Исследование системы электропривода с преобразователем частоты

Введение 6
1 Теоретическая часть 8
1.1 Назначение и область применения асинхронных машин 8
1.1.1 Конструкция асинхронных машин с короткозамкнутым ротором 11
1.1.2 Принцип действия асинхронной машины 15
1.2 Частотное регулирование скорости асинхронного двигателя 18
1.2.1 Принцип работы и структура преобразователя частоты 20
1.2.1.1 Структура преобразователя частоты 20
1.2.1.2 Принцип работы автономного инвертора 21
1.2.1.3 Тормозной режим работы асинхронного двигателя при питании от преобразователя частоты 23
1.3 Скалярный режим управления 25
1.3.1 Система ПЧ – АД с положительной обратной связью по току 29
1.3.2 Система ПЧ – АД со скалярной IR – компенсацией 31
1.3.3 Система ПЧ – АД с положительной обратной связью по току в каналах регулирования напряжения и частоты 33
1.3.4 Система ПЧ – АД с отрицательной обратной связью по скорости 35
1.4 Векторное управление 37
1.4.1 Преобразование координат в системах векторного управления 37
1.4.2 Основные принципы векторного управления 38
1.4.3 Структурная схема двигателя при векторном управлении 39
1.4.4 Система векторного управления без датчика скорости 40
1.4.5 Система векторного управления с датчиком скорости 44
2 Конструкторская часть 46
2.1 Описание преобразователя Sinamics G110 фирмы Siemens 46
2.1.1 Технические характеристики Sinamics G110 46
2.1.2 Принципиальная cхема преобразователя SINAMICS G110 49
2.1.3 Общие правила безопасности при работе c Sinamics G110 48
2.1.4 Настройка преобразователя частоты Sinamics G110 50
2.2 Виды регулирования 53
2.3 Монтаж Sinamics G110 53
2.4 Подключение двигателя 54
2.4.1 Направление вращения двигателя 54
2.4.2 Внешняя защита двигателя от перегрева 54
2.5 Управление преобразователем частоты Sinamics G110. Центральная панель управления 54
2.5.1 Изменение параметров с помощью ЦПУ 57
2.5.2 Изменение отдельных параметров 57
2.5.3 Копирование наборов параметров с помощью ЦПУ 58
2.5.4 Поиск и устранение повреждений с помощью ЦПУ 59
2.6 Описание лабораторного стенда 60
3 Экспериментальная часть 62
3.1 Моделирование системы электропривода преобразователь частоты – асин-хронный двигатель 62
3.2 Модель системы ПЧ-АД 62
3.2.1 Статические характеристики системы ПЧ-АД 63
3.2.2 Механические характеристики системы ПЧ-АД 65
3.2.3 Динамические характеристики системы ПЧ-АД 67
3.3 Экспериментальные статические характеристики 69
3.3.1 Регулировочные характеристики 70
3.3.2 Нагрузочные характеристики при компенсации Sн=0% Соединение ? 75
3.3.3 Нагрузочные характеристики при компенсации Sн=600% Соединение ? 76
3.3.4 Нагрузочные характеристики при компенсации Sн=0% Соединение звезда 77
3.3.5 Нагрузочные характеристики при компенсации Sн=600% Соединение звезда 78
3.4 Экспериментальные динамические характеристики 79
4 Экономическая часть 83
4.1 Сметная калькуляция на изготовление лабораторного стенда 83
4.2 Годовые затраты, связанные с эксплуатацией оборудования 85
4.3 Плановые накопления 85
4.4 Стоимость одного часа работы лабораторного стенда 86
5 Безопасность жизнедеятельности 87
5.1 Основные положения 87
5.1.1 Общая характеристика опасных и вредных производственных факторов 87
5.1.2 Производственная санитария. Микроклимат 89
5.2 Расчет искусственного освещения 91
5.3 Рабочее место при выполнении работ сидя, общие положения 93
5.3.1 Размерные характеристики рабочего места 93
5.3.2 Шум на рабочем месте 96
5.4 Техника безопасности. Рациональная организация рабочего места. Описа-ние рабочего места 97
5.5 Разработка мероприятий по улучшению условий 98
5.5.1 Организация мероприятия, обеспечивающие безопасность работ в элект-роустановках 98
5.5.2 Обеспечение электробезопасности 99
5.5.3 Чрезвычайные ситуации. Обеспечение пожарной безопасности 100
5.6 Безопасность в авариный ситуациях 102
Заключение 103
Список использованных источников 97

Весь текст будет доступен после покупки

По данным Международного Электротехнического Комитета, на данный момент на каждого жителя планеты Земля приходится от 10 до 12 электродвигателей, около 80 процентов из которых - асинхронные электродвигатели, на которых держится вся мировая промышленность. Асинхронные электродвигатели имеют целый ряд неоспоримых преимуществ, основным из которых является гениальная простота конструкции, и, как следствие, высокая надежность этой электрической машины.
Асинхронный двигатель преобразует электрическую энергию, подавае-мую на обмотки статора, в механическую (вращение вала ротора).
Однако, у асинхронных электродвигателей существует целый ряд недо-статков, из-за которых их эксплуатация является не целесообразной, например, ситуации, когда необходимо регулировать частоту вращения двигателя.
Промышленность не стоит на месте, и повсеместно конструируются различные устройства и механизмы, в которых предполагается или изменять частоту вращения электродвигателя, или поддерживать ее в неких точных пределах, что, конечно же, невозможно при простом прямом включении асинхронного электродвигателя.
Несмотря на то, что придумано множество методов регулирования ча-стоты вращения асинхронных электродвигателей, все они сложны в исполне-нии и обладают низкой надежностью. Среди механизмов и методов изменяю-щих частоту наиболее распространены: механические вариаторы и введение в ротор сопротивлений т.е. фазный ротор.
Новые разработки в области электроники позволили решить проблему, был придуман преобразователь частоты – устройство, позволяющее изменять частоту вращения электродвигателя от 0 оборотов в минуту до частоты выше номинальной, что позволило эффективнее использовать простые механизмы, в виде подъемников, дробилок, насосов, вентиляторов и т.п. в том числе и сложные – фрезерные и токарные станки.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Теоретическая часть
1.1 Назначение и области применения асинхронных машин
Асинхронной машиной называется двухобмоточная электрическая ма-шина переменного тока, у которой только одна обмотка (первичная) получает питание от электрической сети с постоянной частотой , а вторая обмотка (вторичная) замыкается накоротко или на электрические сопротивления [1]. Токи во вторичной обмотке появляются в результате электромагнитной индукции. Их частота является функцией угловой скорости ротора , которая в свою очередь зависит от вращающего момента, приложенного к валу.
Наибольшее распространение получили асинхронные машины с трех-фазной симметричной разноименнополюсной обмоткой на статоре, питаемой от сети переменного тока, и с трехфазной или многофазной симметричной разноименнополюсной обмоткой на роторе.
Машины такого исполнения называют просто «асинхронными машина-ми», в то время как асинхронные машины иных исполнений относятся к «спе-циальным асинхронным машинам».
Асинхронные машины используются в основном как двигатели, в каче-стве генераторов они применяются редко.
Асинхронный двигатель является наиболее распространенным типом двигателя переменного тока.
Разноименнополюсная обмотка ротора асинхронного двигателя может быть короткозамкнутой (беличья клетка) или фазной (присоединяется к кон-тактным кольцам). Наибольшее распространение имеют дешевые в производ-стве и надежные в эксплуатации двигатели с короткозамкнутой обмоткой на роторе, или короткозамкнутые двигатели (см. рисунок 1.1).

Весь текст будет доступен после покупки

1. Справочник по электрическим машинам: В 2 т./ Под общей ред. И.П. Копылова.- М.: Энергоатомиздат, 1988.- 456 с.: ил.
2. Соколовский Г.Г. Электроприводы переменного тока с частотным регулированием: учебник для студ. высш. учеб. заведений. – М.: Издательский центр «Академия», 2006. – 272 с.
3. Водовозов В.М. Теория и системы электропривода: Учебное пособие. – СПб, Издательство СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2004. – 306 с.
4. Электропривод переменного тока: учебное пособие / А.Ю. Чернышев, Ю.Н. Дементьев, И.А. Чернышев; ТПУ. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2011. - 213с.
5. ГОСТ 12.0.00-74*, ССБТ. Опасные и вредные производственные факторы.
6. ГОСТ 12.1.005-88, ССБТ. Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования.
7. ГОСТ 12.1.032-78, ССБТ. Рабочее место при выполнении работ сидя. Общие эргономические требования.
8. ГОСТ 12.1.032-78 Рабочее место при выполнении работ стоя.
9. ГОСТ 12.2.003-91, ССБТ Оборудование производственное. Общие требования безопасности.
10. ГОСТ 12.2.049-80, ССБТ Оборудование производственное. Общие эргономические требования.
11. ГОСТ 12.2.003-91, ССБТ Оборудование производственное. Общие требования безопасности.
12. ГОСТ 12.1.004-91, ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования.
13. ППБ-01-03 Правила пожарной безопасности в Российской Федерации.

Весь текст будет доступен после покупки