diplom[ishodniki] / dsadas / All in

45

Согласно проведённому анализу кинематической используем данные полученные при этом расчёте, а именно суммарный момент инерции:

J Jдв Jтм 0,52 1,67 2,19 кг м2.

Найдем средний статический момент:

Найдем пусковой момент:

Динамический момент равен:

Температура окружающей среды:

среды 400 С .

Начальная температура:

Найдем время пуска двигателя:

Из справочника [?] берем значение скорости нагрева двигателя,

имеющего аналогичные технические параметры, однако серии 4А:

Vt 9,1 C / c .

Таким образом температура двигателя при прямом пуске:

46

Таким образом, температура двигателя при прямом пуске, равная

П 84,4 0C не превышает допустимую температуру для данного класса изоляции двигателя F, которая равна доп 1300 С . Следовательно, выбранный двигатель типа 5АМ250М2 может обеспечить прямой пуск установки из нагретого состояния с допустимой температурой обмоток.

47

4 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

4.1 Определение возможных вариантов и обоснование выбора вида преобразователя электрической энергии

На данном этапе развития промышленных технологий, большое количество производственных механизмов нуждается в модернизации и обновлении. Поэтому неудивительно что, компании выпускающие различные электроприборы, управляющие устройства, а в частности и преобразователи частоты заинтересованы в сотрудничестве с таким производством. Именно поэтому существует целый ряд фирм-производителей, которые готовы предоставить выбор данных преобразователей на любые мощности электродвигателей.

Однако, за исключением некоторых специальных возможностей,

требующихся в достаточно узком круге применения, преобразователи отличаются главным образом конструктивным исполнением.

Таким образом при выборе преобразователя частоты будем полагаться на многолетний опыт компании в сфере производства приводов, обеспечивающие его качество и надёжность. Также стоит обратить внимание на достаточную широту номенклатуры для беспрепятственного выбора преобразователя по мощности управляемого двигателя.

Проанализировав рынок производителей управляющего оборудования,

было принято решение выбрать преобразователь частоты зарубежного производства. Отечественные производители преобразователей частоты очень сильно уступают в качестве, надежности и производительности.

48

Так, выбор был сделан на трёх компаниях, удовлетворяющих таким компонентам, как качество и надёжность, а также предлагающие большой ряд мощностей на выбор. Это – ABB, Deltа и Siemens.

Опишем основные преимущества и недостатки выбранных преобразователей:

ABB – один из ведущих мировых производителей приводов переменного тока. Шведско-швейцарская компания зарекомендовала себя, как производитель высококачественных преобразователей. Существенным недостатком является цена данных приводов.

Delta – относительно молодая тайваньская компания, преобразователи частоты которого, относительно недорогие, уступают по качеству мировым лидерам, хотя в нашей стране они нашли широкое применение. Однако хорошим показателем послужит опыт использования оборудования в мировом масштабе и на продолжительном промежутке времеии, которого у молодой компании как раз-таки нет.

Siemens – как заявляет производитель, а также многочисленные отзывы пользователей данных преобразователей, в качестве вышеперечисленным компаниям не уступают. Более того, цена приводов одной номенклатуры мощности ниже, чем у шведско-швейцарского производителя. Компания давно себя зарекомендовала на рынке, что говорит о её опыте на международной арене. Они предназначены для установки в промышленные системы отопления и кондиционирования, ленточные транспортеры и насосы.

Основываясь на вышеизложенном, останавливаемся на выборе частотного преобразователя фирмы Siemens.

Из [??] выбираем преобразователь частоты типа MicroMaster

430 6SE6430-2UD38-8FA0.

Основные технические параметры представлены в таблице 4.1.

49

Таблица 4.1 – Технические параметры преобразователя частоты типа

Siemens MicroMaster 430 6SE6430-2UD38-8FA0

Частотный преобразователь MICROMASTER 430 применяется в составе силовых приводов систем отопления, водоснабжения, вентиляции. Её применение оправдано в системах кондиционирования воздуха и создания микроклимата. Данные привода могут применяться для оптимального регулирования скорости электродвигателей при поддержании силовых параметров на должном уровне.

По сравнению с частотными преобразователями серии Micromaster 420 в

данных преобразователях увеличено количество входов и выходов. По желанию заказчика инверторы Siemens Micromaster 430 могут поставляться с базовой панелью оператора с возможностью выбора режима работы – ручного или автоматического. Программное обеспечение преобразователей адаптировано для управления промышленным вентиляционным и насосным оборудованием.

Приведём некоторые из достоинств данного частотного преобразователя перед другими:

- автоматический повторный запуск при пропадании сети или нарушениях режима работы;

50

- чтобы предотвратить преждевременный выход из эксплуатации,

имеется встроенная функция оценки и измерения изменений подачи давления.

Это не даёт преобразователю работать в сухую, что значительно продлевает срок его работы;

-чтобы уберечь трубопроводную систему от повреждений, частотный преобразователь способен плавно и постепенно распределять воду, исключая резкие толчки и удары;

-обеспечивает безопасную работу системы водоснабжения. При возникновении повреждений или протеканий, частотный преобразователь останавливает работу насоса и подаёт звуковой сигнал тревоги.

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.

В выбранном преобразователе частоты, на внешней панели имеются выходные клеммы, для подсоединения к ним, при необходимости, тормозного резистора. Однако, учитывая тот факт, что в насосных установках торможение электродвигателей осуществляется за счет свободного выбега, чтобы не создавать в трубопроводе избыточное давление и гидравлические удары, в

нашей установке устанавливать тормозной резистор нет необходимости, более того использование тормозного резистора в нашей системе будет негативно сказываться на состояние трубопровода.

Для силовой цепи необходимо вычислить входную ёмкость С-фильтра,

потому как данная серия преобразователей ими не комплектуется.

Ток, протекающий по силовой цепи, описывается уравнением:

52

5 ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

5.1 Выбор датчиков для измерения управляемых координат электропривода

Регулируемой координатой в нашей системе является давление, поэтому необходимо выбрать датчик этого параметра, предназначенный для преобразования значения абсолютного давления в электрический выходной сигнал. Выбор датчика осуществляется по значению давления.

В качестве датчика обратной связи по давлению выбираем датчик производителя BD Sensors серии DS201, основные технические данные которого приведены в таблице 5.1.

Таблица 5.1 – Основные технические данные датчика давления типа BD Sensors DS201

Датчик подходит для работы в вязкой пастообразной агрессивной и загрязненных средах. Прибор может работать в качестве пикового детектора.

Конструкция индикатора позволяет повернуть дисплей в удобное для наблюдателя положение в зависимости от положения установки датчика.

53

Преимущества и особенности датчика давления DS200

- Индивидуальная настройка диапазона по требованию заказчика.

Например, -1…4 бар

-Светодиодный дисплей: 7-сегментный, 4-х разрядный, вращаемый дисплей и корпус

-Один, два или четыре релейных выхода, простота конфигурирования,

оконный режим или режим гистерезиса, время задержки вкл/выкл

- Удобный контроль, программное исполнение функций: программной блокировки, конфигурирования дисплея.

5.2 Составление математических моделей (уравнений, структурных схем) объекта управления, датчиков и исполнительного устройства

Структурную схему, отражающую динамические своиства электропривода турбомеханизмов можно взять из источника и риведём её на рисунке

Это нелинейная система, которую можно использовать при имитационном моделировании. Линеаризуем эту систему для синтеза регулятора

Wp, приняв передаточную функцию АД в виде^

а статический момент Мс линейно зависящий от скорости

где

54

Изобразим на рисунке 5.1 структурную схему электропривода при стабилизации напора в рабочем диапазоне частот:

Рисунок 5.1 - Структурная схема электропривода при стабилизации напора в рабочем диапазоне частот

Wp – передаточная функция регулятора;

WD – передаточная функция АД;

β – модуль жесткости механической характеристики АД при данном статическом моменте;

βс – модуль жесткости механической характеристики турбомеханизма;