Расчет мощности двигателя, энергетических, естественных и искусственных механических и электромеханических характеристик системы электропривода. Выбор преобразовательного устройства, аппаратов защиты, сечения и типа кабеля. Расчет переходных процессов.
При низкой оригинальности работы "Регулируемый электропривод судового вентилятора по системе преобразователь частоты – асинхронный двигатель с к.з. ротором", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
4.1 Составление структурной схемы системы регулируемого электроприводаДля того чтобы выбрать двигатель необходимо выполнение условия: По [2] выбираем двигатель типа АИР с номинальной мощностью . Двигатель АИР132М2 имеет следующие параметры (приложение А): Таблица №1 номинальная мощность двигателя номинальное линейное напряжение номинальная частота вращения Выбор преобразователя осуществляется исходя из следующих условий: Напряжение на выходе преобразователя должно быть больше или равно номинальному напряжению двигателя. В данном случае преобразователь частоты должен удовлетворять следующим требованием: Также преобразователь должен быть пригодным для работы в требуемых условиях окружающей среды. Суммарные потери диода равны: Результирующие потери в IGBT с обратным диодом равны: Найденные результирующие потери являются основой для теплового расчета инвертора, в ходе которого определяются тип и геометрические размеры необходимого охладителя, а также проверяется тепловой режим работы кристаллов IGBT и обратного диода.Для расчета электромеханических и механических характеристик асинхронного двигателя необходимо воспользоваться его математической моделью, которая в общем случае представляется различными схемами замещения. Ток холостого хода асинхронного двигателя можно найти по следующему выражению: , (2.1) Двигатели рассчитываются так потому, что большинство из них в силу стандартной дискретной шкалы мощностей работают с некоторой недогрузкой. Определяем коэффициент: Тогда активное сопротивление ротора, приведенное к обмотке статора асинхронного двигателя Полагая, что ток намагничивания двигателя имеет полностью реактивный характер, выражение для электромеханической характеристики, описывающей зависимость тока статора от скольжения, запишется следующим образомВозможность частотного регулирования скорости асинхронного двигателя - регулирование путем изменения частоты питающего напряжения - вытекает из того обстоятельства, что скорость вращения электромагнитного поля статора пропорционально частоте питающего напряжения Следует также учесть, что поскольку с изменением частоты питающего напряжения изменяется и величина потока двигателя , (2.8) то в большинстве случаев одновременно с изменением частоты питающего напряжения необходимо регулировать и его амплитуду. Необходимость регулирования напряжения при уменьшении частоты вниз от номинальной связана с тем, что изза уменьшения индуктивного сопротивления обмоток АД ток намагничивания будет возрастать, что приведет к насыщению магнитопровода двигателя и его перегреву. Для реализации частотного способа регулирования скорости асинхронный короткозамкнутый двигатель включается в питающую сеть с параметрами и через преобразовать частоты UF (см.рис.10). При частотном регулировании величина относительного скольжения зависит как от разности скоростей вращающегося электромагнитного поля и ротора - абсолютного скольжения ,так и от относительного значения частоты питающего напряженияАвтоматические выключатели (АВ) обеспечивают одновременно функции коммутации силовых цепей и защиты от электроприемников от перегрузок и коротких замыканий.Выбор сечения провода производится на основании согласования длительно допустимых токов с номинальным током расцепителя автоматического выключателя и номинальным током плавкой вставки предохранителя.Наиболее наглядным и широко используемым выражением з является его представление в виде произведения: , где соответственно КПД электрического, электромеханического преобразователей и механической части привода, которые можно определить как: , где , , - соответственно мощность потерь в преобразователе, двигателе и механической части. Определим по универсальным кривым (11, стр.212,213) токи для f=50 Гц, и фазовым углом выходного отстающего тока : , , Коэффициент искажения входного тока определяется по расчетной характеристике источника 11,стр. Суть метода состоит в раздельном управлении компонентами вектора тока статора isq и isd, являющимися проекциями результирующего вектора i1 на вращающиеся векторы q и d координатной системы, связанной с вектором потокосцепления ротора Yr. Если поддерживать неизменным потокосцепление ротора путем регулирования составляющей тока статора по оси d, то момент двигателя будет прямо пропорционален току isq, так, как и в обычных коллекторных двигателях постоянного тока. Регулятор тока isy имеет структуру ПИ-регулятора, идентичную регулятору isx.Одним из важнейших технических мероприятий, обеспечивающих охрану здоровья трудящихся и высокую производительность труда на предприятиях, является вентиляция. Система ПЧ-АД позволяет повысить производительность, а также надежность производства, так как в системе используется самая простейшая электрическая машина - асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором.
План
Содержание
Введение
1. Расчет и выбор силового оборудования системы
1.1 Расчет мощности двигателя и предварительный его выбор
1.2 Выбор преобразовательного устройства для системы
2. Расчет статических и динамических характеристик для разомкнутой системы регулируемого электропривода
2.1 Расчет естественных механических и электромеханических характеристик системы регулируемого электропривода
2.2 Расчет искусственных механических и электромеханических характеристик системы регулируемого электропривода для заданного диапазона регулирования скорости
3. Расчет и выбор аппаратов защиты, сечения и типа кабеля
3.1 Выбор аппаратов защиты
3.2 Расчет и выбор сечения и типа кабеля для силовой цепи и цепи управления
Вывод
Одним из важнейших технических мероприятий, обеспечивающих охрану здоровья трудящихся и высокую производительность труда на предприятиях, является вентиляция. На строительство и эксплуатацию вентиляционных установок в нашей стране отпускаются большие средства. Поэтому весьма важно, чтобы вентиляционные установки на предприятиях работали с наибольшим эффектом при минимальном расходе электроэнергии.
В данном курсовом проекте был рассчитан регулируемый электропривод вентилятора главного проветривания по системе ПЧ-АД. Система ПЧ-АД позволяет повысить производительность, а также надежность производства, так как в системе используется самая простейшая электрическая машина - асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором. В настоящее время система ПЧ-АД получает широкое распространение, так как это экономически целесообразнее, чем применение тех же двигателей постоянного тока или АД с фазным ротором. Высокая плавность регулирования скорости также является одним из основных достоинств такой системы.
Список литературы
Введение
Вентиляторы - это машины, перемещающие газовые среды при степени повышения давления до 1.15 (степенью повышения давления называется отношение давления газа на выходе из машины к давлению на ее входе). Наличие вращающегося колеса с лопастями является отличительным признаком лопастных машин. Схемы лопастных машин приведены на рис.1. Поток жидкости или газа, проходя через рабочее колесо 1 с лопастями 2 машин центробежного типа (ЦМ), изменяет свое направление под углом 90є, в осевых машинах (ОМ) он перемещается вдоль оси рабочего колеса 3 с лопастями 4, а в вихревых (ВМ) - по периферии рабочего колеса 5 с лопастями 6.
Вентиляторы являются машинами массового применения. Около 8% всей электроэнергии, вырабатываемой в стране, расходуется на электропривод вентиляторов. Техническое совершенство и экономичность электроприводов вентиляторов в значительной степени определяет рациональность использование электроэнергии в народном хозяйстве. Под экономичностью электропривода следует понимать не только его минимальную стоимость и высокие энергетические показатели, но и такое качество электропривода, как регулируемость. Высокая экономичность электропривода позволяет вентиляторам производить работу, необходимую по технологическим условиям, с наименьшими энергетическими затратами.
Мощность вентиляторов лежит в весьма широких пределах - от единиц до нескольких тысяч киловатт. Крупнейший из вентиляторов имеет мощность до 5000 КВТ. Скорость вращения рабочего колеса вентиляторов также совершенна различна: от сравнительно тихоходных (около 100 об/мин) вентиляторов крупных градирен, до сверхбыстроходных вентиляторов, скорость рабочего колеса которых достигает 20000 об/мин.
Целью данного курсового проекта является разработать реверсивный регулируемый электропривод судового вентилятора с регулированием скорости при помощи преобразователя. Тип силовой схемы электропривода: преобразователь частоты - асинхронный двигатель.1. Электронный каталог: база данных содержит сведения о судовых вентиляторах. Торговый дом "ХАРВЕНТ"
2. Электронный каталог: база данных содержит сведения о электродвигателях. ЗАО "Вэлта-центр"
3. Электротехнический справочник: Использование электрической энергии / Под общ. ред. профессоров МЭИ В.Г. Герасимова и др. (гл. ред. А.И. Попов). - 8-е изд., испр. и доп. - М.: Издательство МЭИ, 2002. - 696 с.
4. Электронный каталог: база данных содержит сведения о полупроводниковых приборах. Компания «Semikron»
5. Электронный каталог: база данных содержит сведения о транзисторах, диодах, тиристорах, стабилитронах, оптронах, варистора. Кампания "Элкосиб"
6. Электронный каталог: база данных содержит сведения о выборе кабеля по току нагрузки.
7. Электротехнический справочник: Использование электрической энергии / Под общ. ред. профессоров МЭИ: И.Н. Орлова (гл.ред) и др. - 7-е изд., испр. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 616с.: ил.
