Презентация Расчет преобразователя частоты для электропривода переменного тока онлайн

Содержание слайда: РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА по ТЕОРИИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА Расчет преобразователя частоты для электропривода переменного тока

Содержание слайда: ЦЕЛЬ и СОДЕРЖАНИЕ РГР Цель. Ознакомление и приобретение курсантами навыков по расчету и проектированию электроприводов переменного тока с полупроводниковыми преобразователями частоты, в том числе с возможностью рекуперации энергии в питающую сеть. Содержание. Расчетно-графическая работа состоит из таких разделов: выбор силовой схемы частотного преобразователя и законов управления ключами; расчет параметров и выбор основного электрооборудования, включая транзисторы, тиристоры, трансформаторы, дроссели, конденсаторы, предохранители, автоматические выключатели; расчет мгновенных значений напряжения и тока нагрузки, анализ режимов работы инвертора; разработка силовой электрической схемы преобразователя, выбор элементов силовых ключей и драйверов; разработка алгоритмов управления инвертором и выпрямителем; построение механических характеристик частотно-управляемых электроприводов для трех значений частоты при выполнении одного из законов частотного регулирования; выбор комплектного частотно-регулируемого электропривода.

Содержание слайда: ОБЪЕМ РГР Основная часть записки РГР содержит: титульный лист; содержание; вступление; техническое задание; обоснование выбора схемы преобразователя и ее краткое описание; расчет параметров составных узлов преобразователя частоты; выбор элементов электрооборудования, выбор элементов силовых ключей и драйверов; расчет мгновенных значений напряжения и тока преобразователя частоты; построение механических характеристик частотно-регулируемого электропривода при выполнении одного из законов частотного регулирования; выбор комплектного частотно-регулируемого электропривода; выводы по курсовой работе; спецификацию выбранного комплектного электропривода, защитную и коммутационную аппаратуру; список использованной литературы; графическую часть РГР, которая включает электрическую схему силовой части преобразователя и подключения защитной и коммутационной аппаратуры, а также функциональную схему системы управления.

Содержание слайда: ЗАДАНИЕ Выполнить расчеты элементов преобразователя частоты для регулирования скорости асинхронного двигателя (АД), сделать выбор комплектного частотно-регулируемого электропривода. Технические данные двигателя необходимо взять из таблицы П1 Приложения в соответствии с заданным вариантом. При расчетах следует считать, что: - пусковой ток двигателя: ; - момент нагрузки на валу двигателя имеет активный характер и равняется номинальному моменту АД; - требуемый диапазон регулирования скорости: D = 5…20.

Содержание слайда: Схема ПЧ с АИН для АД

Содержание слайда: Варианты применения ПЧ в электроприводе

Содержание слайда: Варианты применения ПЧ в электроприводе

Содержание слайда: Варианты применения ПЧ в электроприводе

Содержание слайда: Конструктивные решения преобразователей частоты (ПЧ) Варианты конструктивного исполнения ПЧ:

Содержание слайда: Бескорпусные ПЧ Характерными особенностями этих изделий являются: 1. Использование только в качестве встраиваемых элементов в маломощные приводные устройства, как правило, до 1,5 кВт; 2. Отсутствие цифрового пульта управления (ЦПУ); 3. Задание режимов работы и параметрирование производится с помощью выносного ЦПУ либо с персонального компьютера через коммуникационный интерфейс.

Содержание слайда: Встраиваемый в электродвигатель модуль ПЧ Компоновка предусматривает монтаж модуля ПЧ на АД, на место расположения клеммной коробки. К особенностям таких ПЧ следует отнести: параметрирование (программирование) ПЧ производится только непосредственно на заводе-изготовителе на данный электродвигатель; отсутствует необходимость монтажа ПЧ в шкаф управления; простота при запуске в эксплуатацию; отсутствие силовых кабелей между ПЧ и электродвигателем; надежная стыковочная система позволяет проводить оперативный демонтаж ПЧ в случае ремонта или замены; значительные возможности для удовлетворения условий по электромагнитной совместимости.

Содержание слайда: Преобразователи частоты для установки в шкафу Практически не менее 80 % производимых ПЧ выпускаются именно в таком корпусе. Независимо от конкретного типа или фирмы-производителя, изделия обладают общими характерными особенностями: наличие встроенного ЦПУ со светодиодным или жидкокристаллическим дисплеем; отличный дизайн и компактный корпус благодаря высокой удельной мощности; простота монтажа и установки ПЧ; как правило, модульное исполнение; удобное подключение сетевого кабеля и кабеля электродвигателя благодаря клеммному блоку; наличие встроенного охлаждающего вентилятора; в большинстве случаев, возможность съема ЦПУ; степень защиты лицевой панели IP54.

Содержание слайда: Преобразователи частоты для установки в шкафу ПЧ классифицируются как устройство со степенью защиты IP 00 из-за возможности свободного доступа к клеммному блоку в нижней части корпуса

Содержание слайда: Преобразователи напольного исполнения От 90 до 800 кВт

Содержание слайда: Преобразователи напольного исполнения От 800 до 2400 кВт Для такой конструкции характерно: наличие вентиляторов на крыше шкафа; установка ЦПУ на панели шкафа; выносные варианты управления автоматическим вводным выключателем; наличие вентиляционных жалюзи в нижней части шкафа.

Содержание слайда: Структура элементов ПЧ Структура элементов ПЧ содержит модули, являющиеся обязательными практически для любой модели, независимо от назначения и фирмы-производителя: силовой модуль, выполненный на базе гибридных силовых элементов, составляющих силовую схему ПЧ; блок управления, представляющий программируемое устройство, реализованное на базе мощного микроконтроллера цифровой обработки сигналов; цифровой пульт управления (ЦПУ); клеммный блок для подключения силовых и управляющих цепей.

Содержание слайда: Структура элементов ПЧ Элементы вносящие отличительные особенности, присущие конкретной модели ПЧ - это состав дополнительного оборудования, поставляемого с ПЧ, которое условно можно разделить на четыре основные функционально ориентированные группы: средства расширения аппаратно-программных возможностей ПЧ; аксессуары, обеспечивающие определенную динамику торможения комплектного частотно-регулируемого электропривода (КЧРЭ); оборудование, поддерживающее реализацию коммуникационных возможностей ПЧ; средства обеспечения электромагнитной совместимости ПЧ с сетью и нагрузкой.

Содержание слайда: Средства расширения аппаратно-программных возможностей ПЧ Карты (электронные модули) расширения аналоговых и дискретных входов-выходов. Дополнительные карты встроенного программируемого логического контроллера (PLC), позволяющие быстро адаптировать ПЧ к специальным применениям за счет некоторой децентрализации функций системы управления. Интерфейсные модули импульсного датчика обратной связи (энкодера), обеспечивающие электрическое подключение определенных типов энкодеров, как правило, преобразователей кругового вращения.

Содержание слайда: Аксессуары режимов торможения электропривода Тормозные модули, позволяющие ПЧ осуществлять управляемые режимы торможения и остановки, а также работу электропривода в генераторном режиме; Тормозные сопротивления (резисторы), служащие для рассеивания мощности и обеспечивающие работу ПЧ при торможении до полной остановки или во время снижения скорости с реализацией максимального переходного тормозного момента. Как правило, тормозные модули устанавливаются в соответствующих шкафных конструкциях (оболочках) на встроенных монтажных панелях, а сопротивления, в целях обеспечения условий рассеивания тепловой энергии, размещаются вне шкафа в непосредственной близости от него.

Содержание слайда: Оборудование, поддерживающее коммуникационные (сетевые) возможности ПЧ Помимо встроенных сетевых портов, в качестве дополнительного оборудования поставляются специальные коммуникационные карты для промышленных применений, позволяющие организовать работу ПЧ в составе практически любой конфигурации сети по различным протоколам информационного обмена: Ethernet TCP/IP Modbus/Uni Telway Fipio Modbus Plus Profibus DP Device Net Inter Bus Использование сетевых возможностей ПЧ позволяет производить дистанционное управление, наблюдение, настройку и конфигурирование (параметрирование).

Содержание слайда: Средства обеспечения электромагнитной совместимости ПЧ с сетью и нагрузкой 1. Дроссели постоянного тока (ДПТ), подключаемые к силовым клеммам ПЧ:

Содержание слайда: Средства обеспечения электромагнитной совместимости ПЧ с сетью и нагрузкой 2. Сетевые дроссели, служащие для защиты от сетевых перенапряжений и уменьшения гармоник тока, вызванных работой ПЧ, подключаемые между питающей сетью и ПЧ: Особо рекомендуется использовать сетевые дроссели в случаях: параллельного включения нескольких ПЧ с достаточно близким (до 1,5÷2м) физическим соединением; имеющейся асимметрии напряжения питания между фазами более 5 % от номинального значения; питания ПЧ от силового трансформатора мощностью от 400 КВА и выше; наличия в питающей сети значительных помех, вызванных работой другого электрооборудования; подключения батареи конденсаторов для повышения cosφ рядом с технологической установкой (снижение перегрузки конденсаторов)

Содержание слайда: Средства обеспечения электромагнитной совместимости ПЧ с сетью и нагрузкой 5. Выходные фильтры (дроссели электродвигателя), включаемые между ПЧ и электродвигателем, необходимы для: ограничения перенапряжения на зажимах электродвигателя до допустимых значений; фильтрации помех, возникающих при срабатывании контактора, силовые контакты которого включены между фильтром и электродвигателем; уменьшения токов утечки на землю обмоток электродвигателя.

Содержание слайда: Схемотехника преобразователей частоты Элементы силовых и управляющих схем:

Содержание слайда: ПЧ с АД Функциональная схема

Содержание слайда: Схемы силового модуля ПЧ Вариант принципиальной электрической схемы с АИН:

Содержание слайда: Преобразователь частоты с АИН

Содержание слайда: Принцип работы ПЧ с АИН Диаграмма состояния ключей инвертора при угловой длительности замкнутого состояния ключей (открытого состояния транзисторов, работающих в ключевом режиме), равной π, представлена на рис. В каждый данный момент времени замкнуты три ключа. Состояние ключей изменяется через каждую шестую часть периода, длительность которой в единицах времени Δt определяется заданным значением частоты на выходе инвертора как Δt=π⁄(3ω0эл ). Таким образом, изменение сигнала задания частоты на входе системы управления инвертором приводит к изменению этой длительности, т.е. изменению частоты ω0эл напряжения на выходе. Последовательность замыкания ключей 1—2—3—4—5—6.

Содержание слайда: Принцип работы ПЧ с АИН Схемы включения обмоток статора при разных состояниях ключей инвертора и соответствующие значения фазных напряжений. Форма напряжений на выходе инвертора

Содержание слайда: Принцип работы АИН с ШИМ Структура однофазного инвертора с ШИМ . Характеристики передаточного коэффициента инвертора: а – напряжение опорное и задания; б – регулировочная характеристика инвертора

Содержание слайда: Принцип работы АИН с ШИМ Принцип широтно-импульсной модуляции (ШИМ)на примере однофазного инвертора

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: Примеры реализации тормозных режимов системы ПЧ-АД