10 текст ВКР (1228330), страница 4

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

Текст из файла (страница 4)

Электрическая схема подключения дифференциального датчик давления воздуха ОВМ81 показана на рисунке 2.9

Рисунок 2.9 – Электрическая схема подключения

2.2.6 Датчик температуры с встроенным аналоговый преобразователем температуры ТСПУ Метран – 276

Рисунок 2.10 – Датчик температуры с встроенным преобразователем температуры ТСПУ Метран – 276

Датчик температуры предназначен для измерения температуры нейтральных и агрессивных сред, по отношению к которым материал защитной арматуры является коррозионностойким.

Чувствительный элемент первичного преобразователя и встроенный в головку датчика измерительный преобразователь преобразуют измеряемую температуру в унифицированный выходной сигнал постоянного тока 4 – 20 мА, что дает возможность построения АСУТП без применения дополнительных нормирующих преобразователей.

Диапазоны унифицированных выходных сигналов, первичный преобразователь, диапазоны преобразуемых температур, пределы допускаемой погрешности, зависимость выходного сигнала от температуры указаны в таблице 2.4.

Таблица 2.4 – Технические характеристики и параметры

Электрическая схема подключения датчика температуры с встроенным аналоговым преобразователем температуры ТСПУ Метран – 276 показана на рисунке 2.11.

Рисунок 2.11 – Электрическая схема подключения датчика температуры ТСПУ Метран – 276

2.3 Обзор расположения воздуховодов и оборудования системы приточно – вытяжной вентиляции

При проектировании систем вентиляции в производственных помещениях, а именно в трансформаторной подстанции необходимо иметь планы и разрезы здания с размещением технологического оборудования.

На рисунках 2.12 – 2.13 показано расположения воздуховодов и оборудования системы приточно – вытяжной вентиляции.

Рисунок 2.12 – Расположение автоматизированной системы приточно – вытяжной вентиляции, вид сверху

Пояснения к рисунку 2.12 представлены в таблице 2.5.

Таблица 2.5 – Пояснительная таблица

Рисунок 2.13 – Расположение автоматизированной системы приточно – вытяжной вентиляции, вид сбоку

Схема расположения всего оборудования автоматизированной системы вентиляции трансформаторной подстанции показана на чертеже ДП 140604.65 025 001.

2.4 Шкаф управления

Шкаф управления (ШУ) – комплектное устройство управления, включающее в себя силовые коммутационные аппараты, устройства защиты, преобразователи

частоты, программируемые логические контроллеры и др.

Основной принцип действия ШУ основан на непрерывном отслеживании изменений параметров системы и выборе оптимальных режимов работы электродвигателей. Управление шкафами может осуществляться в ручном или автоматическом режимах. Применение ШУ позволяет во многих случаях снизить потребление электроэнергии, защитить электродвигатели от недопустимых и нежелательных режимов работы, и, как следствие, продлить срок их эксплуатации на объекте. Хотелось бы подчеркнуть, что использование подобного ШУ позволяет достичь наилучших результатов.

Настоящий шкаф предназначен для построения на его основе системы управления приточно – вытяжной вентиляцией трансформаторной подстанции. А именно данный ШУ предназначен для управления вентиляторами со стандартными асинхронными двигателями переменного тока с короткозамкнутым ротором серии АИР в соответствии с сигналами управления, поступающими от микроконтроллера.

Проектируемый ШУ будет содержать в себе основное оборудование такое как: микроконтроллер, четыре преобразователя частоты (ПЧ) соответственно для каждого двигателя вентилятора, а также электрооборудование питания и защиты для микроконтроллера и ПЧ.

Принципиальная электрическая схема шкафа управления приточно – вытяжной вентиляцией показана на чертеже ДП 140604.65. 025 Э33.

2.5 Частотное управление электроприводом

В настоящее время, применение преобразователей частоты актуально и целесообразно практически во всех отраслях промышленности. Использование частотного преобразователя направлено на решение двух основных задач: управление моментом и скоростью вращения ЭД. Для нормального функционирования привода необходимо ограничивать момент и ток двигателя допустимыми значениями в переходных процессах пуска, торможения, а также при изменениях нагрузки.

Для решения задач регулирования скорости и момента в современном электроприводе применяют два основных метода частотного управления:

– скалярное управление;

– векторное управление.

Частотные преобразователи со скалярным методом управления используют где важно поддерживать определенный технологический параметр. Им может быть, например, давление в трубопроводе. Изменение амплитуды, а также частоты питающего напряжения выступает в качестве основного принципа, на котором основывается данный метод. При этом используется закон U/f. Благодаря относительно низкой стоимости ПЧ со скалярным управлением, он широко используется для привода механизмов, с диапазоном регулирования частоты вращения двигателя 1:40. Этот диапазон удовлетворяет требованиям по управлению насосами, вентиляторами, компрессорами.

Дополнительные особенности скалярного метода заключаются в свойственной ему легкости при реализации. Существует также недостатки, которые заключается в том, что нет возможности точно регулировать скорость вращения вала, а также на валу двигателя частотный преобразователь со скалярным управлением не дает возможности контролировать момент.

Ко второму методу частотного управления относится векторный метод. Это такой метод управления синхронными и асинхронными двигателями, при котором формируются не только гармонические токи (напряжения) фаз, но и обеспечивается управление магнитным потоком ротора, а именно, моментом на валу ЭД. Векторное управление применяется в случае, когда в процессе эксплуатации нагрузка может меняться на одной и той же частоте, т.е. нет четкой зависимости между моментом нагрузки и скоростью вращения, а также в случаях, когда необходимо получить расширенный диапазон регулирования частоты при номинальных моментах. Преобразователи, использующие данный принцип управления, имеют сравнительно высокую стоимость и применяются в механизмах с повышенными требованиями к качеству регулирования скорости, например, приводы в станках, лифтах, кранах. Векторное управление с применением датчиков обратной связи по скорости обеспечивает диапазон регулирования 1:1000.

Системы управления на базе частотных преобразователей могут иметь любые технологически требуемые функции, реализация которых возможна как за счет встроенных в преобразователи программируемых контроллеров, так и дополнительных контроллеров, функционирующих совместно с преобразователями.

Частотные преобразователи сочетают в себе уникальные качества, высокий технический уровень и надежность. На базе преобразователей частоты можно создавать гибкие системы электропривода и регулирования технологических параметров. Преобразователи легко встраиваются в существующие системы практически без останова управляемого технологического процесса, легко модифицируются и адаптируются в соответствии со всеми аспектами их применения. Широкий диапазон мощностей и различные варианты систем управления позволяют подобрать решение для многих задач управления [8].

2.6 Расчет и выбор преобразователя частоты

Начало расчета преобразователя частоты начинается с нахождения номинального и динамического моментов ЭД.

Рассчитаем номинальный момент на валу двигателя М_н, по формуле:

(2.4)

где Р_н – номинальная мощность двигателя (кВт);

n – частота вращения (об/мин).

Подставим известные значения в формулу (2.4) и найдем М_н:

Н·м

Рассчитаем динамический момента на валу двигателя М_дин., по формуле:

(2.5)

где J – приведенный к валу двигателя момент инерции нагрузки (Н·м);

t – время (сек) в течение которого требуется разогнать двигатель до частоты вращения n.

Нужно учитывать то, что пусковой ток двигателя ограничивается преобразователем по времени действия (обычно 60 сек.). Следовательно, время

t = 60 сек.

Подставим известные значения в формулу (2.5) и найдем М_дин.:

Н·м

Далее следует рассчитать пусковую мощность двигателя Р_п, по формуле:

(2.6)

где k – коэффициент искажения тока, на выходе ПЧ. Коэффициент искажения принято брать k = 0,95 – 1,05;

– коэффициент полезного действия (КПД) двигателя.

Подставим все известные значения в формулу (2.6) и найдем пусковую мощность двигателя:

На основании этой величины выбирается рабочая мощность преобразователя частоты Р_пч, которая должна соответствовать условию:

(2.7)

Подставим пусковую мощность Р_п в формулу (2.7) и найдем предполагаемую мощность преобразователя частоты Р_пч:

кВт.

При этом ток, который потребляет электродвигатель при линейном разгоне – I_d, не должен превышать пусковой ток преобразователя частоты:

(2.8)

где U_н – номинальное напряжение на двигателе вентилятора.

Подставляем все известные значения в формулу (2.8) и находим ток I_d:

А.

Очень важно сделать правильный выбор преобразователя. От него будет зависеть эффективность и ресурс работы преобразователя частоты и всего электропривода в целом. Так если мощность преобразователя будет слишком завышена, он не сможет в должной мере обеспечить защиту двигателя. С другой стороны, если мощность преобразователя мала, он не сможет обеспечить высоко динамичный режим работы и из-за перегрузок может выйти из строя. Правильная эксплуатация так же сильно влияет на срок службы преобразователя.

Основным критерием выбора ПЧ является паспортная мощность. Она должна быть больше или равна паспортной мощности двигателя. Необходимо учитывать то, что для ЭД принимается, что мощность в кВт относится к механической мощности двигателя на валу, не к потребляемой от источника питания активной мощности.

По полученным значениям предполагаемой мощности и выходного тока одновременно не отвечает ни один преобразователь. Поэтому главным параметром при выборе преобразователя является потребляемый электрический ток двигателя, поскольку он определяет режим работы выходных силовых транзисторов.

В соответствии с рассчитанными данными произведём выбор преобразователя частоты по следующим параметрам электродвигателя АИР71А2:

Характеристики

Список файлов ВКР