ПЗ (814372), страница 3

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

Текст из файла (страница 3)

Рисунок 2.2 - Нагрузочная диаграмма режима работы двигателя с неизменной нагрузкой

Для использования совместно с частотным преобразователем двигатель должен соответствовать следующим требованиям:

• работать при различном напряжении питания;

• работать при различной частоте питающего напряжения;

• иметь изолированные подшипники.

В современных искусственных водоемах фонтана чаще всего устанавливаются центробежные насосы. В отличие от других типов насосного оборудования, они характеризуются меньшим количеством трущихся друг об друга механизмов. При помощи центробежного насоса можно получить струю, достигающую в высоту до 50 м.

Выберем насос КМ 80-65-160.

Технические характеристики этого насоса приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 - Технические характеристики насоса КМ 80-65-160

Серия	КМ
Номинальная подача, м³/ч	50
Напор, м	32
Частота вращения, об/мин	2895
Давление на входе в насос, кгс/см², не более	6
КПД, %	71
Напряжение питания, В	380
Частота тока, Гц	50
Мощность двигателя, кВт	7.5

В насосе КМ 80-65-160 установлен двигатель АИР112М2Ж. Чертеж двигателя АИР112М2Ж представлен на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3 - Чертеж двигателя АИР112М2Ж

Технические характеристики двигателя приведены в таблице 2.2.

Таблица 2.2 - Технические характеристики двигателя АИР112М2Ж

Тип	АИР112М2Ж
Номинальная мощность, кВт	7.5
Частота вращения, об/мин	2895
КПД, %	87
cos φ	0.88
Номинальный ток статора, А	14.9
Кратность максимального момента	2.3
Кратность пускового тока	7.5
Кратность пускового момента	2.2
Масса, кг	54

Основные конструктивные элементы двигателя.

• Станина. Является опорой для всех элементов электродвигателя. Также на нем присутствуют ребра для охлаждения двигателя и крепежные отверстия.

• Статор. На его обмотки подается напряжение сети, в результате чего создается вращающееся электромагнитное поля. Состоит из ферромагнитного сердечника с уложенными в нем обмотками, концы которых выводятся на клеммную коробку. Сердечник изготавливается из отдельных изолированных листов электротехнической стали, чтобы уменьшить потери на перемагничивание и «вихревые токи».

• Ротор. Является вращающейся частью электродвигателя, в которой наводится индукционный ток при вращении в магнитном поле статора, в результате чего возникает электромагнитный момент. Находится внутри статора и состоит из алюминиевых (реже медных, латунных) стержней, замкнутых накоротко с торцов двумя кольцами.

• Вал. Служит для передачи механического момента рабочему органу. Имеет жесткую механическую связь с ротором.

• Вентилятор. Предназначен для охаждения двигателя. Приводится в движение за счет вала.

• Подшипники. В них закреплен вал. Предназначены для уменьшения потерь на трение при вращении вала. Представляют собой небольшие металлические шарики, вращающиеся в полости колец.

Вычислим номинальный ток двигателя по формуле:

где – номинальная мощность двигателя, Вт;

– номильнальное напряжение питания двигателя, В;

– КПД двигателя;

– коэффициент мощности двигателя.

Подставим в формулу 2.1 данные из таблицы 2.2:

Рассчитаем номинальный момент на валу двигателя по формуле:

где – угловая частота двигателя.

где - частота вращения двигателя, об/мин.

Подставим рассчитанное значение в формулу (2.2):

Рассчитаем максимальный момент двигателя по формуле:

где - кратность максимального момента.

Рассчитаем пусковой ток двигателя по формуле:

где – кратность пускового тока двигателя.

Рассчитаем пусковой момент двигателя по формуле:

где – кратность пускового момента двигателя.

2.3.2 Подбор частотного преобразователя

Определяющими факторами выбора частотного преобразователя будут являться:

• функциональные возможности, требуемые системой управления;

• мощность, достаточная для работы двигателя;

• защита от перегрузок двигателя;

• диапазон рабочих скоростей двигателя;

• диапазон рабочих моментов ;

• характеристики нагрузки и циклограммы работы.

Выбор частотного преобразователя будем производить по номинальной мощности и по номинальному току двигателя.

Паспортная мощность ПЧ должна быть больше или равна паспортной мощности двигателя. Из таблицы 2.2 известно, что номинальная мощность двигателя АИР112М2Ж равна .

Номинальный длительный ток ПЧ должен быть больше или равен номинальному току двигателя.

Произведем выбор частотного преобразователя в соответствии со значениями, рассчитанными по формулам (2.1)-(2.6). По данным параметрам подходит частотный преобразователь Schneider Electric ALTIVAR 312.

Внешний вид преобразователя представлен на рисунке 2.4.

Рисунок 2.4 - Внешний вид частотного преобразователя Schneider Electric ALTIVAR 312

Основные преимущества выбранного частотного преобразователя:

• выходная частота 0.5...500 Гц;

• наличие скалярного U/f-регулирования и векторного управления потоком в разомкнутой системе, а также режима энергосбережения;

• защита от перегрузки и короткого замыкания;

• 170 - 200 % номинального момента двигателя в переходных процессах;

• конфигурирование неисправностей и типов остановки;

• использование наиболее часто используемых интерфейсов Modbus и CANopen;

• наличие встроенного ЭМС фильтра;

• высокая надежность.

Из многообразия преобразователей частоты серии ALTIVAR 312 была выбрана модель ATV312 HU75N4, так как эта модель обладает необходимой мощностью и током в установленном режиме для реализации модернизируемой системы.

Основными функциями выбранного преобразователя частоты являются:

• Выбор формы кривых разгона и торможения

Можно выбрать:

а) линейную функцию:

График разгона и торможения является прямой линией. Применяется, если технологический процесс требует постоянного ускорения и замедления;

б) S-образную:

График разгона и торможения имеет форму, представленную на рисунке 2.5.

Рисунок 2.5 - S-образная форма кривых разгона и торможения

Характеризуется для плавным ускорения или замедлением рабочего органа. Применяется для конвейерных станков, транспортирующих хрупкий груз;

в) U-образную:

График разгона и торможения имеет форму, представленную на рисунке 2.6.

Рисунок 2.6 - U-образная форма кривых разгона и торможения

Характеризуется резким ускорением или замедлением в начале разгона и плавным в конце;

г) индивидуальную кривую:

Пользователь может сам настроить кривую разгона и торможения, в зависимости от технологических требований привода.

• Локальное задание скорости с помощью ручки навигатора

Позволяет изменять задание частоты с помощью ручки навигатора.

• 16 предварительно заданных скоростей

Позволяет заносить в программу управления 16 установленных значений скорости.

• Выбор U/f регулирования двигателя. В данном ПЧ существует 4 способа U/f регулирования двигателя:

а) с постоянным моментом нагрузки (кривая 1 рисунок 2.7);

б) с переменным моментом нагрузки (кривая 2 рисунок 2.7);

в) векторное управление (кривая 3 рисунок 2.7);

г) энергосбережение для применений с переменным моментом нагрузки на валу, не требующих хороших динамических характеристик. Поведение, близкое к кривой 2 при работе на холостом ходу и к кривой 3 при нагрузке.

Зависимости напряжения от частоты при разных способах регулирования изображены на рисунке 2.7.

1 - с постоянным моментом нагрузки; 2 - с переменным моментом нагрузки; 3 – при векторном управлении; 4- при энергосбережении

Рисунок 2.7 - Зависимости напряжения от частоты при разных способах регулирования

• Двух- и трехпроводное управление

Двухпроводное управление: открытое или закрытое состояние входов управляет пуском и остановкой привода. Пример двухпроводного подключения изображен на рисунке 2.8.

Рисунок 2.8 - Двухпроводное подключение

При замыкании контакта LI1 двигатель движется вперед, а при замыкании контакта LIx двигатель движется назад.

Трехпроводное (импульсное) управление: одного импульса вперед или назад достаточно для управления пуском. Одного импульса Стоп достаточно для управления остановкой. Пример трехпроводного подключения изображен на рисунке 2.9.

Рисунок 2.9 - Трехпроводное подключение

Подача импульса на LI1 – стоп; на LI2 – вперед; на LIx – назад.

• Работа в режиме «быстрее-медленнее»

Данный режим работы характеризуется управлением скоростью двигателя с помощью трех дискретных выходов. Рассмотрим работу в этом режиме с помощью временной диаграммы, изображенной на рисунке 2.10.

а) схема подключения; б) временные диаграммы

Рисунок 2.10 - Режим «быстрее-медленнее»

При замыкании контакта a двигатель движется вперед и удерживает скорость. Во время замыкания контакта b двигатель ускоряется и удерживает скорость при размыкании. При разомкнутых контактах двигатель замедляется. Затем, если замкнуть контакт с, двигатель будет ускоряться в обратном направлении, а контакт d ускоряет это движение.

• ПИ-регулятор и задания для него

В ПЧ можно сформировать ПИ-регулятор с требуемой передаточной характеристикой путем изменения коэффициентов.

• Конфигурирование типов остановки

На ПЧ можно выбрать тип остановки при исчезновении команды пуска или появлении команды остановки.

Типы остановок:

а) с заданным темпом;

Торможение с настраиваемым временем торможения.

б) быстрая остановка;

Характеристики

Список файлов ВКР