4. Проектирование преобразователя электрической энергии.

   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.

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.

Таблица 4.1

Технические параметры преобразователя частоты Siemens MicroMaster 430 6SE6430-2UD38-8FA0

Число фаз/напряжение на входе, В	3-фазы 380
Мощность двигателя, кВт	90
Выходной непрерывный ток, А	178
Ток в течении 1 минуты, А	267
Номинальный ток перегрузки	140% - 3 с, 110% - 60 с.
Степень защиты	IP20
Скалярный режим управления	есть

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 ВОР-2 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;

- чтобы предотвратить преждевременный выход из эксплуатации, имеется встроенная функция оценки и измерения изменений подачи давления. Это не даёт частотнику 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.

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:

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

Ток вычисляется по формуле:

, (4.1)

где

U_1H = 220 B;

I_1H = 157 A;

Cosφ = 0,93.

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

Ёмкость вычисляем по формуле:

, (4.2)

Подставляя значения в формулу (4.2), получим: