4. Условиям окружающей среды.

5. Характеру и значению нагрузки.

В нашем случае выбор электродвигателя будем производить в зависи-

мости от характера нагрузки и мощности, а также от частоты вращения вала двигателя.

Выбор электродвигателя по частоте вращения.

Прямое соединение электродвигателя с машиной с помощью муфты возможно только при совпадении частот вращения вала двигателя и вала приводного механизма. Если частоты не совпадают, то подбирают двигатель с большей частотой вращения вала и применяют соответствующий тип редуктора. Тип передачи выбирают в зависимости от необходимого передаточного числа и конструктивных особенностей производственной установки.

При выборе электродвигателя по номинальной частоте вращения учитывают и технические показатели. Масса и стоимость быстроходных двигателей меньше, а номинальные КПД и коэффициент мощности Cos φ больше.

Технико-экономические расчёты и практический опыт показывают, что в большинстве случаев наиболее экономичны двигатели с частотой вращения 1500 мин ^-1. Двигатели на 3000 мин ^-1 применяют для приводов центробежных насосов и вентиляторов большого напора. Двигатели на 1000 мин ^-1 используют для привода поршневых компрессоров, вентиляторов среднего напора большой производительности и в других случаях, когда возможно соединение с валом рабочей машины.

Технические данные скребкового конвейера: потребляемая мощность на валу рабочего механизма: P = 10 кВт. Коэффициент загрузки механизма: Кз.м. = 0,9.

В ыбор электродвигателя в зависимости от характера и мощности нагрузки.

Мощность двигателя для привода рабочей машины определяют по мощности, потребляемой на её валу (Рпотр.), и режиму работы.

При выборе электродвигателя по мощности возможно два случая:

1. Потребляемая мощность на валу рабочей машины известна (приводится в технической характеристике машины).

2. Потребляемая мощность на валу машины не известна.

Во втором случае для определения потребляемой мощности нужно использовать нагрузочные диаграммы, снятые каким-либо регистрирующим прибором, нормативы, учитывающие расход энергии и выход вырабатываемой продукции.

Если известна потребляемая мощность, то электродвигатели выбирают следующим образом.

1. Определим расчетную мощность электродвигателя для привода по формуле:

Ррасч = Рнагр*ηп

Где Рнагр - мощность, потребляемая на валу машины при номинальном режиме работы, кВт.

Рнагр = 10 кВт

ηп - КПД передачи.

ηп = 0,9-0,93, т.к. тип передачи через редуктор.

Ррасч = 10*0,95 = 9,5 кВт.

2. По расчетной мощности из каталога выбираем электродвигатель с паспортной мощностью Рном ≥ Ррасч: 4А132М2СУ3 со следующими техническими данными:

● Pн……………………………………………………………………..11кВт

● Iн……………………………………………………………………….22А

● Uн……………………………………………………………………..380В

● Частота вращения……………………....................................1500 об/мин

● Cosφ……………………………………………………………………..0,9

● К.П.Д…………………………………………………………………..0,88

● Iп/Iном = (Кi)…………………………………………………………...7,5

● Мmax/Mном……………………………………....................................2,2

3. Вычислим коэффициент каталожной нейвязки:

Кк.н. = Ррасч / Рном = 9,5 / 11 = 0,86

4. Расчитаем коэффициент загрузки электродвигателя:

Кз.д.= Кк.н. * Кз.м.

Где: Кз.м.- коэффициент загрузки механизма, для поточно-транспортных систем = 0,9.

Кз.д.= 0,86 * 0,9 = 0,77.

5. Определим мощность, присоединенную к сети Рприс. в кВт:

Рприс. = Рн / ηдв = 11 / 0,88 = 12,5 кВт

6. Определим потребляемую мощность электропривода с учетом

коэффициента загрузки:

Рпотр = Рприс * Кз.д. = 12,5 * 0,77 = 9,62 кВт.

3 .3 Выбор частотного преобразователя.

Обоснование выбора.

Принципиальная возможность регулирования угловой скорости асинхронного двигателя изменением частоты питающего напряжения вытекает из формулы ω = 2πf (1-s)/p. При регулировании частоты также возникает необходимость регулирования амплитуды напряжения источника, что следует из выражения U ≈ Е = kФf. Если при неизменном напряжении изменять частоту, то поток будет изменяться обратно пропорционально частоте. Так, при уменьшении частоты поток возрастает, и это приведет к насыщению стали машины и как следствие к резкому увеличению тока и превышению температуры двигателя; при увеличении частоты поток будет уменьшаться и как следствие будет уменьшаться допустимый момент.

Для наилучшего использования асинхронного двигателя при регулирова-

нии угловой скорости изменением частоты необходимо регулировать напряжение одновременно в функции частоты и нагрузки, что реализуемо только в замкнутых системах электропривода. В разомкнутых системах напряжение регулируется лишь в функции частоты по некоторому закону, зависящему от вида нагрузки.

Из всех возможных способов регулирования этот способ позволяет плавно изменять угловую скорость в наиболее широком диапазоне (до 10 : 1, а иногда и более). Для его осуществления требуется, чтобы двигатель (или группа двигателей) получал питание от отдельного источника. В качестве такого источника могут быть использованы электромеханические или статические преобразователи частоты. В связи с развитием полупроводнико-

вой техники в настоящее время наиболее предпочтительными являются полупроводниковые статические преобразователи фирмы Vacon.

О боснование выбора преобразователя.

Компактные преобразователи частоты Vacon серии CXL перекрывают диапазон мощностей 0,55 кВт – 1,5 МВт для трехфазных напряжений 200/400/500/690 В. Преобразователи частоты Vacon удовлетворяют самым жестким требованиям директив по электромагнитной совместимости, установленных ЕС.

Высокая помехоустойчивость и небольшое излучение электромагнитных помех достигнуты за счет специальной оболочки, встроенного дросселя переменного тока, фильтра радиочастотных помех, а также других техничес-

ких решений. Входной дроссель снижает также уровень высших гармоник, генерируемых преобразователем частоты в питающую сеть. Современная технология векторного управления без датчиков обратной связи по скорости, быстродействующая интегрированная цепь управления, а также непосредственное измерение тока в трех фазах гарантируют качественное управление электродвигателем и адаптируемость преобразователя частоты даже к самым сложным условиям применения. С другой стороны, благодаря подробным руководствам, удобной панели управления и специализированным программным продуктам для персонального компьютера работа с преобразователями частоты Vacon во всех случаях не представляет сложностей.

● Преобразователи частоты Vacon ориентированы на мировой рынок. Они изготовляются в соответствии с европейскими нормами, специалистами с высокой квалификацией и богатым производственным опытом.

● Высокое качество обеспечивает выбором лучших технических решений и комплектующих.

● Каждый преобразователь частоты подвергается выходному контролю и испытаниям в предельных условиях эксплуатации.

● К каждому преобразователю частоты прилагается акт испытаний.

● Преобразователя имеют разнообразные функции.

● Предусматривается блокировка параметров, повышающая безопасность изделия во время эксплуатации.

● Расчетный срок службы преобразователя частоты ─ более 500.000 часов.

Срок службы в предельных условиях эксплуатации (100% нагрузка, мак-

симальная температура окружающей среды, непрерывная работа в течении 24 часов полную неделю) составляет 50.000 часов.

Преобразователи частоты Vacon имеют малые габариты и легко встраивает ся в различные системы.

Построенные по блочно-модульному принципу макропрограммы облегчают ввод в эксплуатацию преобразователя частоты на различных объектах. Помимо базовой макропрограммы в распоряжении пользователя имеются:

● Стандартная макропрограмма.

● Макропрограмма “Местное / дистанционное управление”.

● Макропрограмма с набором фиксированных скоростей.

● Макропрограмма с ПИ-регулированием.

● Универсальная макропрограмма.

● Макропрограмма управления насосами и вентиляторами (с функцией

выравнивания моторесурса агрегатов).

Преобразователи частоты Vacon отличаются большой простотой в эксплуатации.

● Подробные руководства на русском языке, а также более чем на 20

языках.

● Благодаря макропрограммам количество параметров

настройки сведено к минимуму.

● Специализированные программные продукты и руководства можно

получать из Интернета.

● Простые в эксплуатации панели управления (стандартные, буквенно-цифровые, графические).

● Предварительная установка основных параметров: достаточно ввести в

преобразователь частоты данные двигателя, указанные в заводской бир-

ке; остальное Vacon сделает сам.

● Удобные присоединения цепей ввода-вывода, разъемные клеммники.

● Выход RS232C для персонального компьютера.

● Сетевые адаптеры для всех локальных промышленных сетей.

Все эти преимущества делают преобразователь частоты Vacon удобным и надёжным в эксплуатации и предоставляющим неограниченные возможности в регулировании скорости различных производственных механизмов, в нашем случае, скребкового конвейера.

3.4 Описание принципа работы частотного преобразователя Vacon.

В основе частотного преобразователя Vacon лежит технология векторного управления без обратной связи, связанная с адаптивной моделью двигателя и специализированной интегральной схемой. Работа математической модели двигателя базируется на данных о величине тока, измеряемого в каждой фазе и уровня рабочего напряжения, выдаваемого цепями блока управления. В модели автоматически идентифицируются параметры электродвигателя, как для бездатчикового векторного режима, так и для скалярного управления, при этом отслеживаются текущие изменения параметров во времени. Векторное управление основывается на системе координат вектора потока статора, которая слабо восприимчива к небольшим отклонениям в измерениях показателей и параметров двигателя, что упрощает расчёты. Цепи блока управления также осуществляют контроль за обменом информацией по внутренним шинам и отдельными внешними функциями, тем самым высвобождая процессор для решения других задач.

Принцип работы преобразователя заключается в следующем: трёхфазный дроссель переменного тока с конденсатором промежуточного звена постоянного тока образует индуктивно-ёмкостной фильтр, который совместно с диодным мостом обеспечивает постоянное напряжение на входе инвертора на транзисторах IGBT (биполярные транзисторы с изолированным затвором). Дроссель переменного тока фильтрует также высокочастотные помехи приходящие из сети в преобразователь и генерируемые преобразователем в сеть. Кроме того, он улучшает форму кривой тока, подаваемого на преобразователь.

Инверторный мост на транзисторах формирует симметричное трёхфазное напряжение регулируемое методом широтно-импульсной модуляции, подаваемого на электродвигатель. Мощность, потребляемая из сети является практически активной.

Блок прикладных функций и управления двигателем реализован с использованием микропроцессорных средств. Микропроцессор управляет двигателем в соответствии с замеренными значениями, уставками соответствующих параметров, а также управляющими командами, формируемыми цепями платы ввода-вывода и панелью управления. Блок прикладных функций в свою очередь выдаёт команды на блок управления двигателем, который определяет параметры коммутации транзисторов IGBT. Драйверы усиливают управляющие сигналы, обеспечивая коммутацию IGBT модулей.

Панель управления обеспечивает связь между оператором и преобразователем частоты. С помощью панели управления оператор может устанавливать параметры, читать информацию о состоянии оборудования и формировать управляющие команды.

3.5 Расчет и выбор коммутационных аппаратов, силовых кабелей, защиты и автоматики.