4.2. Расчет параметров и выбор электрических аппаратов силовой цепи: входного и выходного фильтров, тормозного резистора.

Для обеспечения надежной и грамотной эксплуатации преобразователя в составе с ним должно применяться различное дополнительное оборудование: сетевые предохранители или автомат защиты, сетевые и моторные дроссели, радиочастотные фильтры, тормозные резисторы и др.

Для защиты внутренних цепей преобразователя в каждую фазу между источником питающего напряжения и преобразователем должны быть установлены быстродействующие предохранители (используемые для защиты полупроводниковых диодов). Выбор предохранителя производится по таблице, из руководства по эксплуатации в соответствии с моделью преобразователя.

- тип предохранителя – IEC 296gG

Выходной дроссель предназначен для снижения высших гармоник в токе двигателя. Выбираем дроссели по таблице, из руководства по эксплуатации в соответствии с моделью преобразователя частоты: NOCH-0030-62/65.

Для рассеивания энергии, выделяемой двигателем, применяется внешний тормозной резистор, что значительно улучшает возможности торможения.

Расчет тормозного резистора производится из мощности, рассеиваемой на нем при торможении.

Ток, поступающий в звено постоянного тока преобразователя в процессе торможения:

,

где U_D – среднее значение выпрямленного напряжения в звене постоянного тока, В: U_D = k_сх ^. U_ф = 2,34 ^. 220 = 514,8 В;

U_ф =220 В – фазное напряжение сети;

k_сх = 2,34– коэффициент схемы для трехфазного выпрямителя;

_и = 0,98 – КПД преобразователя.

.

Сопротивление тормозного резистора определяем по формуле:

.

Тормозная мощность:

.

Для силовой цепи необходимо вычислить ёмкость С-фильтра (рисунок 4.1).

Ток, протекающий по силовой цепи, описывается уравнением:

Отклонение напряжения в цепи постоянного тока от заданного не должно превышать 5%:

Рисунок 4.1 - Силовая цепь

Ток вычисляется по формуле:

, (4.1)

где U_1H=220B; I_1H=120A; cosφ=0,8.

Подставляя значения в формулу(4. 1), получим:

Ёмкость вычисляем по формуле:

, (4.2)

Подставляя значения в формулу (4.2), получим:

5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

5.1. Выбор датчиков для измерения управляемых координат электропривода.

Автоматизированный электропривод насоса со стабилизацией напора должен иметь регулятор давления, на вход которого подается разность сигнала задания и обратной связи по давлению. Стабилизация напора реализуется изменением скорости вращения двигателя с помощью регулятора частоты, на вход которого поступает разность сигналов с выхода регулятора давления.

В качестве датчика обратной связи по давлению выбираем датчик CS-PT100, основные технические данные которого приведены в таблице 5.1.

Таблица 5.1 - Основные технические данные датчика давления CS- PT100[13]

Диапазон измерения	0 ~ 400 кПа
Перегрузка давления	250%
Выходной сигнал	4 ~ 20 мА
Напряжение питания	24V DC
Суммарная погрешность	0,5%
Время срабатывания	10 мсек
Температура термокомпенсации	10 ~ +60 °C
Рабочая температура	-40 ~ +85 °C
Степень защиты	IP65

Насос подключается через частотный преобразователь и, исходя из показаний датчика давления, поддерживается постоянный уровень давления в системе. Преобразователь программируется таким образом, чтобы всегда поддерживать необходимое нам давление (например, 4,5 – 5 атм.). Так насос работает в режиме плавного пуска и остановки, не вызывая гидравлических ударов и избегая работы с полной нагрузкой без необходимости. В этом режиме экономится электроэнергия, не нагружается электрическая сеть, увеличивается срок службы насоса, обеспечивается защита насоса. К тому же, режим работы полностью автоматизирован, то есть нам достаточно включить частотный преобразователь в сеть и всё. Преобразователь сам запускается и отслеживает показания датчика давления. Когда мы открываем кран, давление в баке начинает уменьшаться и преобразователь незамедлительно реагирует на это включением насоса и восстановлением нужного уровня давления, а когда уровень будет достигнут – насос отключится.