Антиплагиат Шкуратов (1236109), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Установка позволяет качатьhttp://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.12976910&repNumb=15/2815.06.2015Антиплагиатводу в резервуар и откачивать при заполнениирезервуара. Включением автоматического выключателя QF1 подаетсяпитание в ц епь. При наж атии кнопки SB1 получает питание магнитный пускатель КМ1, который своими контактамизамыкает ц епь двигателя и тем самым включает его в реж име подачи воды. Своим вторым контактом он шунтируеткнопку SB1, что позволяет не держ ать ее во время работы насоса. Остановка производится кнопкой SB3. Кнопка SB2включает э лектропривод в реж име откачки воды. Лампами L1 и L2 осущ ествляется индикац ия работы.
Присутствующ иев схеме автоматические выключатели QF1 и QF2 выполняют защ иту двигателя от перегрузок и коротких замыканий.2.2 Частотно-регулируемый э лектроприводКак было сказано ранее, способ регулирования давления изменением частоты вращ ения рабочего колеса являетсяоптимальным. Наиболеедостиж ения э той ц ели.рац иональнымсчитаетсяиспользованиечастотно-регулируемогоэ лектропривода,дляЧастотно-регулируемый э лектропривод - э то э лектромеханический преобразователь с синхронным или асинхроннымдвигателем, регулирование скорости которого происходит за счет изменения частоты питающ его напряж ения. Этавозмож ность вытекает из формулы (2.1) [5].
(2.1)Однако, изменение частоты влечет засобой изменение амплитуды напряж ения, так как изменение магнитного потокаобратно пропорц ионально изменению частоты [4]. (2.2)В состав такого э лектропривода входит э лектродвигатель (чащ е всего асинхронный с короткозамкнутым ротором) ипреобразователь частоты.Из-затого,чтонуж норегулироватьдвапараметра,значительноуслож няютсясистемыуправленияэ тимиэ лектроприводами. Системы частотного регулирования делятся на скалярные и векторные.При скалярном управлении изменяют частоту и амплитуду подводимого к двигателю напряж ения, потому что изменениечастоты вызывает изменение параметров двигателя (момент пусковой, момент максимальный, КПД, коэ ффиц иентмощ ности). К достоинствам э того метода управления мож но отнести:простоту реализац ии как разомкнутых, так и замкнутых систем;возмож ность одновременного управления группой двигателей.Скалярное управление используется в случаях необходимости регулирования э лектропривода в небольших пределах(1:40).В системах векторного управления воздействуют непосредственно на вращ ающ ий момент двигателя путем измененияамплитудных значений тока и потокосц епления, и угловых сдвигов меж ду ними.
Векторное управление позволяет существенно увеличить диапазон управления, точность регулирования,повысить быстродействие электропривода.[6]Для осущ ествления векторного управления требуется измерение вектора потокосц епления и тока магнитного полястатора и угловых сдвигов меж ду ними. Это достигается за счет использования соответствующ их датчиков - прямоеуправление. Или за счет использования математической модели двигателя - косвенное управление.Системы с косвенным управлением являются более простыми по технической реализац ии, но уступают системам с прямымвекторным управлением по статическим и динамическим показателям [6].Векторное управление с датчиком обратной скорости обеспечивает диапазон регулирования до 1:1000 и выше.Точность регулирования по скорости – сотые доли процента, точность по моменту – единицы процентов.[6]Синхронные частотно-регулируемые приводы управляются теме ж е методами, что и асинхронные.
Но при работедвигателей больших мощ ностей сущ ествует вероятность выпадения двигателя из синхронизма. Для двигателей сбольшой мощ ностью применяют метод частотного управления с самоиндукц ией. Этот метод позволяет исключить э тувероятность. Поэ тому в чистом виде частотное регулирование синхронных машин используется только в двигателяхмалых и средних мощ ностей.2.2.1 Преобразователи частотыПреобразователь частоты - э то э лектромагнитный, э лектронный или э лектромеханический прибор, изменяющ ийчастоту э лектрического тока (напряж ения). В его состав входят схемы, построенные на тиристорах и транзисторах,работающ их как э лектронный ключ. Управляет работой ключей микроконтроллер, который помимо э того мож етвыполнять дополнительные функц ии (диагностика, контроль, защ ита).По устройству и принц ипу действия различают два вида преобразователейчастоты:с непосредственной связью;с явно выраженным звеном постоянного тока.Преобразователи с[6]непосредственной связью, управляя работой ключей подключают двигатель к сети.
В результате выходное напряж ениесостоит из участков входного и не мож ет превышать его или быть равным ему. Поэ тому у э тих преобразователей низкаяглубина регулирования (1:10). Что не позволяет использовать их в э лектроприводах, где требуется изменять параметрыв больших пределах. Не смотря на э то, у э тих преобразователей есть свои плюсы:высокий КПД;возмож ность работы с большими токами и напряж ениями;низкая стоимость по отношению к другим преобразователям.Данные преобразователи применяются в старых моделях э лектроприводов.Более современными являются преобразователи со звеном постоянного тока.
Которые выполняют двойноепреобразование частоты. Сначала входное напряж ение питающ ей сети выпрямляется управляемым или не управляемымвыпрямителем. Пульсац ии выпрямленного напряж ения сглаж иваются емкостным фильтром. Выпрямитель с фильтромобразуют явно выраж енное звено постоянного тока. Затем с выхода фильтра напряж ение поступает на автономныйинвертор. Который поочередным открытием ключей преобразует постоянное напряж ение в переменное необходимойhttp://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.12976910&repNumb=16/2815.06.2015Антиплагиат[7]инверторечастоты.
Восуществляется преобразование постоянного напряжения ℧d в трехфазное (илиоднофазное) импульсное напряжение изменяемой амплитуды и частоты. По сигналам системы управления каждаяобмотка электрического двигателя подсоединяется через соответствующие силовые транзисторы инвертора кположительному и отрицательному полюсам звена постоянного тока. Длительность подключения каждой обмоткив пределах периода следования импульсов модулируется по синусоидальному закону. Наибольшая ширинаимпульсов обеспечивается в середине полупериода, а к началу и концу полупериода уменьшается. Такимобразом,системаприкладываемогоуправлениякобмоткамобеспечиваетдвигателя.модулирующей синусоидальной функции.широтно-импульснуюАмплитудаичастотамодуляциюнапряжения(ШИМ)напряжения,определяютсяпараметрами[6]На рисунке 2.1 изображ ен принц ип работы преобразователя частоты.Рисунок 2.1— Принц ипиальная схема преобразователя частотыИнверторы современных преобразователей могут строятся на основе запираемых тиристорах илина основе биполярных транзисторах с изолированным затвором IGBT .[37]Построенные на запираемых тиристора инверторы широко распространены.
Их особенностью среди преобразователейсо звеном постоянного тока является работа с большими напряж ением при длительной нагрузке и высокий КПД (до 98%).Преобразователи построенные на э тих инверторах применяются в приводах с диапазоном мощ ностей от 100 КВт до10МВт. Инверторы в основе которых леж ат IGBT транзисторы отличаются полной управляемостью, что позволяетупростить систему управления и увеличить рабочую частоту инвертора. Хотя ц ена инверторов построенных на IGBTтранзисторах выше чем ц ена инверторов построеных на запираемых тиристоров, инверторы на транзисторахпревосходят по отношению ц ена качество.Большинство преобразователей используют метод векторного управления.
Цена таких преобразователей выше чемц ена преобразователей со скалярным управлением, но они обеспечивают боле точное управление и сниж аютстатическую ошибку. Системы со скалярным управлением поддерж ивают постоянное соотношение меж ду выходнымнапряж ением и выходной частоты.Таким образом, использование преобразователя частоты позволяет:снизить э лектропотребление (≈50%);увеличить точность регулирования скорости;защ итить двигательот аварий (короткие замыкания, перегрузки, пропадания фаз и т.д.);упростить управление;автоматизировать систему водоснабж ения;производить диагностику двигателя;добиться стабилизац ии скорости вращ ения;обеспечить плавный пуск двигателя;защ итить систему от гидроударов.2.2.2 Выбор преобразователя частотыВыбор преобразователя частоты основывается на параметрах э лектропривода.
Главным параметром является мощ ность.Необходимо выбирать преобразователь так чтобы его выходная мощ ность была больше или равна мощ ности двигателя.При выборе любого параметра нуж но учитывать характер нагрузки э лектропривода. В случаях использованияспец иальных двигателей, которыеминимальноевремяразгона),могутпредъявлятьрекомендуетсявдополнительныекачествеглавноготребования (большойпараметраиспользоватьпусковоймомент,номинальныйток.Номинальный ток преобразователя долж ен быть не ниж е номинального тока двигателя.Применяемым питающ им напряж ением для преобразователя частоты является напряж ение 380В трехфазной сети.Такж е мож ет использоваться однофазное 220В.Следует определиться с глубиной регулирования. Если необходимо изменять скорость в пределах10% от номинальнойто мож ет подойти почти любой преобразователь.
Но если ж е необходимо сниж ать скорость в широких пределахобеспечивая номинальный момент на валу, то следует уделить внимание на, то смож ет ли преобразователь обеспечитьработу на частотах близких к нулю. При работе на низких скоростях возникает проблема с охлаж дением двигателя. Дляохлаж дения используются вентиляторы устанавливаемые на вал двигателя.
При низких скоростях они со своей работойне справляются. В таких случаях применятся вентиляторы с независимым питанием.Необходимо определиться со способом тормож ения. Возникающ ую кинетическую э нергию двигателя нуж но куда тодеть. Преобразователь частоты позволяет решать э ту проблему несколькими способами:рекуперативное тормож ение;с помощ ью тормозного прерывателя;подачей более низкого напряж ения на обмотку статора.Выбортогоилииногоспособазависитизсоображ енийэ кономииэ лектроэ нергииивременитормож ения.Преобразователи позволяющ ие использовать рекуперативный способ стоят дорож е, но э кономят потребление э нергииза счет возвращ ения ее в сеть. Тормож ение за счет тормозного прерывателя позволит сократить время тормож ения.Ещ е одно различиепреобразователей э то способы индикац ии и управления его работой.
Некоторые преобразователиоснащ аются небольшим э краном, на который мож но выводить информац ию о работе преобразователя. Это могут бытьзначения каких- либо параметров, графики их изменения. При отсутствии такого э крана э ту информац ию мож новывести на пульт дистанц ионного управления либо на компьютер. Такие панели облегчают работу при наладке инастройке преобразователя.Управление реж имами работы мож ет производиться за счет поворота ручки потенц иометра. Либо за счет наж атиякнопок, такой способ носит название «автоматический потенц иометр», его плюс в том что невозмож но резко изменитьскорость двигателя. К тому ж е кнопки управления намного надеж нее переменного резистора.Для того что бы осущ ествить управление э лектроприводом с помощ ью контроллера необходимо чтобы преобразовательчастоты поддерж ивал управляющ ий сигнал контроллера.
Стандартными являются сигналы: 0-10В и 4-20мА.Наличиев преобразователеПИДрегулятораивозмож ностиподключения датчикаобратнойсвязипозволитпреобразователя самостоятельно поддерж ивать скорость на заданном уровне.http://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.12976910&repNumb=17/2815.06.2015Антиплагиат2.3 Использование программируемых логических контроллеровдля построения систем управления э лектроприводами.ПЛК — программируемый логический контроллер, представляет собой микропроц ессорное устройство, предназначенноедля сбора, преобразования, обработки, хранения информац ии и выработки команд управления, имеющ ей конечноеколичество входов и выходов, подключенных к ним датчиков, ключей, исполнительных механизмов к объектууправления, и предназначенный для работы в реж имах реального времени [8].Используется в узлах промышленной автоматики, для автоматизац ии технологическихпроц ессов,управленияпромышленными механизмами.Программируемые логические контроллеры пришли на смену контроллерам, построенным на релейных схемах.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
