1.2 Технологические требования к электроприводу накопителя трубоэлектросварочного агрегата 10-38 цгп отделения №2

Электропривод накопителя ТЭСА 10-38 должен обеспечивать:

• Большой начальный вращающий момент на валу электродвигателя;

• Плавный пуск и торможение двигателя;

• Возможность регулирования частоты вращения.

1.3 Характеристика работающего электрооборудования. Обоснование темы дипломного проекта.

Электроприводом накопителя ТЭСА 10-38 является асинхронный двигатель с фазным ротором.

Достоинства этого двигателя:

• большой начальный вращающий момент;

• возможность кратковременных механических перегрузок;

• приблизительно постоянная скорость при различных перегрузках;

• меньший пусковой ток по сравнению с электродвигателями с короткозамкнутым ротором;

• возможность регулировать скорость вращения.

Недостатки:

• большие габариты и масса.

• cosφ и КПД ниже, чем у электродвигателей с короткозамкнутым ротором.

• изменение скорости происходит скачкообразно (что сопровождается механическим ударом и приводит к износу элементов двигателя и рабочего механизма)

• диапазон регулирования частоты вращения ограничен естественной характеристикой

2 Специальная часть

2.1 Расчет и построение скоростной и нагрузочной диаграмм электропривода.

Рисунок 3 – Скоростная диаграмма электропривода

Рисунок 4 – Нагрузочная диаграмма электропривода

2.2 Обоснование рода тока, выбор типа двигателя и системы управления.

Критерии выбора

1. Совокупная стоимость закупки регулируемого привода и требуемого дополнительного оборудования

2. Текущие эксплуатационные расходы: • обслуживание; • производственные издержки, КПД, и т.д; • требуемая площадь размещения.

3. Технологические и инновационные аспекты: • динамический отклик, время разгона; 4-х квадрантные операции; аварийный стоп, и т.д. • массогабаритные характеристики.

4. Эксплуатационная надежность, пригодность приводов: • соответствие международным требованиям и стандартам IEC, ГОСТ Р, EN, CE-EMC; CSA, UL, и т.д.; • условия окружающей среды; степень защиты корпуса; ремонт

"по месту"

5. Воздействие на внешнюю среду: • искажение сетевого напряжения • ЭМС

6. Требуемое пространство для преобразователя и двигателя

7. Отвод тепла

Сравнение основных характеристик приводов постоянного и переменного тока в промышленном применении

Сравнение проводится между 6-пульсными 3-фазными тиристорными приводами постоянного тока с параллельным возбуждением и 3-фазными электроприводами переменного тока на базе преобразователя частоты с широтно-импульсной модуляцией в следующих типовых категориях:

В первом приближении существенных отличий между этими приводами не так и много; однако, при более детальном рассмотрении, выявляются характерные особенности приводов и различие физических принципов функционирования.

Рассмотрим отличия приводов по следующим пунктам: • характеристики двигателей, как электромеханических преобразователей • характеристики преобразователей электрической энергии • 4-х квадрантные приводы • влияние на внешнюю среду • модернизация приводов постоянного тока

Рисунок 5 - Механическая характеристика приводов постоянного тока

Рисунок 6 - Механическая характеристика частотно-регулируемых приводов

Различия между двигателями постоянного и переменного тока

Механическая характеристика приводов постоянного тока	Механическая характеристика частотно-регулируемых приводов
Обычно используемая независимая вентиляция (прим. в 85 % регулируемых приводов до 250 kW) гарантирует хороший отвод тепла от ротора двигателя постоянного тока во всем диапазоне скоростей.	Обычно используемая самовентиляция (прим. в 90 % регулируемых приводов до 250 kW) в стандартных асинхронных двигателях не является эффективной во всем диапазоне скоростей. На низких скоростях отвод тепла фактически не возможен.

Характеристики отношения мощности и скорости в режиме S1 двигателей постоянного и переменного тока:

Рисунок 7 - Характеристики отношения мощности и скорости в режиме S1 двигателей постоянного и переменного тока

1) В отличии от стандартного асинхронного двигателя с фиксированной базовой (номинальной) частотой вращения (синхронные скорости 3000/1500/1000/... об/мин на 50 Гц), двигатель постоянного тока может быть спроектирован с базовой частотой вращения в диапазоне примерно от 300 до 4000 об/мин для каждой рабочей точки. 2) В зависимости от типоразмера двигатели постоянного тока (как скомпенсированные, так и не скомпенсированные) могут иметь область работы с ослаблением поля 1:3 или 1:5. 3) Ограничение мощности связано с максимальным моментом асинхронного двигателя, уменьшающимся обратно квадрату скорости (1/n2). 4) Ограничение мощности связано с уменьшением коммутационной способности коллекторного двигателя постоянного тока.

Сравнение рабочих характеристик двигателей показывает, что двигатель постоянного тока выгоднее асинхронного при продолжительной работе на низких скоростях и для широкого диапазона скоростей при постоянной мощности. Перегрузочная способность в кратковременном режиме зависит не только от параметров двигателя, но в большой степени от характеристик преобразователя частоты / тиристорного преобразователя. Чем шире диапазон скоростей, в котором двигатель может выдать максимальную мощность, тем он лучше может быть адаптирован к процессам, требующим обеспечения постоянного момента во всем диапазоне скоростей.

Вывод: Таким образом выбираю двигатель переменного тока потому что он широко используются в тех секторах промышленности, которые характеризуются агрессивными условиями окружающей среды, высокой степенью загрязнённости и запылённости, а так же просты и надёжны, не нуждаются в обслуживании и имеют более низкую цену.