Автоматический электро-привод

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 24 Декабря 2012 в 09:55, курсовая работа

Описание

Проблема регулирования скорости движения машин и механизмов с целью экономии электроэнергии решалась в последние десятилетия в основном с помощью регулируемых электроприводов. Причём, если ещё в 70-80-х годах преобладающими были регулируемые электроприводы постоянного тока, то в настоящее время они повсеместно вытесняются регулируемыми электроприводами переменного тока, как правило, с асинхронными электродвигателями с короткозамкнутым ротором.

Содержание

Введение…………………………………………………………………………………...3
1. Расчет мощности и выбор электродвигателя…………………………………………4
2. Выбор преобразователя ………………………………………………………………..7
3. Схема подключения преобразователя и двигателя…………………………………..11
4. Выбор кабельной продукции……………………………………………………...…..12
5. Выбор коммутационной и защитной аппаратуры………………………….………..13
6.Оисание функций выносного графического терминала……………………….…..…14
7. ПИД-регулятор……………………………………………………………….….……...16
8. Электромагнитная совместимость и заземление…………………………….….……19
9. Тепловая защита двигателя……………………………………………………....…….22
10 Рекомендации по установке…………………………………………………………...24
11. Техника безопасности при эксплуатации преобразователя частоты………...…….26
12. Заключение……………………………………………………………………….……27
13. Использованная литература…………………………………………………..………28

Работа состоит из  1 файл

курсовая работа автоматический элюпривод.doc

— 884.00 Кб (Скачать документ)

 

Предварительные задания  ПИД-регулятора

Возможен выбор двух или четырех  заданий ПИД-регулятора. Таблица комбинаций выбранных заданий ПИД-регулятора:

 

LIx (Pr4)

LIy (Pr2)

Задание

0

0

rPI или A

0

1

rP2

1

0

rP3

1

1

rP4


 

 

 

 

 

Обратная связь ПИД-регулятора

Обратная связь ПИД-регулятора может быть назначена на один из аналоговых входов (AI1 - AI4),

импульсный вход (RP) или импульсный датчик, в соответствии с имеющимися дополнительными картами. Она может также передаваться по коммуникационной сети (сеть AI).

 

В сочетании с ПИД-регулятором можно использовать следующие 4 функции:

 

• Контроль обратной связи ПИД-регулятора

 

• Функция "сон/пробуждение"

Эта функция применяется в дополнение к ПИД-регулятору с целью избежать длительной

бесполезной или нежелательной  работы со слишком низкой скоростью. Она останавливает двигатель после определенного периода времени работы на пониженной скорости. Данные параметры – время (tLS) и скорость (LSP + SLE) – регулируются. Двигатель повторно запускается, если ошибка или обратная связь ПИД-регулятора превышают регулируемый порог (параметры rSL или UPP в зависимости от порога)

 

• Активация функции "сон" через определение расхода

Эта функция используется там, где  нулевой расход не может быть обнаружен только функцией "сон".

 

 

• Аварийно-предупредительные сигналы

Минимальный и максимальный контрольные  пороги обратной связи ПИД�регулятора и контрольный порог ошибки ПИД-регулятора.

 

• Упреждающее задание скорости

Источником этого задания могут быть клеммники (аналоговые входы, импульсные датчики и т.д.), графический терминал или коммуникационная сеть.

Этот скоростной вход является начальным  заданием для пуска.

 

Автоматический и ручной режимы работы

Позволяют переходить от ручного регулирования скорости к автоматическому с ПИД-регулятором.

Переключение осуществляется дискретным входом или битом слова управления.

 

Ручной режим регулирования  скорости

Ручное задание скорости передается через клеммник (аналоговые входы, импульсный датчик, предварительно заданные скорости и т.д.).

При переходе на ручной режим задание  скорости меняется в соответствии с  установленным временем разгона и торможения ACC и dEC.

 

Автоматический режим  регулирования скорости с ПИД-регулятором

При работе в автоматическом режиме имеется возможность:

  - адаптировать задания и обратную связь по регулируемой переменной (приведение в

соответствие);

  - скорректировать инверсный сигнал ПИД�регулятора;

  - настроить пропорциональную, интегральную и дифференциальную составляющие (Kp, Ki и Kd);

  - исключить интегральную составляющую;

  - использовать аварийно�предупредительный сигнал с помощью дискретного выхода или

визуализировать на графическом терминале  в случае превышения уставки (максимальный и минимальный сигналы обратной связи и ошибка ПИД�регулятора);

  - отобразить на графическом терминале сигналы задания, обратной связи, ошибки и выхода ПИД-регулятора и назначить на них аналоговый выход;

  - применить задатчик интенсивности (время = PrP) к задающему сигналу ПИД-регулятора.

Скорость двигателя ограничена пределами нижней (LSP) и верхней (HSP) скоростей.

 

Форсированная работа

В сочетании с функцией запрета  всех неисправностей эта функция  позволяет форсировать работу привода в определённом направлении и форсировать задание на сконфигурированное значение.

 

Ограничение расхода

Позволяет ограничить производительность насоса.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8. Электромагнитная совместимость

 

Подключения в соответствии с нормами  ЭМС.

 

Принцип:

Заземление между ПЧ, двигателем и экранирующей оболочкой кабеля должно иметь

высокочастотную эквипотенциальность.

• Используйте экранированные кабели, заземленные по всему диаметру с обоих концов, для подключения двигателя, тормозного сопротивления и цепей управления. Экранирование может быть выполнено на части кабеля с помощью металлических труб или каналов при условии отсутствия разрыва экранирования по всей длине экранируемого участка.

• Сетевой кабель питания должен располагаться как можно дальше от кабеля двигателя.

 

Схема установки для преобразователей:

1. Металлическая пластина (1), поставляемая вместе с ПЧ и монтируемая на нем (плоскость

заземления).

2. Преобразователь Altivar 61 UL типа 1/IP 20.

3. Неэкранированные провода питания.

4. Неэкранированные провода для выходных контактов реле неисправности.

5. Экранирующая оболочка кабелей 6, 7 и 8 крепится и заземляется как можно ближе к

преобразователю:

- зачистите оболочку;

- закрепите хомутом зачищенный участок экранирующей оболочки кабеля на пластине 1.

Экранирующая оболочка должна быть прикреплена к металлической  пластине достаточно

плотно, чтобы обеспечить надежный контакт.

6. Экранированный кабель для подключения двигателя.

7. Экранированный кабель для сигналов управления и контроля (в тех случаях, когда требуется

несколько проводников, должны использоваться провода сечением 0,5 мм2).

8. Экранированный кабель для подключения тормозного сопротивления.

Экранирующая оболочка кабелей 6, 7, 8 должна быть заземлена с обоих концов. Экранирование

не должно иметь разрывов. Промежуточные  клеммники должны находиться в экранированных

металлических коробках, отвечающих требованиям ЭМС.

9. Винт для заземления.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заземление

Заземление — это преднамеренное соединение нетоковедущих элементов оборудования, которые в результате пробоя изоляции могут оказаться под напряжением, с землёй. Заземление состоит из заземлителя (проводящей части или совокупности соединенных между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с землей непосредственно или через промежуточную проводящую среду) и заземляющего проводника, соединяющего заземляемое устройство с заземлителем.

 

Исходные данные:

Длина вертикального заземлителя 

L = 3 м

Диаметр вертикального заземлителя

d = 12 мм

Заглубление вертикального заземлителя

t = 0,7 м

Толщина верхнего слоя грунта

H = 1м

Ширина(диаметр) горизонтального заземлителя 

b = 12мм

Сезонный климатический коэффициент-вертикальный заземлитель

Cg = 1,6

Сезонный климатический коэффициент-горизонтальный заземлитель

Сg = 1,6

Удельное сопротивление верхнего слоя грунта

р1 = 100 Ом/м

Удельное сопротивление нижнего  слоя грунта

р2 = 100 Ом/м

Нормируемое значение заземления 

Rн = 10 Ом

Коэффициент использования заземлителей

= 0,78


 

 

 

 

 

 

Расчет

 

Эквивалентное удельное сопротивление 

= 103,8961 Ом/м

Сопротивление вертикального заземлителя 

= 36,2298 Ом

Сопротивление контура 

= 10,3896

Предварительное количество вертикальных заземлителей 

= 3,4871 шт

Длина горизонтального заземлителя 

= 5,2307 м

Суммарное сопротивление верт. и гор. заземлителей 

= 13,7228 Ом

Расстояние между вертикальными  заземлителями 

К= 1,5÷3 м

Расстояние от центра вертикального  заземлителя до поверхности земли

Т = 2,2 м

Количество вертикальных заземлителей 

= 4 шт


 

 

 

 

 

9. Тепловая защита двигателя

 

Тепловая защита двигателя обеспечивается с помощью преобразователя двумя  способами:

• прямая " путем обработки сигналов терморезисторов, расположенных в обмотках двигателя;

• косвенная " с помощью встроенного теплового реле. Косвенная тепловая защита обеспечивается за счет непрерывного расчета теоретического нагрева двигателя.

Микропроцессорная система рассчитывает теоретический нагрев двигателя  на основе:

• рабочей частоты;

• тока, потребляемого двигателем;

• времени работы;

• максимальной окружающей температуры 40 °C вблизи двигателя;

• типа вентиляции двигателя (естественная или принудительная).

Тепловая защита настраивается  от 0,2 до 1,5 номинального тока преобразователя. Она должна соответствовать значению номинального тока двигателя, приведенного на заводской табличке.

Примечание: хранимое значение теплового состояния двигателя возвращается к нулю при отключении питания системы управления преобразователя.

 

Двигатели с естественной вентиляцией:

кривые отключения зависят от частоты  двигателя.

Двигатели с принудительной вентиляцией:

Должна рассматриваться только одна кривая отключения при 50 Гц вне  зависимости от частоты двигателя.

 

• Тепловая защита преобразователя

Тепловая защита преобразователя  осуществляется с помощью терморезистора, установленного на радиаторе или встроенного в силовой модуль.

 

 

• Тепловая защита транзисторов IGBT

Преобразователь осуществляет интеллектуальное управление частотой коммутации в зависимости от температуры IGBT.

Если возможности по току преобразователя  превышены (например: величина тока больше

номинального тока преобразователя  при нулевой частоте напряжения на статоре), то индицируется предупреждение и счетчик времени запускается после появления предупреждения

 

 

Переключатель SW2

Переключатель дискретного входа LI6 (SW2) позволяет использовать этот вход в качестве:

- дискретного входа, устанавливая  переключатель в положение LI (заводская  настройка);

- защиты двигателя с помощью  терморезисторов, устанавливая переключатель  в положение PTC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10. Рекомендации по установке

В зависимости от применения преобразователя  частоты его установка потребует  соблюдения некоторых мер предосторожности и применения соответствующих принадлежностей.

Установите преобразователь в  вертикальное положение:

• избегайте его расположения рядом с нагревательными элементами;

• оставьте достаточно места, чтобы воздух, необходимый для охлаждения устройства, мог

циркулировать снизу вверх.

 

 

 

При снятии защитной крышки с верхней  части преобразователя степень  защиты становится IP 20.

 

Способы установки:

 

 

УСТАНОВКА            

1. Приемка преобразователя частоты

•Убедитесь, что обозначение преобразователя частоты на заводской табличке соответствует тому, что указано на прилагаемом упаковочном листе и в спецификации

•После снятия упаковки удостоверьтесь, что Altivar не был поврежден при транспортировке

 

2. Проверка сетевого питания

• Убедитесь, что напряжение сети совместимо с диапазоном напряжения питания преобразователя частоты

 

3. Установка преобразователя

• Произведите установку ПЧ в соответствии с рекомендациями данного документа

• Установите и подключите дроссель постоянного тока 

• Установите необходимое внутреннее и внешнее дополнительное оборудование

 

4. Подключение преобразователя

• Подключите двигатель, убедившись, что соединение обмоток соответствует напряжению сети

•Подключите сетевое питание, убедившись

сначала, что напряжение отключено

• Подключите цепи управления

• Подключите цепи задания скорости

 

 

Кривые уменьшения номинального тока

Кривые уменьшения номинального тока преобразователя (In) в зависимости от температуры, частоты коммутации и способа установки.

Для промежуточных значений температур (например, 55 °C) интерполируйте значение между двумя кривыми.

ATV61HD55N4

 

 

 

11. Техника безопасности при эксплуатации преобразователя частоты

 

Общие сведения.

 

Некоторые части преобразователя  могут находиться под напряжением. Поверхности могут быть горячими.

Снятие защитной крышки, использование  не по назначению, неправильная установка  или эксплуатация могут привести к травматическим последствиям или повреждению оборудования. Все операции, связанные с установкой, вводом в эксплуатацию, а также техническим обслуживанием, должны проводится квалифицированным персоналом.

Преобразователь IVV не предназначен для использования в качестве бытового электроприбора.

Информация о работе Автоматический электро-привод