут быть категоризованы как переходные возмущения. Переходные возмущения обычно решаются путем установки подавляющих или разделяющих (изолирующих) устройств, таких как импульсных конденсаторов, изолирующих (разделяющих) трансформаторов. Эти устройства помогают устранить переходные возмущения, но они не помогают устранить гармоники низких порядков или устранить проблемы резонанса в связи с присутствием гармоник в сети.
Гармоническое содержание синусоиды
Тиристоры и SCR выпрямители обычно проявляются числом пульсаций постоянного тока которые они производят каждый период. Обычно это 6-и или 12-пульсные выпрямители. Есть много факторов, которые могут влиять на гармоническое содержание, но типичные гармонические токи, показанные как процент от фундаментального тока 50 Гц, показаны в таблице 2. Другие номера гармоник также будут присутствовать, в небольшой степени, но из практических соображений они не приводятся.
Таблица 2-Содержание в % гармоник тока
Номер гармоники |
Типичное содержание в % гармоник тока |
||
- |
6 - ти импульсный выпрямитель |
12 - ти импульсный выпрямитель |
|
1 |
100 |
100 |
|
5 |
20 |
- |
|
7 |
14 |
- |
|
11 |
9 |
9 |
|
12 |
8 |
8 |
|
17 |
6 |
- |
|
19 |
5 |
- |
|
23 |
4 |
4 |
Для устранения этих недостатков принято решение замены двигателей постоянного тока с тиристорным управлением на асинхронные с преобразователями частоты и устройством плавного пуска. Для проведения модернизации выбираем асинхронные двигатели такой же мощности [19]:
Марка……………………………….. АНБ 355М4У3
Мощность Р, кВт…………................400
Cosц , ………………………………..0.91
Кпд, з.%……………………………..94.5
Ток номинальный статора, Iн.А……705
Частота вращения n.об/мин………..1500
3. Описание и выбор преобразователей частоты
Обширная производственная гамма преобразователей частоты Mitsubishi Electric (рис 3.1.) дает пользователям множество серьёзных преимуществ и облегчает выбор оптимального по функциональности и цене решения для любой задачи. О многом говорит хотя бы тот факт, что большинство преобразователей частоты Mitsubishi Electric в стандартном исполнении рассчитаны на 200%-ную перегрузку.
Система управления непрерывно отслеживает превышение выходного тока и автоматически, практически мгновенно ограничивает его уровень, обеспечивая бесперебойную работу электропривода. Мощная сетевая поддержка (Profibus/DP, DeviceNet, CC-Link, CANopen) дает широкие возможности использования частотных преобразователей Mitsubishi Electric в самых сложных системах автоматизации.
Преобразователи частоты Mitsubishi известны во всем мире также своими уникальными энергосберегающими способностями. Одна лишь только функция оптимизации возбуждения, разработанная специалистами компании, снижает потребление энергии на 10%, поддерживая значение магнитного потока в двигателе на оптимальном уровне. Однако, это не единственная особенность данных преобразователей, ведущая к снижению энергопотребления и увеличению производительности.
Модельный ряд, охватывающий обширный диапазон мощностей от 0,2 до 630 кВт, включает в себя несколько серий преобразователей с различными функциями управления электродвигателями, что предоставляет возможность для максимально точного подбора преобразователя под конкретную задачу.
Что можно ожидать от преобразователей частоты Mitsubishi Electric.
- Управляемое торможение и автоматический перезапуск при пропадании сетевого напряжения;
- Подхват вращающегося электродвигателя;
- Уникальная стабильность скорости вращения, благодаря "Online-автонастройке";
- Значительное снижение акустического шума электродвигателя, при использовании функции "Мягкая ШИМ";
- Экономия электроэнергии с функцией оптимизации возбуждения (OEC);
- Простое и удобное и параметрирование с помощью русскоязычного пульта;
- Соответствие российским и мировым стандартам;
- Увеличенный срок службы.
3.1 Преобразователи частоты Mitsubishi FR-F740
Характеристики и функциональность привода, наличие функций контроллера и технологических функций, возможность системного интегрирования и механическая концепция - таковы наиболее существенные свойства, которые должны иметь современные высокооснащенные преобразователи частоты. Новый типоряд преобразователей частоты Mitsubishi FR-F740 сочетает в себе все эти свойства, предлагая максимум мощности, экономичности и гибкости для машиностроения и производства промышленных установок. Эти преобразователи прекрасно подходят для взыскательных задач привода в таких промышленных применениях, как краны и подъемные механизмы, высокостеллажные склады, экструдеры, центрифуги и намотчики.
Обзор основных особенностей преобразователей частоты Mitsubishi FR-F740:
Больше динамики - Даже если нет энкодера для обратной связи, преобразователь частоты Mitsubishi FR-F740 непрерывно рассчитывает оптимальный магнитный поток для каждого рабочего состояния механизма. Благодаря этому достигается такая плавность вращения, точность крутящих моментов и, особенно, пусковые моменты, которые ранее считались возможными только у приводов постоянного тока или векторных приводов с обратной связью.
Больше точности - Если используется обратная связь на основе сигналов энкодера, то преобразователь частоты Mitsubishi FR-F740 во всем диапазоне регулирования убеждает своим прецизионным регулированием частоты вращения (точность ±0,01%) и чрезвычайно точным регулированием крутящего момента (точность ±10%).
Точное позиционирование - Благодаря серийно устанавливаемому цифровому входу для серий импульсов, FR-F740 можно применять и в качестве решения для задач позиционирования.
Программируемый контроллер и технологические функции - Типоряд FR-F740 серийно оснащен программируемым контроллером. Этот контроллер обеспечивает непосредственный доступ ко всем параметрам привода и способен выполнять разносторонние задачи как самостоятельное контрольно-управляющее устройство.
Автонастройка - Встроенная функция автонастройки даже при неподвижном двигателе менее чем за минуту определяет все показатели, необходимые для моделирования электродвигателя.
Возможность подключения к сетям обмена данными - Серийно встраиваются интерфейсы USB, RS485 и Modbus RTU. Кроме этого, возможно подключение и к другим сетям обмена данными - Profibus DP, CC-Link, CANopen, DeviceNet и сети управления движением SSCNET III. Таким образом, эти преобразователи частоты можно использовать в автоматизационной связке с системами управления движением Mitsubishi Electric. Ввод быстрой сети управления движением в эксплуатацию происходит по принципу Plug-and-Play, без настройки параметров передачи.
Отказоустойчивость благодаря самодиагностике - Преобразователи частоты защищены от отказов современными функциями диагностики и технического обслуживания. Система самодиагностики активно контролирует все подверженные износу компоненты и заблаговременно предупреждает о выходе прибора из строя. Многочисленные защитные и противоперегрузочные функции обеспечивают бесперебойную работу, высочайшую степень готовности и эксплуатационную надежность.
Расчетный срок службы 10 лет - Технические усовершенствования и новоразработанные компоненты (например, высококачественные конденсаторы), надежный охлаждающий вентилятор и двойная лакировка плат обеспечивают чрезвычайно большой ожидаемый срок службы этих высокоразвитых преобразователей частоты.
Удобство пользования - Эти преобразователи частоты можно налаживать и обслуживать с помощью персонального компьютера через серийный интерфейс USB. Новое параметрирующее программное обеспечение FR Configurator содержит такие удобные средства как графический анализ машин или автоматическая конвертирующая утилита для облегчения перехода на это новейшее поколение приборов. Четыре перегрузочные способности - Концепция FR-F740 охватывает четыре диапазона перегрузок, что значительно облегчает выбор подходящего прибора с учетом специфики применения.
Сертификация - Помимо многочисленных преимуществ в отношении характеристик и возможностей, типоряд FR-F740 отвечает таким нормам и стандартам как CE, UL или cUL, что необходимо для свободного товарооборота в пределах Европы. Эти преобразователи частоты серийно оснащены помехоподавляющим фильтром (EN55011A) и тормозным преобразователем (<30 кВт). Кроме того, эта серия имеет сертификат ГОСТ Р для экспорта товаров в Россию. Серия разработана в соответствии со стандартом качества ISO 9001 и экологическим стандартом ISO 14001.
3.1.1 Энергосбережение с помощью преобразователей частоты
Mitsubishi
Уменьшение потребления и более эффективное использование дорогостоящих энергетических ресурсов является одним из важнейших глобальных экологических требований в современном мире.
Режим энергосбережения является стандартной функцией контроллера привода. Контроллер динамически регулирует напряжение в соответствии с нагрузкой на двигатель, исключая ненужные потери энергии, что обеспечивает дополнительное уменьшение потребляемой мощности. Преобразователи частоты особенно эффективно обеспечивают энергосбережение при управлении работой насосов и вентиляторов.
Количество сэкономленной энергии (гистерезис) зависит от флуктуации скорость/ крутящий момент. На рисунке 3.2. приведен пример результатов применения интеллектуального управления для регулирования работы вентиляторной системы.
Рисунок3.1 - Пример результатов применения интеллектуального управления для регулирования работы вентиляторной системы
3.1.2 Каким образом преобразователи частоты обеспечивают экономию
электроэнергии.
Рисунок 3.3. иллюстрирует работу воздуходувки, в которой поток воздуха регулируется путем контролирования работы двигателя преобразователем частоты, а не задвижкой со стороны вытяжки.
Графики на рисунке 3.2 приведены для сравнения потребляемой двигателем мощности при использовании преобразователя частоты и в случае с задвижкой. При скорости потока 60 % график показывает, что система с преобразователем частоты потребляет на 60 % меньше энергии, чем система "двигатель плюс задвижка".
Рисунок 3.2 - Сравнение потребляемой двигателем мощности при использовании преобразователя частоты и в случае с задвижкой
3.1.3 Потенциальная экономия средств
Помимо экологических преимуществ, преобразователи частоты также обеспечивают экономию значительных денежных сумм за счет радикального снижения потребления мощности.
Пример: Опираясь на график, приведенный слева, и приняв стоимость электроэнергии равной 14евроцентов за 1 кВт•ч, рассчитаем сумму, которую можно сэкономить, эксплуатируя систему с двигателем мощностью 75 кВт:
* Традиционное механическое регулирование при расходе воздуха 60 % потребляемая мощность составляет 90 %, что составляет ежегодные издержки в размере: 75 кВт?0.9?0.14?24 ч?365 дней = €82,782
* Регулирование преобразователем частоты при расходе воздуха 60 % потребляемая мощность составляет 30 %, что составляет ежегодные издержки в размере: 75 кВт?0.3?0.14?24 ч?365 дней = €27,59480
Это означает, что система, использующая преобразователь частоты, экономит55,188 евро ежегодно по сравнению с традиционной механической системой.Абсолютно ясно, что преобразователь частоты окупиться за очень короткое время - кроме того, необходимо помнить, что чем выше номинальная мощность двигателей, тем больше размер сэкономленных денежных средств.
3.1.4 Управление энергосбережением
Количество сэкономленной электроэнергии можно проверить с помощью пульта управления, через выходные клеммы (СА, AM) или через сеть (требуется подключение к сети), с помощью недавно разработанного монитора энергосбережения.
Новые преобразователи FR-F740 работают в диапазоне мощности 0.75 - 630 кВт. И идеально подходят для двигателей, насосов и вентиляторов .Преобразователь подключается к сети трехфазного переменного тока с напряжением 380 -480/500 В. И частотой 50 - 60 Гц. Диапазон выходной частоты 0.5 - 400 Гц.
Интегрированная гибкая зависимость V|f по 5 точкам позволяет настроить кривую крутящего момента на максимальное соответствие характеристикам нашего оборудования. (Рис3.4. )
Рисунок 3.3 - Изменяемая вольт - частотная характеристическая кривая (V|f) по 5 точкам.
3.2 Автоматический перезапуск после мгновенных сбоев в подаче
электропитания
При управлении работой электропривода нормальный режим работы может быть возобновлён после мгновенных сбоев в подаче электропитания.
Рисунок 3.5 - Автоматический перезапуск после мгновенных сбоев в подаче электропитания.
Система просто подхватывает вращающийся по инерции двигатель и автоматически разгоняет его до установленного значения скорости вращения. (Рис 3.5)
3.3 Выбор ПЧ
Выбор ПЧ осуществляется по мощности и току двигателя [18] , по величине питающего напряжения, по функциональному назначению и степени защиты.
По функциональному назначению лучше всего подходят FR - F740 - 07700 EC (ПЧ из числа выпускаемых фирмой "Mitsubishi Electric".), так как они оптимизированы для работы с электроприводами большой мощности.
Класс защиты преобразователей - IP00, следовательно необходима установка его в специальный шкаф, который фирма по заказу предоставляет вместе с преобразователем. Характеристики преобразователя приведены в таблице (3.2.).Параметры ПЧ приведены в таблице(3.1.)
Таблица 3.1 - Параметры ПЧ
Модель |
Ном. мощность двигателя РН, кВт |
Ном. ток IН, А |
Ном. выходная мощность SН, кВА |
Потеря мощности ДРН, кВт |
ВВес, кг |
|
07700 - EC |
400 |
770 |
587 |
12.0 |
5370 |
Таблица 3.2 -Характеристики преобразователя частоты FR-F-740-07700-EC
1 |
2 |
3 |
4 |
||
Выход |
Номинальная мощность двигателя, кВт. |
120% перегрузочная способность SLD |
400 |
||
150% перегрузочная способность LD |
355 |
||||
Номинальный ток, А. |
120% перегрузочная способность SLD |
Imin |
770 |
||
Imax. 60s. |
847 |
||||
Imax. 3s. |
924 |
||||
150% перегрузочная способность LD |
Imin |
683 |
|||
Imax. 60s. |
820 |
||||
Imax. 3s. |
1024 |
||||
Выходная мощность, кВа. |
SLD |
587 |
|||
L SLD |
521 |
||||
выход |
Номинальный ток перегрузки |
SLD |
120% номинальной мощности двигателя в течении 3с. 110% в течении 1 минуты (макс. Температура окружающей среды 40?С) |
||
LD |
150% номинальной мощности двигателя в течении 3с. 120% в течении 1 минуты (макс. Температура окружающей среды 50?С) |
||||
Напряжение |
Трехфазное переменное напряжение от 0 В. До напряжения питания power supply voltage |
||||
Диапазон частот |
0.5 - 400 Гц. |
||||
Способ управления |
Регулирование напряжение/частота регулирование оптимального возбуждения или простое векторное управление магнитным потоком. |
||||
Модуляционное управление |
Синусоидальная ШИМ, мягкая ШИМ. |
||||
Несущая частота |
0,7 кГц - 14,5 кГц. Регулируется пользователем. |
||||
Вход |
Напряжение питания |
Трехфазное 380 - 500 В. -15%/+10% |
|||
Диапазон напряжений |
323 - 550 В. При 50/60 Гц. |
||||
Частота напряжения питания |
50/60 Гц. ± 5% |
||||
Номинальная выходная мощность кВа. |
SLD |
587 |
|||
LD |
520 |
||||
Прочее |
Охлаждение |
Вентиляторное |
|||
Защитная структура |
IP00 |
||||
Потеря мощности кВ. |
SLD |
12.0 |
|||
LD |
10.65 |
||||
Вес преобразователя, кг. |
260 |
||||
Вес сглаживающего реактора звена постоянного тока, кг. |
50 |
Установочные размеры преобразователя.
Рисунок3.6- Размеры преобразователя FR F 740
Таблица 3.3-Размеры преобразователя FR-F-740-07700-EC
Тип |
А |
А1 |
Ах |
В |
В1 |
Вх |
С |
Сх |
d |
Тип корпуса |
|
FR F740-07700 |
790 |
635 |
80 |
1330 |
1300 |
15 |
440 |
3.2 |
12 |
C |
Рисунок3.7- Структурная схема FR F740
4. Расчет электропривода с асинхронным электродвигателем
4.1 Расчет параметров трансформатора
Расчет действующего значения фазового напряжения вторичной обмотки трансформатора [20] ведется по формуле:
(1)
Где: = 1.05…1.1 - коэффициент запаса по напряжению сети.
=1.05…1.2 - коэффициент запаса по напряжению, учитывающий неполное открытие вентилей при максимальном управляющем сигнале.
=1.0…1.05 - коэффициент запаса по напряжению, учитывающий падение напряжения в вентиле, обмотках трансформатора.
= коэффициент , устанавливающий зависимость между средним выпрямленным напряжением преобразователя и напряжением вторичной обмотки трансформатора, зависит от схемы выпрямления , выбирается по таблице 4.1
Таблица 4.1-Значение коэффициентов для расчета трансформаторов.
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
Схема |
б |
b |
с |
d |
q |
s |
f |
|
Однофазная однополупериодная |
0.45 |
0.5 |
0.345 |
0.707 |
1.71 |
1 |
||
Однофазная двухполупериодная |
0.9 |
0.53 |
0.41 |
1.41 |
1.63 |
1 |
||
Трехфазная нулевая |
1.17 |
0.577 |
0.472 |
1.57 |
1.35 |
1 |
Продолжение таблицы 4.1
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
Шестифазная нулевая |
1.35 |
0.408 |
0.577 |
2.09 |
1.55 |
1 |
||
Зигзаг с нулём |
1.17 |
0.577 |
0.472 |
1.71 |
1.46 |
1 |
||
мостовая |
2.34 |
0.817 |
0.817 |
2.45 |
1.045 |
2 |
Коэффициент трансформации трансформатора, токи фаз вторичной и первичной обмоток трансформатора определяются:
[А];
[А] (2)
Где - номинальный ток двигателя, А;
b, c - значение коэффициентов принимаемых по таблице 90.
Типовая мощность трансформатора
[ВА]; (3)
Где: q - значение коэффициента выбираемого по таблице 4.1.
По расчетным соотношениям (1),(2),(3), выбираем трансформатор типа ТС 3П 320/0.7
Таблица 4.2- Параметры выбранного трансформатора
Обмотка вн |
Обмотка нн |
Соединение обмоток |
|||
кVA |
кV |
V |
Ток А. |
||
358 |
0,38 |
230 |
1250 |
Х/ Х - 0 |
Масса - габаритные показатели трансформатора не позволяют его размещению в машинном отделении.
4.2 Выбор транзисторов и шунтирующих диодов
Выбор транзисторов производится по следующим параметрам:
- по максимальному току перехода эмиттер - коллектор в открытом состоянии через транзистор Ik.max;
- максимальному напряжению перехода эмиттер - коллектор транзистора Uкэ max/
Кроме того, необходимо выбирать транзисторы с минимально возможным временем включения и выключения для обеспечения максимально возможной частоты коммутации.
Максимальный допустимый ток двигателя из условий коммутации:
Где: л = допустимая перегрузочная способность двигателя .
Максимальное напряжение, которое прикладывается к транзистору во время его запирания:
где kзн = 1,3 - коэффициент, учитывающий перенапряжения.
В нашем преобразователе транзисторный модуль и шунтирующие диоды входят в комплект поставки.
При анализе и синтезе системы управления асинхронным электроприводом следует иметь в виду, что передаточная функция асинхронного двигателя (рис.4.1.) имеет вид:
Рисунок 4.1 -Структурная схема асинхронного электродвигателя.
На рисунке 4.1 обозначено:
- действующее значение ЭДС ротора;
- коэффициент двигателя;
- коэффициент внутренней обратной связи по ЭДС двигателя.
Остальные расчеты производятся аналогично расчетам для двигателя постоянного тока, управляемого тиристорным преобразователем.
4.3 Синтез контура регулирования скорости
С целью обеспечения астатизма системы по возмущающему воздействию будем использовать пропорционально - интегральный регулятор скорости:
.
Тогда передаточная функция замкнутого по скорости электропривода будет иметь вид:
где :
=a/s - коэффициент обратной связи по скорости двигателя
, - искомые постоянная времени и коэффициент ПИ - регулятора скорости.
Передаточную функцию замкнутого контура регулирования скорости необходимо представить в виде:
где: - постоянная времени контура регулирования скорости, обратная требуемой частоте пропускания ЭП, с;
о- коэффициент демпфирования, определяющий форму переходного процесса.
Для того чтобы на процессы по управляющему воздействию не оказывал влияние числитель передаточной функции , необходимо на входе системы (см. рис 4.2.) установить апериодический фильтр:
Тогда искомые параметры окажутся связанными с требуемым быстродействием ( частотой пропускания ) и формой переходного процесса ( коэффициентом демпфирования о ) следующей системой уравнений:
Коэффициент демпфирования может быть выбран в соответствии со стандартными настройками . В таблице 4.3. приведены данные о коэффициентах характеристического уравнения для стандартных распределений корней характеристического уравнения второго и третьего порядка.
Таблица 4.3 - Значение коэффициентов характеристических уравнений
Порядок уравнения |
коэффициенты характеристического уравнения |
Коэффициент демпфирова-ния |
Перерегу-лирование, % |
Время регули-рования |
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
||
2 |
Биномиальное распределение |
о |
0 |
6 |
||
2 |
Биномиальное распределение |
1 2 1 |
0 |
6 |
||
2 |
Кратные комплексно - сопряженные корни |
1 1.5 1 |
0.75 |
2 |
3.2 |
|
2 |
Фильтр Баттерворта |
1 1.41 1 |
0.707 |
4.3 |
3.1 |
|
2 |
Минимальное время регулирования |
1 1.38 1 |
0.69 |
5 |
2.9 |
|
3 |
Биномиальное распределение |
1;3;3;1 |
- |
0 |
8 |
|
Кратные комплексно - сопряженные корни |
1;2.5;2.5;1 |
- |
2.5 |
4.5 |
||
Фильтр Баттерворта |
1;2;2;1 |
- |
8 |
5 |
||
Минимальное время регулирования |
1;2.05;2.05;1 |
- |
0 |
4.3 |
||
Примечание: В таблице 4.3. приведены коэффициенты характеристического уравнения , соответствующие различным распределениям корней для стандартных передаточных функций вида:
- для второго порядка:
где: - постоянная времени контура регулирования скорости, с.
Параметры регулятора скорости могут быть найдены по формулам:
4.4 Синтез САУ с помощью метода модального управления
Модальное управление заключается в формировании цепей обратных связей, придающих замкнутой системе управления заранее выбранное распределение корней характеристического уравнения системы . Корням соответствуют составляющие свободного движения системы , называемые модами.
При этом существенное значение имеет набор переменных , доступных для измерения , по которым и организуются цепи обратных связей. Структурная схема при выборе пропорционального регулятора тока и пропорционально - интегрального регулятора скорости имеет вид, показанный на рисунке 4.2.
Рисунок 4.2-Структурная схема системы с подчиненным регулированием.
Для структуры с П - регулятором тока и ПИ - регулятором скорости (выбор ПИ - регулятора продиктован требованием к астатизму системы по возмущающему воздействию) потребуем, чтобы передаточная функция замкнутой системы управления имела вид:
Передаточная функция внутреннего контура при П- регуляторе тока и безынерционном преобразователе в соответствии со структурной схемой имеет вид:
где:
z=4484
Передаточная функция замкнутого контура регулирования скорости при ПИ - регуляторе скорости будет иметь вид
При включении на входе системы апериодического фильтра (см. рисунок 4.2.) и обозначении:
Окончательно для передаточной функции контура регулирования скорости можно записать:
Ставя в соответствие знаменатели требуемой передаточной функции (4.1.) и полученной передаточной функции замкнутого контура регулирования скорости по управляющему воздействию (4.2.), получим систему для определения параметров регуляторов ():
где: - постоянная времени контура регулирования скорости, обратная требуемой частоте пропускания электропривода.
Из системы уравнений (4.3.) могут быть найдены параметры регуляторов:
Где: ;
Где:
Коэффициент интегральной составляющей регулятора скорости в этом случае:
Для стандартной передаточной функции (4.1) на которую настраивается система, вид переходных процессов определяется распределением корней, т.е. соотношением . Наиболее распространенные стандартные настройки (распределения корней характеристического уравнения) даны в таблице 4.3.
Необходимо отметить , что в выражениях для коэффициентов усиления регуляторов принципиально заложена возможность получения отрицательных коэффициентов передачи регуляторов тока и скорости. Поэтому, для того чтобы воспользоваться предложенной методикой расчета регуляторов, необходимо выполнить следующие условия:
(4.4)
Таким образом, синтез методом модального управления, более точно учитывая математическую модель двигателя(см. рисунок 4.2.), заранее накладывает ограничения на частоту пропускания системы, и проектирование САУ по этому методу возможно только при выполнении условий ,приведённых выше. При реальных соотношениях параметров электрической машины и частотах пропускания менее 200 Гц., эти условия, как правило, выполняются. Кроме того, для распределений с (биномиальное, по Баттерворту и кратные корни), как правило, достаточно проверки только первого из условий(4.4.), второе же выполняется автоматически за счёт разнесения во времени электромагнитных и электромеханических процессов, реально существующих в системах электроприводов.
Переходные процессы в линеаризованной системе при замене ШИП безынерционным звеном должны полностью соответствовать стандартным настройкам. Однако для работоспособности всей системы управления необходимо, чтобы представление ШИП безынерционным звеном было не грубым, а это возможно при высокой степени разделения процессов в системе управления и собственно ШИП. Поэтому для пренебрежения дискретностью преобразователя при синтезе необходимо выполнение условия:
Где: - частота коммутации ШИП (опорная частота ШИП);
- постоянная времени контура регулирования тока ротора, с.
В соответствии с выражением (4.5.) необходимо выбрать частоту ШИМ (при использовании отечественных транзисторов: < 5000 Гц.), контролируя при этом, чтобы она не привысила значения максимально допустимой частоты коммутации силовых ключей, используемых в ШИП.
Данная частота определяется выражением:
Где: t+ и t- - время отпирания и запирания транзистора(из паспортных данных).
Амплитуда пульсаций тока якоря в контуре с ШИМ может быть определена по формуле( введены обозначения Т=1/fшим, г - скважность питающего напряжения):
Максимальная амплитуда пульсации достигается при г=0.5.
Применение данного способа синтеза системы управления электроприводом целесообразно при использовании в проекте типового комплектного, транзисторного преобразователя( в нашем случае это FR - F 740-07700).
По полученным данным строим график переходного процесса (рисунок 4.3) по угловой скорости при пуске при работе гребного винта по швартовой характеристике. Построение переходных процессов осуществлялось в программе MatLab, приложение SimPowerSystems и Simmulink. В качестве асинхронного электропривода взят блок Asynchronous Machine, с короткозамкнутым ротором.
Рисунок 4.3- График переходного процесса по угловой скорости при пуске при работе гребного винта по швартовой характеристике.
Рисунок 4.4- Схема подключения ПЧ.
Расчёт и построение статических характеристик выбранного двигателя [15] .(Рисунок 4.5)
Соотношение для построения механической характеристики произведём по формуле Клосса :
:б=.
- момент критический электродвигателя, Нм;
- скольжение критическое;
- текущее скольжение;
; - сопротивление статора, и ротора приведенное к статорным обмоткам.
Рисунок 4.5 Статические характеристики двигателя при частотном управлении совмещённые с характеристиками гребного винта.
5. Выбор устройства плавного пуска
Модернизация силовой части электрической сети средней ГЭУ предпологает установку устройства плавного пуска электропривода.
Устройства плавного пуска (УПП, устройства мягкого пуска, плавные пускатели, софт-стартеры) предназначены для плавного пуска и остановки асинхронных электродвигателей.
Применение устройств плавного пуска позволяет уменьшить пусковые токи снизить вероятность перегрева двигателя, повысить срок службы двигателя, устранить механические удары в электроприводе. Кроме того, УПП обеспечивают оборудование встроенной защитой от короткого замыкания и нарушения чередования фаз.
Так же имеет место улучшение экологичности производства: снижение шума, нагрева, вибрации.
Осуществление плавного пуска любого оборудования, в том числе имеющего тяжёлые пусковые режимы, «номинал в номинал» с существенным ограничением пусковых токов, а, следовательно, снижение механического и электрического износа оборудования, ведёт к сокращению затрат на ремонт и обслуживание оборудования, к сокращению времени простоя и устранение «провалов» в питающей сети.
Поскольку момент, развиваемый электродвигателем пропорционален квадрату приложенного к нему напряжения, то повышая напряжение от минимального до максимального значения, можно плавно запустить и разогнать электродвигатель до номинальных оборотов. Традиционные устройства плавного пуска используют амплитудные методы управления и поэтому справляются с запуском электрооборудования в холостом или слабонагруженном режиме. В отличие от них устройства «ЭнерджиСейвер» используют фазовые методы управления и поэтому способны запускать электроприводы, характеризующиеся тяжёлыми пусковыми режимами «номинал в номинал».
Устройства «ЭнерджиСейвер» позволяют производить запуски чаще, чем традиционные УПП и имеют встроенный режим энергосбережения и коррекции коэффициента мощности.
В базовом исполнении степень защиты устройств IP20, климатическое исполнение У4. Возможно исполнение защиты IP54, климатическое исполнение до тропиков.
5.1 технические характеристики устройства плавного пуска
Выбор устройства плавного пуска [13] осуществляется по номинальной мощности электропривода (400кВт), из приведенной таблицы 5.1
Таблица 5.1 - Каталог Софт-стартеров
Мощность,кВт |
7.5 |
11 |
15 |
22 |
30 |
37 |
45 |
55 |
75 |
93 |
110 |
160 |
185 |
220 |
250 |
315 |
400 |
|
Полная мощность, кВА |
010H |
015H |
020H |
030H |
040H |
050H |
060H |
075H |
100H |
125H |
150H |
200H |
250H |
300H |
350H |
400H |
550H |
|
Ток, А |
156 |
22 |
30 |
43 |
57 |
72 |
85 |
104 |
142 |
190 |
204 |
270 |
340 |
420 |
460 |
580 |
710 |
|
Размеры |
310*200*185 |
310*285*200 |
310*285*275 |
505*485*310 |
700*550*340 |
|||||||||||||
Масса, кг |
5 |
10 |
11 |
32 |
60 |
Софт-стартер ДМС-550Н 400кВт 710А
РЕГУЛИРОВКИ
Стартовое напряжение ...0-50% Uвх
Время старта. 0-40 с
Время разгона 1.. 0-40 с
Максимальное время разгона ...... 0-150 с
Время торможения .. 0-30 с
Конечное напряжение 0-70% Uвх
Перегрузка 70-150% Iном
Ограничение тока при пуске. 100-450% Iном
ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДМС-550Н
Мощность двигателя.400 кВт
Номинальный ток.710 А
Напряжение..от 380-415 В, до 1000 В (по спец заказу)
Частота.50 Гц (+5%)
Выходное напряжение после старта Uвх-1 В
Мощность потерьP(Bт)=3 x I фазн x 1 В
Мощность потребления управляющей цепи - Около 20 Вт
Управляющее напряжение 220 В (+10%-15%)
Стартовое напряжение ….0...50% Uвх
Время старта..0...40 с
Время разгона 1..0...40 с
Время разгона 2 …0...40 с
Максимальное время разгона..0...150 с
Энергосбережение.15-100% Uвх
Напряжение торможения уступом.0-100% Uвх
Время торможения уступом.0-20 с
Время торможения 0-30 с
Конечное напряжение..0-70 с Uвх
Перегрузка 70-150% Iном
Ограничение тока при пуске 100-500% I ном/с
Напряжение торможения постоянным током .0-100% Uвх
Время торможения постоянным током….0-20 с
Изоляция….2,5 кВ между шасси, силовой цепью и управляющей цепью
Степень защиты оболочек….IP 00
Количество стартов в часот 4 стартов в час при максимальной нагрузке до 60 стартов в час в зависимости от нагрузки
Охлаждение …..принудительное встроенным вентилятором
Максимальный ток.10 x Iном в течении 0,5 с 4 х Iном в течении 20 с 3 х Iном в течении 60 с 1 х Iном длительно
5.2 Установка и подключение УПП
Для проверки работоспособности и начала программирования необходимо подать управляющее напряжение ~220В 50 Гц на клеммы CONTR. VOLTAGE , как показано на рис. 5.1
Рисунок 5.1- Подключение управляющего напряжения
Загорится индикатор «ВКЛ.» и на дисплее высветится:
5.3 Программирование
5.3.1 Пульт управления
Ввод уставок софт-стартера допускается производить только при остановленном двигателе.
Все уставки констант вводятся с клавиатуры и отображаются на 32-символьном жидкокристаллическом дисплее.
Состояние работы и неисправности индицируются на дисплее и четырех светодиодных индикаторах ( рис. 5.2)
Рисунок 5.2 - Дисплей софт-стартера ДМС
5.3.2 Последовательность операций при работе с пультом управления
Выход в меню из любого состояния софт-стартера осуществляется нажатием клавиши “РЕЖИМ”.
Переключение между пунктами меню осуществляется нажатием клавиши “+” или “-”.
Чтобы войти в любой пункт меню необходимо нажать клавишу “ВВОД”. Для того чтобы изменить более чем один параметр, после установки значения параметра нажмите кнопку “ПАРАМЕТР” и затем кнопкой “+” или “-“ выберите следующий параметр. После установки всех необходимых параметров войдите в режим “Сохранение параметров” и сохраните измененные уставки
Перечень режимов пульта управления.
Основное меню софт-стартера содержит следующие пункты (режимы пульта управления):
Рисунок 5.3 - Схема основного меню
Режим “Просмотр настр” - Просмотр параметров настройки.
В этом режиме возможно только просматривать параметры режима “Настройка” без изменения их значений.
Режим “Резерв”. Этот режим в данной модели софт-стартера не используется.
Режим “Настройка”. Этот режим является основным при подготовке софт-стартера к эксплуатации. Список параметров этого режима, их значение, диапазон и заводские уставки представлены в табл.3.2, а диаграмма выходного напряжения на рис 8.
Таблица 5.2 - Диапазон параметров
Название параметра |
Назначение |
Диапазон значений |
Заводская уставка |
|
Нanp. сmapm-1 |
Стартовое напряжение |
0 - 50% Uвх |
10% Uвх |
|
Bpeм сmapm нanp |
Время стартового напряжения |
0 - 40 с |
0 с |
|
Bpeмя nycкa-1 |
Время разгона |
0 - 40 с |
5 с |
|
Maкc. вpeмя nycкa |
Максимальное время разгона |
0 - 150 с |
20 с |
|
Вpeм. останова |
Время торможения |
0 - 30 с |
5 с |
|
Напр. при ост |
Напряжение при останове |
0 - 70% Uвх |
40% Uвх |
|
Ток пер. -стоп |
Перегрузка |
70-150% номинального тока |
120% номинального тока |
|
Ток пуск.-1 |
Ограничение стартового тока |
100-450% номинального тока |
300% номинального тока |
Рисунок 5.3 - Диаграмма работы устройства плавного пуска.
5.3.3 Настройка УПП
Для большинства случаев применения необходимо устанавливать только два параметра режима «Настройка» : Время пуска-1 и Ток пуск.-1
В табл. 5.3 приведен пример установки параметра Ток пуск.-1 равным значению 320% от I ном.
Таблица 5.3 - Настройка параметров
№ п/п |
Действие |
Дисплей |
|
1 |
Подайте напряжение источника управления |
||
2 |
Нажмите клавищу «РЕЖИМ» |
||
3 |
Нажимайте клавишу «+» или «-» до появления на дисплее: |
Hacmpойка |
|
4 |
Нажмите «ВВОД» |
Hacmpойка napaмemp: + / - |
|
5 |
Нажимайте клавишу «+» или «-» до появления на дисплее желаемого параметра |
Ток пуск.-1 300%_I Hoм. |
|
6 |
Нажмите «ВВОД» |
Ток пуск.-1 = 300% I Hoм. |
|
7 |
Нажимайте клавишу «+» до появления значения 320% |
Ток пуск.-1 = 320% I Hoм. |
|
8 |
Нажмите клавищу «РЕЖИМ» |
||
9 |
Нажимайте клавишу «+» или «-» до появления на дисплее: |
Для сoxpaн нажми “Bвoд” |
|
10 |
Нажмите «Ввод» |
Coxpaнeнue парам |
Выбор значений параметров Время пуска-1 и Ток пуск.-1 осуществляется экспериментально, в зависимости от нагрузки и условий работы электропривода по следующей методике:
Подобные документы
Проектирование системы подчиненного регулирования вентильного электропривода постоянного тока на основе регуляторов тока и скорости. Выбор комплектного тиристорного электропривода и тиристоров. Расчёт статических параметров. Оценка перерегулирования.
курсовая работа [515,5 K], добавлен 06.04.2014Расчетная схема электропривода, его структура и принцип действия. Приведение противодействующих моментов и сил к валу двигателя. Электромеханические характеристики двигателей, их формирование и обоснование. Релейно-контакторные системы управления.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 05.02.2015Выбор электродвигателей для работы в системах автоматизированного электропривода. Соответствие электропривода условиям пуска рабочей машины и возможных перегрузок. Режимы работы электропривода. Выбор аппаратуры защиты и управления, проводов и кабелей.
курсовая работа [38,1 K], добавлен 24.02.2012Проектирование автоматизированного электропривода насосной установки системы горячего водоснабжения. Анализ технологического процесса и работы оператора. Расчетная схема механической части электропривода. Выбор систем электропривода и автоматизации.
дипломная работа [1,4 M], добавлен 16.05.2012Модернизация электропривода механизма вылета стрелы с импульсным параметрическим регулированием угловой скорости. Синтез и анализ замкнутых систем автоматизированного управления. Возможные способы регулирования скорости асинхронного электропривода.
курсовая работа [892,3 K], добавлен 03.12.2013Описание технологической схемы электропривода. Проверка двигателя по пусковому моменту. Построение механических характеристик рабочей машины и электропривода. Выбор аппаратуры управления и защиты. Расчет устойчивости системы двигатель-рабочая машина.
курсовая работа [165,0 K], добавлен 18.12.2014Проектирование системы электропривода ЧП-АД с КЗ ротором взамен существующей системы электропривода ТП-Д кристаллизатора МНЛЗ ОАО "ЗСМК". Затраты на создание качества системы. Расчёт энергии взрыва, возникающего при взаимодействии с водой расплава стали.
дипломная работа [1,4 M], добавлен 15.11.2013Проектирование электропривода механизма основного и резервного центробежных водяных насосов. Основные типы регулирования производительности насосов и системы электропривода. Технические характеристики датчика расхода воды. Выбор преобразователя частоты.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 18.12.2014Регулирование частоты вращения двигателей постоянного тока посредством изменения потока возбуждения. Максимально-токовая защита электропривода. Скоростные характеристики двигателя. Схемы силовых цепей двигателей постоянного тока и асинхронных двигателей.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 30.03.2014Параметры и элементы силовой цепи электропривода: электродвигатель, согласующий трансформатор. Принципиальная схема силовой части электропривода. Внешняя и регулировочная характеристика тиристорного преобразователя, система импульсно-фазового управления.
курсовая работа [3,1 M], добавлен 12.01.2011