Антиплагиат (814368), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Посленегопульсирующ ееоднополярное напряж ение сглаж ивается с помощ ью фильтра.Трехфазный инвертор осущ ествяетhttp://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.23536784&repNumb=16/1615.06.2016Антиплагиатпреобразование выпрямленного напряжения в трехфазное переменное напряжение заданной частоты и амплитуды, котороеприкладывается к обмоткам статора электродвигателя.[5]Инвертор состоит из шести транзисторных ключей, чащ е всего используютсиловые IGBT-транзисторы. По сравнению с тиристорами они имеют более высокую частоту переключения, что позволяетвырабатывать выходной сигнал синусоидальной формы с минимальными искажениями.[5]Структурная схема ПЧ представлена на рисунке 1.6.Рисунок 1.6 - Структурная схема преобразователя частотыОбозначения в схеме на рисунке 1.6:В – выпрямитель;АИН – автономный инвертор напряж ения;СУИ ШИМ – система управления импульсами широтно-импульсного преобразователя;САР – система автоматического регулирования.Управляющ ий сигнал напряж ения Uупр поступает на САР и является задатчиком скорости.
После преобразования из САР выходитнапряж ение требуемой частоты на СУИ ШИМ, где формируются управляющ ие импульсы на транзисторные ключи, соединенные свыводами СУИ ШИМ. В АИН формируется напряж ение заданной частоты в зависимости от частоты поступающ их сигналов натранзисторные ключи.Широтно-импульсное управление характеризуется периодом модуляции, внутри которого обмотка статора электродвигателяподключается поочередно к положительному и отрицательному полюсам выпрямителя.[5]Чем больше частота модулирования сигналов, тем больше выходное напряж ение приближ ено к синусоидальному закону, благодаряфильтрующ им свойствам самих обмоток.На рисунке 1.7 представлена двухполярная последовательность прямоугольных импульсов.Рисунок 1.7 - Двухполярная последовательность прямоугольных импульсовТакая система управления обладает высоким КПД.На рисунке 1.8 представлена 3-х фазная мостовая схема автономного инвертора на IGBT-транзисторах.Рисунок 1.8 - Трехфазная мостовая схема автономного инвертора на IGBT-транзисторахОна состоит из[5]шести диодов, соединенных по мостовой схеме, образующ их какскад выпрямителя; входного фильтра, включающ его Lв иСф и шести IGBT-транзисторов V1-V6, включенными встречно-параллельно диодами обратного тока D1-D6,[5]образующ ими каскад инвентора.Сущ ествует два способа регулирования выходного напряж ения инвертора:амплитуднымза счет изменения входного напряжения UВ;широтно-импульсным за счет изменения программы переключения вентилей V1-V6 при Uв = const.2[5]РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ЧАСТОТНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ НАСОСОВ2.1 Структурная схема системы управленияВ городских фонтанах на верхних прудах было установлено оборудование для лазерного шоу и управление насосами происходило спомощ ью управляющ их сигналов с лазерного оборудования на реле, которое подавало питание на насос.В модернизируемой системе управление насосами будет осущ ествляться с помощ ью следующ их э лементов:ц ентробеж ного насоса с асинхронным э лектродвигателем с короткозамкнутым ротором.
Насос включается при подаче на неготрехфазного напряж ения и предназначен для создания напора воды;частотного преобразователя. ПЧ включается в зависимости от управляющ его сигнала и преобразовывает трехфазное напряж ениесети в трехфазное питающ ее напряж ение насоса требуемой частоты;датчиков уровня воды. Они предназначены для определения уровня воды в пруде;программируемого реле. Предназначено для управления ПЧ и обработки сигналов от датчиков уровня воды;графического терминала.
Служ ит в качестве панели оператора для удобного раздельного и совместного управления фонтанами.Энергетический обмен происходит по двум каналам.Силовой канал. По э тому каналу протекают высокие рабочие токи, необходимые для создания э лектромагнитного момента двигателянасоса. Представляет собой трехфазную питающ ую сеть напряж ением 380 В и частотой 50 Гц , которая с помощ ью частотногопреобразователя трансформируется и направляется в двигателю.Информац ионный канал.
По э тому каналу протекают незначительные токи с номинальным напряж ением 5 В. Основная ц ельинформац ионного канала – создавать управляющ ие воздействия на управляемые э лементы системы.Структурная схема системы приведена на чертеж е ВКР 13.03.02 02.Построение алгоритма функц ионирования системы управленияСинтезируем алгоритм работы системы автоматики.Проверяются сигналы от датчиков уровня воды.Если уровень воды ниж е полож ения ниж него датчика или превышает уровень полож ения верхнего датчика, то питание на насосы неподается.
При отсутствии аварийных сигналов система готова к запуску.Далее алгоритм работы зависит от команды оператора с графического терминалаСтруктурная схема панели оператора представлена на рисунке 2.1.Рисунок 2.1 – Структурная схема панели оператораПри наж атии кнопки «пуск» из выходных каналов программируемого реле подаются управляющ ие сигналы на все преобразователичастоты системы и на дисплее программируемого реле загорается соответствующ ий индикатор пуска насосов.При наж атии кнопок «фонтан 1» - «фонтан 4» запускаются соответственно 1-4 фонтаны.http://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.23536784&repNumb=17/1615.06.2016АнтиплагиатПри наж атии кнопок «ц ентр 1» - «ц ентр 4» запускаются насосы только ц ентральных форсунок выбранных фонтанов.При наж атии кнопок «круг 1» - «круг4» запускаются насосы только круговых труб с наклонными форсунками выбранных фонтанов.При отстутсвии сигнала с программируемого реле двигатели останавливаются.2.3 Выбор оборудования модернизируемой системыВыберем оборудование для выполнения алгоритма работы, описанного в подразделе 2.2.2.3.1 Подбор насосаЭлектропривод насоса имеет продолж ительный реж им работы с неизменной нагрузкой.
Нагрузочная диаграмма такого реж имапредставлена на рисунке 2.2.Рисунок 2.2 - Нагрузочная диаграмма реж има работы двигателя с неизменной нагрузкойДля использования совместно с частотным преобразователем двигатель долж ен соответствовать следующ им требованиям:работать при различном напряж ении питания;работать при различной частоте питающ его напряж ения;иметь изолированные подшипники.В современных искусственных водоемах фонтана чащ е всего устанавливаются ц ентробеж ные насосы.
В отличие от других типовнасосного оборудования, они характеризуются меньшим количеством трущ ихся друг об друга механизмов. При помощ иц ентробеж ного насоса мож но получить струю, достигающ ую в высоту до 50 м.Выберем насос КМ 80-65-160.Технические характеристики э того насоса приведены в таблиц е 2.1.Таблиц а 2.1 - Технические характеристики насоса КМ 80-65-160СерияКМНоминальная подача, м³/ч50Напор, м32Частота вращ ения, об/мин2895Давление на входе в насос, кгс/см², не более6КПД, %71Напряж ение питания, В380Частота тока, Гц50Мощ ность двигателя, кВт7.5В насосе КМ 80-65-160 установлен двигатель АИР112М2Ж .
Чертеж двигателя АИР112М2Ж представлен на рисунке 2.3.Рисунок 2.3 - Чертеж двигателя АИР112М2ЖТехнические характеристики двигателя приведены в таблиц е 2.2.Таблиц а 2.2 - Технические характеристики двигателя АИР112М2ЖТипАИР112М2ЖНоминальная мощ ность, кВт7.5Частота вращения, об/мин2895КПД, %87cos φ0.88Номинальный ток статора, А14.9[37]Кратностьмаксимального момента2.3Кратность пускового тока7.5Кратность[35]пускового момента2.2Масса, кг54Основные конструктивные э лементы двигателя.Станина. Является опорой для всех э лементов э лектродвигателя.
Такж е на нем присутствуют ребра для охлаж дения двигателя икрепеж ные отверстия.Статор. На его обмотки подается напряж ение сети, в результате чего создается вращ ающ ееся э лектромагнитное поля. Состоит изферромагнитного сердечника с улож енными в нем обмотками, конц ы которых выводятся на клеммную коробку. Сердечникизготавливается из отдельных изолированных листов э лектротехнической стали, чтобы уменьшить потери на перемагничивание и«вихревые токи».Ротор. Является вращ ающ ейся частью э лектродвигателя, в которой наводится индукц ионный ток при вращ ении в магнитном полеhttp://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.23536784&repNumb=18/1615.06.2016Антиплагиатстатора, в результате чего возникает э лектромагнитный момент.
Находится внутри статора и состоит из алюминиевых (реж е медных,латунных) стерж ней, замкнутых накоротко с торц ов двумя кольц ами.Вал. Служ ит для передачи механического момента рабочему органу. Имеет ж есткую механическую связь с ротором.Вентилятор. Предназначен для охаж дения двигателя. Приводится в движ ение за счет вала.Подшипники. В них закреплен вал. Предназначены для уменьшения потерь на трение при вращ ении вала. Представляют собойнебольшие металлические шарики, вращ ающ иеся в полости колец .Вычислим номинальный ток двигателя по формуле:Iн=Рн3Uн∙η∙cosφ (2.1)где Рн – номинальная мощ ность двигателя, Вт;Uн – номильнальное напряж ение питания двигателя, В;η – КПД двигателя;cosφ – коэ ффиц иент мощ ности двигателя.Подставим в формулу 2.1 данные из таблиц ы 2.2:Iн=75003∙380∙0.87∙0.88=14.88 АРассчитаем номинальный момент на валу двигателя по формуле:Мн=Pнω н , (2.2)где ω н – угловая частота двигателя.ω н=2πn60=2∙3.14∙289560=303.16 радс, (2.3)где n - частота вращ ения двигателя, об/мин.Подставим рассчитанное значение ω н в формулу (2.2):Мн=Pнω н=7500303.16=24.74 Н∙м.Рассчитаем максимальный момент двигателя по формуле:Ммах=кмах∙Мн=2.3∙24.74=56.9 Н∙м, (2.4)где кмах - кратность максимального момента.Рассчитаем пусковой ток двигателя по формуле:Iп=kI∙Iн=7.5∙14.88=111.6 А, (2.5)где kI – кратность пускового тока двигателя.Рассчитаем пусковой момент двигателя по формуле:Мп=кМ∙Мн=2.2∙24.74=54.43 Н∙м, (2.6)где кМ – кратность пускового момента двигателя.2.3.2 Подбор частотного преобразователяОпределяющ ими факторами выбора частотного преобразователя будут являться:функц иональные возмож ности, требуемые системой управления;мощ ность, достаточная для работы двигателя;защ ита от перегрузок двигателя;диапазон рабочих скоростей двигателя;диапазон рабочих моментов ;характеристики нагрузки и ц иклограммы работы.Выбор частотного преобразователя будем производить по номинальной мощ ности и по номинальному току двигателя.Паспортная мощ ность ПЧ долж на быть больше или равна паспортной мощ ности двигателя.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
