125066 (593066), страница 4

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

Текст из файла (страница 4)

(2.2)

Значение параметров схемы замещения в именованных единицах определяются по формулам:

, (2.3)

(2.4)

где x, r – сопротивление, Ом

X, R – сопротивление, отн. ед.

Результаты расчета сопротивлений в именованных единицах представлены в таблице 2.3.

Таблица 2.3 Параметры схемы замещения в именованных единицах

В силовую часть электропривода входят асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором и комплектный преобразователь частоты.

Условием выбора преобразователя частоты является соответствие номинального напряжения и тока тиристорного преобразователя номинальным параметрам двигателя, т.е.

U_ТПном > U_1ном, I_ТПном > I_1ном.

Для питания двигателя выбран комплектный электропривод типа АТО4 5,5 (рисунок 2.2.1). Данный преобразователь является тиристорным электроприводом с автономным инвертором напряжения.

Параметры тиристорного преобразователя представлены в таблице 2.4.

Таблица 2.4 Данные комплектного электропривода АТО4 5,5

Электропривод АТО4 5,5 предназначен для высокодинамичных электроприводов механизмов с высокими требованиями к регулированию параметров при четырехквадрантном управлении.

Рис. 2.1 Комплектный электропривод АТО4 5,5

B – силовой полууправляемый выпрямитель

ФС – силовой LC-фильтр звена постоянного напряжения;

ТК – тиристорный ключ реостатного торможения (тормозной ключ);

БТР – блок тормозного резистора.

АД  асинхронный электродвигатель;

ИП источник питания (конвертор);

ДН датчик напряжения;

ФИ формирователь управляющих сигналов тиристоров (драйвер);

МК  микропроцессорный контроллер.

Силовой канал ВФСАИН осуществляет двухступенчатое преобразование электрической энергии выпрямление сетевого напряжения с помощью нерегулируемого выпрямителя В и последующее инвертирование выпрямленного постоянного по величине напряжения посредством автономного инвертора напряжения АИН. Алгоритм ШИМ обеспечивает взаимосвязанное регулирование частоты F и величины U выходного напряжения по заданному закону, а также формирует синусоидальную форму кривой тока приводного АД.

Для реализации режима динамического (реостатного) торможения в звено постоянного тока электропривода включён тормозной тиристорный (IGBT), ключ ТК и внешний блок тормозного резистора БТР. Датчики тока ДТ и напряжения ДН в силовом канале электропривода служат для контроля, регулирования и измерения электрических параметров электропривода, в т.ч. для защиты от токов перегрузки и короткого замыкания, недопустимых отклонений напряжения.

Многоканальный источник питания ИП преобразует сетевое переменное напряжение или выпрямленное напряжение звена постоянного тока в систему напряжений постоянного тока требуемых уровней и степени стабильности, гальванически связанных и не связанных между собой, для питания устройств управления.

Микропроцессорный контроллер МК осуществляет формирование режимов работы электропривода с заданными параметрами с помощью сигналов управления: сигналов ШИМ – управления тиристорами АИН, сигналов защиты и аварийного отключения электропривода, приёма и передачи внешних управляющих, задающих и информационных сигналов.

2.3 Расчет и выбор элементов выходного фильтра

На выходе с автономного инвертора напряжения расположен фильтр. Наиболее распространенным видом выходного фильтра является LC – фильтр. Основным требованием, предъявляемым к фильтру, является обеспечение заданного коэффициента гармоник переменного напряжения в стационарном режиме.

Индуктивность фильтра определяется по формуле:

(2.5)

где Е_макс – максимальное напряжение источника постоянного напряжения, В. В данном случае это напряжение в звене постоянного тока с учетом возможного превышения напряжения сети на 10%.

(2.6)

f_к – несущая частота, так называемая коммутации ШИМ.

В электроприводе типа АТО несущая частота меняется программно. В данном случае f_к=8 кГц. Предельная частота ограничена допустимой частотой переключения тиристоров, она составляет 10 кГц. Численное значение индуктивности фильтра определится:

(2.7)

К установке принимает реактор типа РТСТ – 20,5-2,02У3, параметры которого приведены в таблице 2.5

Таблица 2.5 Техническая характеристика реактора РТСТ – 20,5-2,02У3

Наименование	Размерность	Значение
Номинальное линейное напряжение питающей сети, Uсном	В	410
Номинальный фазный ток, I1ном	А	20,5
Номинальная индуктивность фазы, Lр	мГн	2,02
Активное сопротивление обмотки, Rp	мОм	265

Емкость фильтра определится по формуле:

(2.8)

где Т_к – период несущей частоты, с;

(2.9)

k_r – коэффициент высших гармоник; k_r=0,05;

Численное значение емкости фильтра:

(2.10)

К установке принимается конденсатор типа МБГО–1-400В–2,4мкФ±10%. Дроссели включают в каждую фазу, последовательно с асинхронным двигателем, а конденсаторы соединяют в треугольник и включают параллельно двигателю. Соответственно конденсаторы существенно не влияют на общее сопротивление статорной цепи, поэтому сопротивлением фильтра при расчетах можно пренебречь.

2.4 Расчет и выбор элементов сглаживающего фильтра

Сглаживающие дроссели устанавливаются в звене постоянного тока низковольтных агрегатов и служат для снижения переменной составляющей тока через конденсаторы фильтра и уменьшения зоны прерывистых токов при работе электропривода. Конденсатор предназначен для замыкания реактивной составляющей тока статора.

Качество фильтра определяется коэффициентом сглаживания, который определяется:

(2.11)

где q_вх – коэффициент пульсаций на входе фильтра;

q_вых коэффициент пульсаций на выходе фильтра принимается в пределах 0,01…0,1; выберем q_вых=0,01.

Коэффициент пульсаций на входе фильтра определяется по формуле:

(2.12)

где n – число пульсаций выпрямителя; для трехфазной мостовой схемы n=6;

a - угол управления вентилей выпрямителя; =0, так как напряжение регулируется в АИН.

(2.13)

Численное значение коэффициента сглаживания:

Емкость фильтра принимается из расчета 100 мкФ на 1 кВт мощности двигателя. Расчетная мощность фильтра определится:

(2.14)

К установке выбирается конденсатор типа МБГО–1-400 В–390мкФ±10%.

Индуктивность фильтра определяется по формуле:

(2.15)

(2.16)

К установке принимает реактор типа ФРОС–250/0,5У3 параметры, которого представлены в таблице 2.6.

Таблица 2.6 Техническая характеристика реактора ФРОС– 250/0,5У3

Разработка структурной схемы силовой части.

Силовая часть электропривода состоит из преобразователя частоты и электродвигателя. Структурная схема силовой части представлена на рисунке 2.1

Рис. 2.1 Структурная схема силовой части электропривода

Динамические свойства преобразователя частоты совместно с блоками измерения и преобразования координат могут быть упрощенно учтены апериодическим звеном с передаточной функцией:

(2.17)

где K_ПЧ эквивалентный передаточный коэффициент преобразователя.

(2.18)

где U_dмакс номинальное фазное напряжение на выходе преобразователя, В; U_{упр макс} максимальное напряжение системы управления, В.

Численное значение коэффициента передачи преобразователя частоты:

Т_ТЧ эквивалентная постоянная времени преобразователя, с. Она складывается из времени задержки включения ШИМ и времени, затрачиваемого процессором на преобразование и вычисление сигналов (Т_пр=1 мс).

Время задержки ШИМ определится:

(2.19)

Численное значение постоянной времени преобразователя:

(2.20)

Электродвигатель представляется передаточными функциями электромагнитной и механической частей, представленных апериодическим и интегрирующим звеньями, соединенными последовательно.

Характеристики

Список файлов ВКР