Антиплагиат (1235557), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Во-первых, если на валу не установлен датчик скорости, то невозможно осуществлять регулированиезначения скорости вращения вала, поскольку она зависит от воздействующей на электропривод нагрузки. Установкадатчика скорости с легкостью решает данную проблему, но еще одним значительным недостатком остается – отсутствиевозможности регулирования значения момента на валу двигателя. Можно конечно установить датчик момента, ностоимость подобных датчиков, как правило, превышает стоимость самого электропривода.
Причем, даже если установитьдатчик управления моментом, то процесс управления этим самым моментом окажется невероятно инерционным. Еще одно«но»-скалярноеуправлениеасинхроннымдвигателемхарактеризуетсятем,чтоневозможноосуществлениеодновременного регулирования скорости и момента, поэтому приходится осуществлять регулирование той величины,которая в данный момент времени наиболее важна в силу условий технологического процесса.[5]Для того чтобы устранить недостатки, которыми обладает скалярное управление двигателем, ещ е в 1971 году компанией SIEMENSбыло предлож ено внедрение метода векторного управления двигателем.Система управления современных электроприводов содержит в себе математическую модель двигателя, позволяющуюрассчитать скорость вращения и момент вала. Причем в качестве необходимых датчиков устанавливаются только датчикитока фаз статора двигателя.
Специально разработанная структура системы управления обеспечивает независимость ипрактически безынерционность регулирования основных параметров – момент вала и скорость вращения вала.К сегодняшнему дню сформировались следующие системы векторного управления асинхронным двигателем:-бездатчиковые, на валу двигателя отсутствует датчик скорости;-системы, имеющие обратную связь по скорости.Применение методов векторного управления зависит от области применения электропривода.
Если диапазон измерениязначения скорости не превышает 1:100, а требования, предъявляемые к точности, колеблются в пределах ±1,5%, тоиспользуется бездатчиковая система управления. Если измерение скорости осуществляется в пределах достигающихзначений 1: 10000 и больше, а уровень точности должен быть довольно высоким (±0,2% при частоте вращения ниже 1 Гц),или же необходимо позиционировать вал или осуществлять регулирование момента на валу при низких частотах вращения,то применяется система, имеющая обратную связь по скорости.Преимущества векторного метода управления асинхронным двигателем:-высокий уровень точности при регулировании скорости вращения вала, несмотря даже на возможное отсутствие датчикаскорости;-осуществление вращения двигателя на малых частотах происходит без рывков, плавно;-если установлен датчик скорости, то можно достичь номинального значения момента на валу даже при нулевом значениискорости;-быстрое реагирование на возможное изменение нагрузки – резкие скачки нагрузки практически не отражаются наскорости электропривода;-высокий уровень КПД двигателя, за счет сниженных потерь из-за намагничивания и нагрева.Несмотря на очевидные преимущества, метод векторного управления имеет и определенные недостатки - большаясложность вычислений, для работы необходимо знание параметров двигателя.
Помимо всего прочего колебания значенияскорости при постоянной нагрузке значительно больше, нежели при скалярном методе управления.Выводы по подразделу 3.4.При скалярном методе управления[5]используется выходная частота и ток частотного преобразователя. При векторном методе управления кроме частоты и тока такж еиспользуется фаза.Векторные модели точнее в работе, но при э том требуют наличия более точных измерений, однако они имеют большую стоимость.Выбор частотного преобразователя зависит от области применения привода, от типа нагрузки.4 ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ4.1 Выбор насосного оборудованияНа ВНС Лермонтова установлен насос 1Д 1450-75а. Расшифровка условных обозначений насоса:1-первая модернизац ия насоса;Д-насос двустороннего входа;1450-подача, м3/ч;75-напор, м;а- уменьшенный диаметр рабочего колесаОписание: Горизонтальный ц ентробеж ный двухстороннего входа одноступенчатый насос используется для перекачивания воды иж идкостей, схож их с водой по вязкости и химической активности плотностью до 1100 кг/см3, температурой до 368К (95°С), ссодерж анием твердых включений, не превышающ их по массе 0,05%, а максимальный размер их - 0,2 мм, микро твердостью неболее 6,5 Гпа (650 кгс/мм2).Технические характеристики насоса приведены в таблиц е 4.1Таблиц а 4.1 - Технические характеристики насоса 1Д 1450-75а.Подача1450 м3/чНапор75 мПотребляемая мощ ность насоса в номинальном реж име380кВтЧастота вращения1450 об/минКПД86%Допускаемый кавитационный запас, м,[19]не более7мМасса1165 кгПримечанияПриведенные значения указаны при работе насоса на воде с температурой 293К (20° С) и плотностью 1000 кг/м3.Допустимое производственное отклонение напора ±5%, подачи ±8%.Давление на входе в насос – 0.3 МПа (3 кгс/см2), не более.4.2 Расчет и выбор двигателяРасчет мощности электродвигателя для насосов центробежного типа выполняется по следующей формуле [6]:P=[14]Кз∙у∙Q∙H1000∙ηн∙ηn=1.28∙9982∙0,403∙751000∙0,86∙1=449 кВт, (4.1)где Кз-коэффициент запаса, для центробежных насосов принимается равным 1,1-1,4;– плотность перекачиваемой жидкости.
В нашем случае это вода (t=20°C), при такой температуре плотность воды ≈ 9982Нм3;– производительность насоса. Для насоса 1Д 1450-75а производительность =0.403м3с;Н – высота столба, выдаваемого насосом. Для насоса 1Д 1450-75а высота столба Н=75м;- коэффициент полезного действия насоса. Для насоса1Д 1450-75а, ηн=86%;- коэффициент полезного действия передаточного механизма. Так как в нашем случае редуктор отсутствует, коэффициентполезного действия передаточного механизма ηn=1.По величинемощности подбирают ближайший больший по мощности комплектующий двигатель, при этом может бытьиспользованлюбойтипдвигателяссоответствующеймощностьюичастотойвращения,вышеперечисленным требованиям.
Частота вращения, требуемая для насоса – 1450 об/мин. Выбранисоответствующий[14]асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором HGF 400L/A/, удовлетворяющ ий всем вышеперечисленным требованиям.Технические характеристики двигателя приведены в таблиц е 4.2Таблиц а 4.2 - Технические характеристики двигателя HGF 400L/A/Частота сети50 ГцМощ ность450 кВтЧисло полюсов4Частота вращ ения1490 об/минНоминальное напряж ение6 кВНоминальный ток52,4 АПусковой ток335 АОтношение токов Iпуск / Iном6,4Ток без нагрузки18,7 АНоминальный момент Мном2886 НмМпуск / Мном150%Ммакс / Мном250%Класс изоляц ииFРеж им работыS1Температура окруж ающ ей среды-20°C – +40°CВысота над уровнем моря1000 метров над у. м.Степень защ иты двигателяIP55Вес двигателя3400 кгУровень звукового давления78 дБДвигатели линейки HGF имеют ц ельнолитой корпус из высокопрочного чугуна.
Конструкц ия внешних и внутренних ребер всочетании с конструкц ией вентилятора и его кож ухом обеспечивают максимально возмож ную для самовентилируемого двигателятеплоотдачу, и таким образом, увеличивая значения номинальной мощ ности для данного типоразмера корпуса. При э томисключается перегрев двигателя.Кож ух вентилятора спроектирован таким образом, чтобы обеспечить свободный поток воздуха по всей поверхности корпусадвигателя и минимальную рец иркуляц ию воздуха внутри двигателя, что позволяет добиться максимального теплообмена и, такимобразом, охлаж дения двигателя.
Кож ух вентилятора изготавливается из чугуна и э то придает ему дополнительную прочность инадеж ность в э ксплуатац ии в ц елом. Как и корпус, так и кож ух вентилятора изготовлен из рекомендованного стандартом длявзрывобезопасных двигателей материала – серого чугуна FS-200.4.3Выбор преобразователя частоты и его описаниеДля двигателя HGF 400L/A/ необходимо подобрать преобразователь, который[14]удовлетворит следующ им требованиям технического задания:-Высоковольтный преобразователь частоты(ВПЧ) долж ен нормально функц ионировать с сохранением выходных техническиххарактеристик при отклонении напряж ения питающ ей сети 6000 В в диапазоне минус 10 % - плюс 10 % от номинального значенияи при колебаниях частоты питающ ей сети от 45 Гц до 55 Гц . При сниж ении напряж ения питающ ей сети до 25 % включительно недолж но происходить аварийного отключения ВПЧ.
В диапазоне сниж ения напряж ения питающ ей сети 10 % - 25 % ВПЧ долж еноставаться в работе с пропорц иональным сниж ением выходной частоты.-ВПЧ долж ен иметь не менее чем 30-ти импульсную систему выпрямления для максимального сниж ения влияния высших гармоник напитающ ую сеть.-ВПЧ не долж ен содерж ать повышающ их трансформаторов, а такж е не долж ен требовать фильтрокомпенсирующ ее устройство(ФКУ) по входу и выходу.-Для питания контрольных ц епей ВПЧ долж но использоваться однофазное напряж ение 220 В, частотой 50 Гц и мощ ностью 3 кВА.Долж ен быть установлен встроенный бесперебойный источник питания ц епей управления ВПЧ на 30 минут работы.-Питание вентиляторов ВПЧ долж но осущ ествляться от вторичной обмотки силового трансформатора (дополнительный источникпитания не требуется).-Долж ны быть установлены только внешние вентиляторы для системы вентиляц ии и охлаж дения ВПЧ.-ВПЧ долж ен быть оборудован системой блокировок, для исключения доступа к местам с напряж ением более 1000В.Вышеперечисленным требованиям удовлетворяют преобразователи частоты серии ALTIVAR 1200 компании «Schneider electric».Выберем конкретный ПЧ согласно мощ ности и напряж ения управляемого двигателя (таблиц а 4.2).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
