4 Выбор частотного преобразователя
Частотное регулирование позволяет устранить один из существенных недостатков электродвигателей с короткозамкнутым ротором – постоянную частоту вращения ротора электродвигателя, не зависящую от нагрузки. Частотное регулирование создает возможность управления скоростью электродвигателя в соответствии с характером нагрузки. Это в свою очередь позволяет избегать сложных переходных процессов в электрических сетях, обеспечивая работу оборудования в наиболее экономичном режиме.
Частотное регулирование также позволяет улучшить безотказность работы и долговечность технологической системы. Это обеспечивается за счет снижения пусковых токов, устранения перегрузок элементов системы и постепенной выработки моточасов оборудования. Для частотного регулирования используются частотные преобразователи со встроенными в них ПИД-регуляторами (пропорционально-интегрально-дифференциальные регуляторы), обеспечивающими точное регулирование заданных технологических параметров.
Преобразователи частоты, в отличие от других устройств регулирования скорости двигателя, таких как гидравлическая муфта, система генератор-двигатель, механический вариатор, позволяют избегать различных недостатков в работе системы. Речь идет об узком диапазоне регулирования оборудования, сложностях с его эксплуатацией, низким качеством производимых работ и неэкономичности всей системы.
Преобразователи частоты предназначены для регулировки частоты вращения и момента на валу асинхронного или синхронного электродвигателя. Преобразователь частоты – это прибор, предназначенный для преобразования переменного тока (напряжения) одной частоты (обычно частоты питающей сети) в переменный ток (напряжение) другой частоты. Выходная частота в современных инверторах может быть, как ниже, так и выше частоты питающей сети.
Схема любого преобразователя частоты состоит из силовой и управляющей частей. Силовая часть преобразователей выполнена на транзисторах IGBT, работающих в режиме электронных ключей. Схема управления выполняется на цифровых микроконтроллерах и обеспечивает управление силовыми электронными ключами, а также решение большого количества вспомогательных задач (защита, контроль, диагностика). Частотный регулятор имеет структуру с явно выраженным блоком постоянного тока (выпрямитель + фильтр), что проиллюстрировано на рисунках 3 и 4.
В преобразователях этого типа используется двойное преобразование электрической энергии: входное синусоидальное напряжение с постоянной амплитудой и частотой выпрямляется в трехфазном или однофазном выпрямителе, сглаживается LC-фильтром, а затем вновь преобразуется инвертором в переменное напряжение регулируемой частоты и амплитуды.
Рисунок 3- Структурная схема частотных преобразователей со звеном постоянного тока
Рисунок 4-Временныедиаграммы работы частотного преобразователя
Преобразователи частоты на транзисторах IGBT по сравнению с тиристорными при одинаковой выходной мощности отличаются меньшими габаритами, сниженной массой и повышенной надежностью в силу модульного исполнения электронных ключей и лучшего отвода тепла с поверхности силового модуля. Они имеют более полную защиту от бросков тока и от перенапряжения, что существенно снижает вероятность повреждений и отказа электропривода.
Согласно выбранному выше двигателю и исходным данным нам необходимо выбрать частотный преобразователь со следующими характеристиками, представленными в таблице А.1.
Таблица 2-Требования для выбора частотного преобразователя
Тип преобразователя
|
Векторный
|
Мощность двигателя
|
5,5 кВт
|
Номинальный ток двигателя при 220/380 В
|
19,4/11,3 А
|
Пусковой ток двигателя
|
84,75 А
|
Входное напряжение
|
380 В
|
Диапазон регулирования скорости
|
[6.6-300] рад/с
|
Точность регулирования скорости
|
0,05
|
Выберем частотный преобразователь ATV71HU55N4 серии Altivar 71 известной немецкой фирмы Schneider Electric. Преобразователь частоты ALTIVAR 71 (ATV71HU55N4) отвечает самым строгим требованиям применений благодаря использованию разнообразных законов управления двигателем и многочисленным функциональным возможностям. Она адаптирована для решения наиболее сложных задач электропривода - момент и повышенная точность при работе на очень низкой скорости и улучшенные:
динамические характеристики с алгоритмами векторного управления потоком в разомкнутой или замкнутой системе привода;
расширенный диапазон выходной частоты для высокоскоростных двигателей;
параллельное включение двигателей и специальные приводы с использованием скалярного закона управления;
точность поддержания скорости и энергосбережение для разомкнутого привода с синхронным двигателем;
плавное, безударное управление несбалансированными механизмами с помощью системы адаптации мощности (Energy Adaptation System - ENA).
С расширением гаммы сетевого питания до 690 В многофункциональность преобразователя Altivar 71 увеличивает производительность и гибкость использования машин для многочисленных применений в частности при использовании с лифтовыми двигателями:
- Управление тормозом, адаптированное для комфортного движения кабины.
- Обработка сигнала весового датчика.
- Соответствие реле нормам безопасности лифтов EN 81-13-2-2-3.
- Подключение к шине CANopen.
- Управление с контролем исправности выходного контактора.
- Функция эвакуации пассажиров из кабины.
- Управление асинхронными и синхронными двигателями.
- Макроконфигурация “лифт”.
Характеристики altivar 71 представлены в приложении А в таблице А.2.
Также в приложении А в таблицах А.3, А.4 представлены названия и назначения силовых клемм и клемм цепей управления altivar 71 соответственно. [1]
Процесс наладки лифта с ПЧ описан в приложении В.
|
Скачать 1.86 Mb.