Диплом д (1235544), страница 3

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

Текст из файла (страница 3)

Для расчета частотного преобразователя потребуются следующие величины, которые ниже сведены в таблицу 3.3:

Pn – номинальная мощность двигателя, указанная на шильдике (кВт);

J – приведенный к валу двигателя момент инерции нагрузки (Нм);

n – частота вращения (об/мин), до которой нужно разогнать двигатель за время t;

t – время (сек) в течении которого требуется разогнать двигатель до частоты вращения n;

Un – значение напряжения (В) на обмотках двигателя на номинальных оборотах;

k – коэффициент искажения тока, на выходе преобразователя. k=0.95…1.05. при расчетах предельных параметров лучше использовать максимальное значение коэффициента;

η – коэффициент полезного действия (КПД) двигателя;

cosφ – коэффициент мощности электродвигателя;

Таблица 3.3 - Данные для расчета частотного преобразователя

Номинальный момент на валу двигателя:

Динамический момент на валу:

Расчет пусковой мощности двигателя:

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

При этом ток, потребляемый двигатель при линейном разгоне – Id, не должен превышать пусковой ток преобразователя частоты:

Исходя из полученных данных, по каталогу выбираем подходящий преобразователь частоты.

Преобразователь частоты SINAMICS G120C изображенный на рисунке 3.2 был специально разработан для производителей оборудования, которые ищут экономичный и компактный преобразователь частоты, обеспечивающий простое управление множеством функций. Это устройство объединяет компактное исполнение с высокой удельной мощностью и характеризуется быстрой установкой и вводом в эксплуатацию. Преобразователь выпускается в трёх основных типоразмерах на диапазон мощностей от 0.55 кВт до 18.5 кВт. Основные технические характеристики сведены в таблицу 3.4. Преобразователь также имеет все основные коммуникационные интерфейсы и является неотъемлемой частью комплексной автоматизации.

Быстрое проектирование и ввод в эксплуатацию с использованием программных средств SIZER и STARTER, а так же создание резервных копий данных с помощью панели оператора BOP, IOP и карты памяти MMC.

Особенности SINAMICS G120C:

• компактный преобразователь, с высокой плотностью мощности;

• быстрая механическая установка (снимаемые панели оператора);

• монтаж бок о бок;

• простой, оптимизированный ввод в эксплуатацию;

• соответствующий набор параметров (простое хранение и копирование);

• использование с панелями оператора IOP и BOP-2, а также соединение с ПК по USB;

• высокая энергоэффективность, векторное управление без датчика, автоматическое снижение потока с ECO U/f;

• встроенная функция безопасного отключения (STO) включена в базовое исполнение;

• интерфейсы Profinet, Profibus, CAN, RTU Modbus и USS.

Рисунок 3.2 - Преобразователь частоты SINAMICS G120C

Таблица 3.4 - SINAMICS G120С № 6SL3210-1KE21-7, технические данные:

Напряжение/частота	3-фазы 380-380 В +/-10% 50/60Гц +/-5%
Мощность
Выходной ток	25 А
Степень защиты	IP20/UL open type
Температура окружающей среды	до без ухудшения характеристик до с ухудшение характеристик
Длина кабеля двигателя	50 м экранированный / 100 м не экранированный
Входы/выходы	6 цифровых входов; 2 цифровых выхода; 1 аналоговый вход; 1 аналоговый выход;
Техника безопасности	SIL 2 по EN 61508, PL d по EN ISO 13849, категория 3 по EN 60204
Тип управления	Векторное, U/f, U/f-ECO
Энергоэффективность	Учет экономии энергии, учет потребляемой энергии, автоматическое уменьшение потока.
Функции	Постоянное заданное значение скорости, 2/3- проводное управление, ПИД-регулятор, управление стояночным тормозом двигателя
Функции торможения	Встроенный тормозной прерыватель

Преобразователи частоты рекомендуют использовать совместно с дополнительными, или иначе опциональными устройствами, рисунок 3.3. Опциональные устройства, в зависимости от их назначения, устанавливаются как в силовые цепи преобразователя, так и в цепи управления. К устройствам, устанавливаемым в силовую цепь, относятся: реакторы переменного и постоянного тока, входные и выходные фильтры, тормозные резисторы.

Рисунок 3.3 - Дополнительные устройства

Установка входных фильтров связана с требованием соответствия условиям по электромагнитной совместимости. Если такие требования не регламентируются, а воспроизводимые преобразователем шумы не оказывают вредного воздействия на другие устройства и узлы системы, фильтр можно не устанавливать.

Одновременное использование реакторов переменного и постоянного тока способствует достижению наилучшего эффекта по воздействию на гармонический состав. Связано это с тем, что реакторы переменного и постоянного тока имеют различную эффективность подавления высших гармонических составляющих с различными номерами. Не стоит пренебрегать этой рекомендацией при проектировании высококачественных систем электропривода.

В приводе ПСУ используется торможение выбегом. При этом не требуется установка тормозных резисторов или других устройств для поглощения инерции механизма.

Управление инвертором производится по традиционной схеме: задание скорости - аналоговый сигнал, задание режимов и контроль состояния инвертора - дискретные сигналы. При такой организации схемы управления, введения дополнительных опциональных устройств в управляющие цепи не требуется.

Выбор сетевого дросселя

Сетевой дроссель снижает гармоники в сетевом напряжении и защищает частотные преобразователи от вредных воздействий со стороны питающей сети.

Большинство типов приводов искажают сетевое напряжение, генерируя в него высокие гармоники. Сетевой дроссель эффективно снижают гармонические составляющие в сети, создаваемые частотным преобразователем, диаграмма представлена на рисунке 3.4.

Рисунок 3.4 - Диаграмма искажений

Сетевой дроссель так же используется для защиты входных цепей преобразователей частоты от пиковых перенапряжений, которые могут быть созданы ударами молнии, а так же другим оборудованием подключенным на линии, например мощными электродвигателями, запускаемыми напрямую от сети. Маломощные частотники наиболее подвержены негативным воздействиям со стороны сети, таким как воздействия от сварочного оборудования, мощных тиристорных регуляторов, приводов постоянного тока, и т. д.

Сетевой дроссель является двухсторонними буфером между приводом и сетью, снижая вредные воздействия одного на другое.

Сетевой дроссель для частотного преобразователя SINAMICS G120С (рисунок 3.5), заказной № 6SL3203-0СE21-8AA0.

- типоразмер FS B;

- мощность дросселя ;

- класс изоляции - B, провода – F;
- конструкция - ферромагнитный сердечник с двойным воздушным пробелом;
- присоединение - зажимы RSA, плоские СU наконечники;
- допуск - макс. 3% от номинального значения;

- безопасность - биметаллический выключатель ;
- номинальное напряжение 380В, 50Гц.;

Рисунок 3.5 - Трехфазный сетевой дроссель (реактор тока)

Выбор тормозного резистора

Тормозной резистор для частотного преобразователя SINAMICS G120С (рисунок 3.6), заказной № 6SL3201-0BE21-8AA0.

- типоразмер FS B;

- мощность тормозного резистора .

Рисунок 3.6 – внешний вид тормозного резистора

1. 3.2 Расчет и выбор ПЛК и дополнительного электротехнического оборудования

Программируемые контроллеры SIMATIC S7-1200, рисунок 3.7, это новое семейство микроконтроллеров для решения самых разных задач автоматизации малого уровня.

Рисунок 3.7 - Программируемый контроллер SIMATIC S7-1200

Эти контроллеры имеют модульную конструкцию и универсальное назначение. Они способны работать в реальном масштабе времени, могут использоваться для построения относительно простых узлов локальной автоматики или узлов комплексных систем автоматического управления, поддерживающих интенсивный коммуникационный обмен данными через сети Industrial Ethernet/PROFINET, а также PtP (Point-to-Point) соединения.

Программируемые контроллеры S7-1200 имеют компактные пластиковые корпуса со степенью защиты IP20, могут монтироваться на стандартную 35 мм профильную шину DIN или на монтажную плату и работают в диапазоне температур от 0 до +50 °C. Они способны обслуживать от 10 до 284 дискретных и от 2 до 51 аналогового канала ввода-вывода. При одинаковых с S7-200 конфигурациях ввода-вывода контроллер S7-1200 занимает на 35% меньший монтажный объем. Технические характеристики указанны в таблице 3.5.

К центральному процессору (CPU) программируемого контроллера S7-1200 могут быть подключены коммуникационные модули (CM); сигнальные модули (SM) и сигнальные платы (SB) ввода-вывода дискретных и аналоговых сигналов. Совместно с ними используются 4-канальный коммутатор Industrial Ethernet (CSM 1277) и модуль блока питания (PM 1207).

Центральные процессоры

В S7-1200 используется три модели центральных процессоров, отличающихся производительностью, объемами встроенной памяти, количеством и видом встроенных входов и выходов и другими показателями. Каждая модель имеет три модификации:

- с напряжением питания =24 В, дискретными входами =24 В и дискретными выходами =24 В/0.5А на основе транзисторных ключей;

- с напряжением питания =24 В, дискретными входами =24 В и дискретными выходами с замыкающими контактами реле и нагрузочной способностью до

2 А на контакт;

- с напряжением питания ~115/230 В, дискретными входами =24 В и дискретными выходами с замыкающими контактами реле и нагрузочной способностью до 2 А на контакт.

Каждый центральный процессор S7-1200 оснащен встроенным интерфейсом Ethernet, который используется для программирования и диагностики, обмена данными с другими системами автоматизации, устройствами и системами человеко-машинного интерфейса. Для одного процессорного модуля можно сконфигурировать 16 различных соединений для обмена данными. Для организации обмена данными могут использоваться транспортные протоколы TCP/IP, ISO на TCP и S7 функции связи (S7 сервер или S7 клиент). При необходимости в составе контроллера может использоваться простейший 4-канальный коммутатор Industrial Ethernet типа CSM 1277, выполненный в формате модулей S7-1200.

Характеристики

Список файлов ВКР