Диплом Фомин конечный (1195309), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Рассчитаем пусковой момент двигателя по формуле:

где – кратность пускового момента двигателя.

2.3.2 Подбор частотного преобразователя

Определяющими факторами выбора частотного преобразователя будут являться:

• функциональные возможности, требуемые системой управления;

• мощность, достаточная для работы двигателя;

• защита от перегрузок двигателя;

• диапазон рабочих скоростей двигателя;

• диапазон рабочих моментов ;

• характеристики нагрузки и циклограммы работы.

Выбор частотного преобразователя будем производить по номинальной мощности и по номинальному току двигателя.

Паспортная мощность ПЧ должна быть больше или равна паспортной мощности двигателя. Из таблицы 2.2 известно, что номинальная мощность двигателя АИР112М2Ж равна .

Номинальный длительный ток ПЧ должен быть больше или равен номинальному току двигателя.

Произведем выбор частотного преобразователя в соответствии со значениями, рассчитанными по формулам (2.1)-(2.6). По данным параметрам подходит частотный преобразователь Schneider Electric ALTIVAR 312.

Внешний вид преобразователя представлен на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3 - Внешний вид частотного преобразователя Schneider Electric ALTIVAR 312

Основные преимущества выбранного частотного преобразователя:

• выходная частота 0.5...500 Гц;

• наличие скалярного U/f-регулирования и векторного управления потоком в разомкнутой системе, а также режима энергосбережения;

• защита от перегрузки и короткого замыкания;

• 170 - 200 % номинального момента двигателя в переходных процессах;

• конфигурирование неисправностей и типов остановки;

• использование наиболее часто используемых интерфейсов Modbus и CANopen;

• наличие встроенного ЭМС фильтра;

• высокая надежность.

Из многообразия преобразователей частоты серии ALTIVAR 312 была выбрана модель ATV312 HU75N4, так как эта модель обладает необходимой мощностью и током в установленном режиме для реализации модернизируемой системы.

Основными функциями выбранного преобразователя частоты являются:

• Выбор формы кривых разгона и торможения

Можно выбрать:

а) линейную функцию:

График разгона и торможения является прямой линией. Применяется, если технологический процесс требует постоянного ускорения и замедления;

б) S-образную:

График разгона и торможения имеет форму, представленную на рисунке 2.4.

Рисунок 2.4 - S-образная форма кривых разгона и торможения

Характеризуется для плавным ускорения или замедлением рабочего органа. Применяется для конвейерных станков, транспортирующих хрупкий груз;

в) U-образную:

График разгона и торможения имеет форму, представленную на рисунке 2.5.

Рисунок 2.5 - U-образная форма кривых разгона и торможения

Характеризуется резким ускорением или замедлением в начале разгона и плавным в конце;

г) индивидуальную кривую:

Пользователь может сам настроить кривую разгона и торможения, в зависимости от технологических требований привода.

• Локальное задание скорости с помощью ручки навигатора

Позволяет изменять задание частоты с помощью ручки навигатора.

• 16 предварительно заданных скоростей

Позволяет заносить в программу управления 16 установленных значений скорости.

• Выбор U/f регулирования двигателя. В данном ПЧ существует 4 способа U/f регулирования двигателя:

а) с постоянным моментом нагрузки (кривая 1 рисунок 2.7);

б) с переменным моментом нагрузки (кривая 2 рисунок 2.7);

в) векторное управление (кривая 3 рисунок 2.7);

г) энергосбережение для применений с переменным моментом нагрузки на валу, не требующих хороших динамических характеристик. Поведение, близкое к кривой 2 при работе на холостом ходу и к кривой 3 при нагрузке.

Зависимости напряжения от частоты при разных способах регулирования изображены на рисунке 2.6.

1 - с постоянным моментом нагрузки; 2 - с переменным моментом нагрузки; 3 – при векторном управлении; 4- при энергосбережении

Рисунок 2.6 - Зависимости напряжения от частоты при разных способах регулирования

• Двух- и трехпроводное управление

Двухпроводное управление: открытое или закрытое состояние входов управляет пуском и остановкой привода. Пример двухпроводного подключения изображен на рисунке 2.7.

Рисунок 2.7 - Двухпроводное подключение

При замыкании контакта LI1 двигатель движется вперед, а при замыкании контакта LIx двигатель движется назад.

Трехпроводное (импульсное) управление: одного импульса вперед или назад достаточно для управления пуском. Одного импульса Стоп достаточно для управления остановкой. Пример трехпроводного подключения изображен на рисунке 2.8.

Рисунок 2.8 - Трехпроводное подключение

Подача импульса на LI1 – стоп; на LI2 – вперед; на LIx – назад.

• Работа в режиме «быстрее-медленнее»

Данный режим работы характеризуется управлением скоростью двигателя с помощью трех дискретных выходов. Рассмотрим работу в этом режиме с помощью временной диаграммы, изображенной на рисунке 2.9.

а) схема подключения; б) временные диаграммы

Рисунок 2.9 - Режим «быстрее-медленнее»

При замыкании контакта a двигатель движется вперед и удерживает скорость. Во время замыкания контакта b двигатель ускоряется и удерживает скорость при размыкании. При разомкнутых контактах двигатель замедляется. Затем, если замкнуть контакт с, двигатель будет ускоряться в обратном направлении, а контакт d ускоряет это движение.

• ПИ-регулятор и задания для него

В ПЧ можно сформировать ПИ-регулятор с требуемой передаточной характеристикой путем изменения коэффициентов.

• Конфигурирование типов остановки

На ПЧ можно выбрать тип остановки при исчезновении команды пуска или появлении команды остановки.

Типы остановок:

а) с заданным темпом;

Торможение с настраиваемым временем торможения.

б) быстрая остановка;

Назначается на дискретный выход ПЧ. Представляет собой остановку с уменьшенным временем торможения, которое можно настроить.

в) остановка на выбеге;

Представляет собой отключение двигателя от сети и торможение сопротивлением нагрузки.

г) остановка динамическим торможением.

В этом режиме обмотка статора двигателя отключается от сети переменного трехфазного напряжения и подключается к сети постоянного напряжения.

• Сохранение конфигурации в памяти ПЧ

Осуществляет сохранение текущей конфигурации в памяти ПЧ и позволяет хранить дополнительную конфигурацию наряду с текущей.

• Защита двигателя и преобразователя

Представляет собой защиту преобразователя с помощью термистора, установленного на радиаторе или в силовом модуле. При токе двигателя, равном 185% номинального тока ПЧ на 2 с или токе двигателя, равном 150% номинального тока ПЧ на 60 с, происходит отключение ПЧ от сети.

Косвенная тепловая защита двигателя происходит путем непрерывного расчета .

• Логика управления тормозом

Данная функция, назначаемая на реле или на дискретный выход, позволяет управлять электромагнитным торзом с помощью преобразователя частоты. Принцип действия основан на синхронизации снятия тормоза при наличии пускового момента и наложением тормоза при остановке во избежание ударов.

Временные диаграммы работы системы представлены на рисунке 2.10.

Рисунок 2.10 - Временные диаграммы работы логики управления тормозом

Принцип работы:

В начальное время тормоз наложен на двигатель. При подаче команды вперед или назад тормоз не снимается, пока не будет достигнут необходимый пусковой момент. Когда ток достигает значения тока снятия тормоза подается сигнал на снятие тормоза. выбирается с учетом выдержка времени для снятия тормоза . При подаче команды остановки двигателя тормоз накладываетя при достижении двигателем частоты наложения тормоза с учетом времени задержки наложения тормоза .

Технические характеристики Schneider-Electric ATV312HU75N4 представлены в таблице 2.3.

Таблица 2.3 - Технические характеристики Schneider-Electric ATV312HU75N4

Номинальное напряжение питания, В	380...500 (- 5...5 %)
Частота сети питания, Гц	50...60 (- 5...5 %)
Число фаз сети	3
Мощность двигателя, кВт	7,5
Линейный ток	21 A для 500 В 27.7 A для 380 В
Максимальный переходной ток	25.5 A для 60 с
Рассеиваемая мощность	269 Вт при номинальной нагрузке
Диапазон скоростей	1...50
Профиль управления асинхронным электродвигателем	Бессенсорное векторное управление двигателем с помощью сигнала ШИМ
Протокол порта обмена данными	CANopen; Modbus

Таблица 2.3 - Технические характеристики Schneider-Electric ATV312HU75N4

Окончание таблицы 2.3

2.3.3 Выбор программируемого реле

Программирумое реле является элементом связи системы управления между оператором фонтана и частотным преобразователем. Оно получает команду от оператора, обрабатывает её по внутреннему алгоритму и выдает управляющие сигналы на преобразователи частоты. Из большого разнообразия продуктов было выбрано программируемое реле Schneider Electric SR2E201BD, так как оно обладает широким функционалом, удобно в настройке, имеет необходимое число входов/выходов и имеет возможность подключения внешнего графического терминала. Внешний вид реле изображен на рисунке 2.11.

Характеристики

Список файлов ВКР