1.2Нагрузочная диаграмма электропривода

Под нагрузочной диаграммой понимаю график зависимости от времени момента сопротивления или мощности Mc(t).На рис.2 представлена нагрузочная диаграмма осевого циркуляционного насоса первого контура промышленного предприятия. Согласно нагрузочной диаграмме двигатель работает в длительном режиме работы с переменной нагрузкой. Под продолжительным режимом понимают работу электропривода такой длительности, при которой температура всех устройств, входящих в состав электропривода ,достигает установившегося значения.1.4. Режим работы электропривода.

В соответствии с нагрузочной диаграммой электродвигатель в приводе работает в длительном режиме с переменной нагрузкой и изменяющейся частотой вращения. По стандарту такой режим обозначается и называется перемежающимся номинальным режимом работы с двумя и более скоростями.

1.3. Выбор двигателя по нагреву.

Выбор производится по методу эквивалентной момента,так как нагрузочная диаграмма задана функцией M=f(t).

Определим эквивалентный момент:

Подставляя значения, получим

_{В справочниках и каталогах приведены только номинальные мощности . Поэтому по Мэ определим эквивалентную мощность}

_{Где wэ- номинальная частота вращения двигателя}

по известной скорости получим:

.

По эквивалентной мощности с учётом номинальной частоты вращения 250 об/мин и номинального напряжения 380 В, которые даны в задании, по справочникам /16,17/ выбираем синхронный двигатель СДН-2-17-51-10 с номинальной мощностью .

Технические характеристики двигателя:

тип СДН-2-17-51-10

1.4. Проверка выбранного двигателя на перегрузочную способность.

Условием допустимой перегрузки синхронного двигателя является неравенство

,

где - наибольший момент по нагрузочной диаграмме;

- максимальный допустимый момент выбранного двигателя.

По диаграмме определяем наибольшему момент

,

С учётом снижения напряжения сети на 5% значение максимального момента

,

где для выбранного двигателя- кратность момента. Тогда

.

Максимальный момент

,

.

Неравенство соблюдается, следовательно при работе двигателя в любых режимах согласно нагрузочной диаграмме обеспечивается перегрузочная способность выбранного двигателя.

1.5. Обоснование выбора электродвигателя для электропривода по другим факторам.

1.5.1. Обоснование выбора по нагреву.

Во избежание перегрева мощность выбранного двигателя должна удовлетворять условию

.

1.5.2. Обоснование выбора по роду тока.

Выбираем синхронные двигатели с контактно-щеточным устройством. Синхронные двигатели предпочтительнее применять начиная с мощностей 300кВт и выше,учитывая их большую стоимость и меньшую надежность. Но синхронные двигатели позволяют регулировать величину козффициента мощности.

1.5.3. Обоснование выбора по номинальному напряжению.

Номинальное напряжение 380 В, так как в промышленности используется сеть с напряжением 3~380 В.

1.5.4. Обоснование выбора по конструктивному исполнению в соответствии с климатическим условием и особенностями окружающей среды.

Двигатель эксплуатируется в закрытых помещениях с искусственно регулируемыми климатическими условиями У4. Степень защиты достаточна IP00.

1.6.Силовая часть и схема автоматизированного привода

Принцип действия

Синхронная машина — это электрическая машина  переменного тока, частота вращения ротора которой равна частоте вращения магнитного поля в воздушном зазоре. Синхронные двигатели выпускаются в основном на напряжение 6000 и 10000 В. Номенклатура низковольтных двигателей на напряжение 380 В, имеющих мощность до 320 кВт, последовательно сокращается, и они заменяются на более экономичные асинхронные двигатели.

Большинство типов синхронных двигателей выпускаются как машины общего назначения. Многие серии и типы синхронных двигателей предназначены для привода конкретных типов механизмов : компрессоров, различного рода мельниц ,вентиляторов и др.

Важным классификационными характеристиками синхронных двигателей являются степень защиты и система вентиляции и охлаждения. Поэтому признаку синхронные двигатели подразделяются на : открытые или брызгозащитные, закрытые с разомкнутым циклом вентиляции, закрытые с замкнутым циклом вентиляции и встроенными водяными охладителями, закрытые с замкнутым циклом вентиляции с встроенными воздушными охладителями, закрытые взрывозащищенные продуваемые под избыточным давлением .

В синхронных двигателях малых габаритов широко используют подшипники качения, в крупных-подшипники скольжения.

Большинство двигателей имеют самовентиляцию, однако в машинах больших габаритов для охлаждения применяют и вентиляторы наездники.

В настоящее время для возбуждения синхронных двигателей применяют только полупроводниковые статические или бесщеточные системы возбуждения.

Схема управления

Синхронные двигатели обладают важным преимуществом и являются особенно перспективными нерегулируемых и регулируемых электроприводов силовых общепромышленных механизмов и установок.

Схема синхронного электропривода приведена с тиристорным возбудителем приведена на рис.3.В приводе использован мощный синхронный двигатель СД с контактно-щеточным аппаратом с номинальным напряжением 3~ 6кВ. Подключение двигателя к сети с напряжение сети 6кВ производится высоковольтным автоматическим включателем QF. Обмотка ротора подключена к трехфазному мостовому тиристорному преобразователю напряжения ТПН,который питается от трехфазной сети с напряжением 380В через согласующий трансформатор Т. Преобразователь ТПН предназначен для регулирования тока возбуждения СД. В режиме пуска обмотка возбуждения включается на разрядное сопротивление Rp. Введение разрядного сопротивления производится с помощью тиристора VS. При подключении двигателя к сети,при запуске из-за повышенного скольжения s в обмотке возбуждения вращающегося ротора индуктируется значительная по величине переменна ЭДС

где Ep- ЭДС ,индуктируемая в обмотке при неподвижном роторе при s=1.

Под действием этой ЭДС открывается стабилизатор VD2 и по цепи R-VD3-VD2-VS-Rp проходит ток,открывающий тиристор VS. В результате, обмотка возбуждения включается на разрядное сопротивление Rр. Тиристорный преобразователь ТПН при этом закрыт. Это позволяет улучшить пусковые характеристики и избежать перенапряжений в цепи возбуждения. Когда двигатель достигает подсинхронной скорости, ЭДС в обмотке возбуждения снижается настолько,что стабилитрон закрывается. Этот приводит к запиранию тиристора VS. Сигнал,снимаемый с Rp,подается в систему автоматического управления САУ,которая выдает команду на ТПН и увеличение тока возбуждения. Двигатель входит в синхронизм и работает с синхронной скоростью w0.

Принцип автоматического управления . Устройством задания коэффициента мощности УЗКМ выдается сигнал,определяющий величину и знак реактивной мощности ,с которой должен работать СД. Фактическое значение коэффициента мощности определяется САУ по сигналам трансформаторов тока ТТ и напряжением ТН. По сигналу рассогласования регулируется напряжение ТПН и ток возбуждения ,который контролируется датчиком тока ДТ.