АВТОМАТИЗОВАНИЙ ЕЛЕКТРОПРИВОД
Попередній вибір двигуна
Потужність двигуна попередньо вибирається орієнтовно, а потім після розрахунку перехідних процесів і побудови навантажувальної діаграми двигуна проводиться перевірка по нагріву.
Потужність двигуна визначається за навантажувальною діаграмою механізму.
Еквівалентний момент на валу робочого органу:
де Мn - момент навантаження в i-й проміжок часу;
tрi - проміжок часу.
Еквівалентнапотужність на валу робочоїмашини:
де Мре - еквівалентний момент на валу робочої машини;
ωр - швидкість обертання валу робочої машини.
Розрахунок еквівалентної потужності двигуна:
де ήредук - ККД розподільчого механізму;
Розрахункова потужність двигуна:
де Кз - коефіцієнт запасу(1,1…1,3);
Ре - еквівалентна потужності двигуна.
Розрахунок часу роботи:
де tpі- проміжки часу в котрі рольганг працює
Розрахунок часу робочого циклу рольганга:
де tі - поточний проміжок часу
Тривалість вмикання двигуна визначається за формулою:
де tp - тривалість роботи електродвигуна;
tц - тривалість циклу.
Каталожна потужність двигуна:
де ПВ - тривалість вмикання двигуна;
ПВн - номінальне значення ПВ% (15%,25%,40%,60%).
Попередньо обрано рольганговий асинхронний двигун с коротко замкнутим ротором типу АР 355SMC12
Таблиця 2.1
Технічні дані двигуна
| Величина | Значення | |
| Назва | Одиниця виміру | |
| Тип двигуна | --------- | АР 355SMC12 |
| Номінальна потужність | кВт | 57 |
| Номінальний струм | А | 131 |
| Номінальна частота обертання ротора | Об/хв | 491 |
| cosφ | --------- | 0.71 |
| ККД | % | 94,1 |
| Номінальний обертовий момент | Нм | 1110 |
| Максимальний обертовий момент | Нм | 3400 |
| Момент інерції ротора | Кг*м2 | 12,4 |
|
|
|
Розрахунок перехідних процесів і побудова навантажувальної діаграми двигуна
Визначення сумарних моментів інерції:
Для в холосту:
де ΣJxx - момент інерції приведений до валу двигуна при роботі в холосту;
Jr - момент інерції двигуна.
Для роботи з наватаженням:
де ΣJн - момент інерції приведений до валу двигуна при роботі з навантаженням .
Розрахунок моментів двигуна моментів двигуна розраховується по формулі:
де Мс - статичний момент навантаження;
J - сумарний момент інерції;
∆ω - приріст швидкості ω;
∆t - приріст часу.
Таблиця 2.2
Розрахункові моменти навантаження двигуна
| № | ∆ω, рад/с | ∆t, с | 
| |||
| 1 | 50 | 1,4 | 1055 | |||
| 2 | 0 | 3 | 165 | |||
| 3 | -50 | 1,5 | -845 | |||
| 4 | 0 | 3,2 | 0 | |||
| 5 | 50 | 1,7 | 1056 | |||
| 6 | 0 | 5,5 | 640 | |||
| 7 | -50 | 1,6 | -307 | |||
| 8 | -50 | 1,4 | -1212 | |||
| 9 | 0 | 7 | -640 | |||
| 10 | 50 | 1,8 | 202 | |||
| 11 | 50 | 1,6 | 1077 | |||
| 12 | 0 | 9 | 640 | |||
| 13 | -50 | 1,6 | -307 | |||
| 14 | -50 | 1,4 | -1247 | |||
| 15 | 0
| 11,1 | -640 | |||
| 16 | 0 | 2,3 | -165 | |||
| 17 | 50 | 1,5 | 845 | |||
| Рис. 2.1 Навантажувальнадіаграма електродвигуна |
Перевірка двигуна за нагрівом
Розрахунок еквівалентного моменту двигуна здійснюється за формулою:
де Мп - пусковий момент;
tп- час пуску;
Мг - гальмівний момент;
tг - час гальмування;
Мс - момент статичного навантаження;
tс - час незмінного навантаження;
β - коефіцієнт погіршення вентиляції двигуна при зупинці (для двигунів с закритим виконанням та самовентиляцією 0,45…0,55).
Розрахунок номінального моменту двигуна:
де Рн - номінальна потужність двигуна;
n - номінальна частота обертання ротора.
При правильно обраномудвигуні його номінальний момент при стандартному ПВн має бути рівний або більший розрахованого еквівалентного моменту тобто:
Умова по нагріву виконоється.
Виходячи з цього можна зробити висновок, що даний електродвигун типу АР 355SMC12 обраний правильно і його можна використовувати для приводу робочого рольгангу.
Вибір перетворювача частоти
Вибір перетворювача частоти робимо виходячи з номінальних даних двигуна, а саме за номінальною потужністю двигуна.Номінальна потужність двигуна 57 кВт. Найбільш підходящим являється перетворювач частоти компанії SchneiderElectric, перетворювач частоти для асинхронних двигунів Altivar 71ULтипа 1/IP 20 (данні перетворювача наведені в таблиці 2).
|
|
|
Серія перетворювачів частоти Altivar 71 відповідає найсуворішим вимогам застосування. Завдяки використанню різноманітних законів управління двигуном і численним функціональними можливостями.
Вона адаптована для вирішення найбільш складних завдань електроприводу:
· момент і підвищена точність при роботі на дуже низькій швидкості і поліпшені динамічні характеристики з алгоритмами векторного управління потоком в розімкнутій або замкнутій системі електроприводу;
· розширений діапазон вихідної частоти для високошвидкісних двигунів;
· паралельне включення двигунів і спеціальні приводи з використанням скалярного закону управління;
· точність підтримки швидкості і енергозбереження для розімкнутого приводу з синхронним двигуном;
· плавне, безударное управління незбалансованими механізмами за допомогою системи адаптації потужності (EnergyAdaptationSystem # ENA);
|
|
|
Багатофункціональність перетворювача Altivar 71 збільшує продуктивність і гнучкість використання машин для багато чисельних застосувань. А саме для:
· Підйомно-транспортне обладнання.
· Вантажно-розвантажувальні операції.
· Фасувально-пакувальне обладнання.
· Текстильні машини.
· Деревообробні машини.
· Технологічне обладнання.
· Ліфти.
Серія перетворювачів частоти Altivar 71 призначена для двигунів потужністю від 0,37 до 500 кВт з трьома типами мережевого живлення:
· однофазне, 200 - 240 В, від 0,37 до 5,5 кВт, UL типу 1 / IP 20, (ATV 71HpppM3);
· трифазне, 200 - 240 В, від 0,37 до 75 кВт, UL типу 1 / IP 20, (ATV 71HpppM3 і ATV 71HpppM3X);
· трифазне, 380 - 480 В, від 0,75 до 500 кВт, UL типу 1 / IP 20, (ATV 71HpppN4).
Перетворювач частоти Altivar 71 має вбудовані протоколи Modbus і CANopen, а також значні функціональні можливості.
Також перетворювач цієї серії включаються в ланцюг безпеки виробничих установок. Він володіє захисною функцією блокування ПЧ, яка виключає несанкціонований пуск двигуна. Ця функція відповідає стандартам по машинам EN 954-1 категорії 3, електричних установок МЕК / EN 61508 SIL2 і силовим електроприводів МЕК / EN 61800-5-2.
Діалогові засоби
Перетворювач частоти Altivar 71 поставляється з виносним графічним терміналом який оснащений:
· навігаційної ручкою, що забезпечує простий і швидкий доступ до меню прокрутки;
· графічним екраном з текстовим відображенням на 8 рядках по 24 символу;
· розвиненими функціями відображення, що забезпечують легкий доступ до найскладніших функцій;
· екранами індикації, меню і параметрами, які можуть бути індивідуалізовані для користувача або механізму;
· довідковою системою;
· функцією збереження і пересилки конфігурацій (можуть бути збережені 4 конфігурації);
· роз'ємами для багатоточкової зв'язку з декількома ПЧ по мережі;
· комплектом для установки на дверцятах шафи зі ступенем захисту IP 54 або IP 65;
· інтерфейсом на 6 мовах (англійською, іспанською, італійською, китайською, німецькою,французькому). Є можливість перезапису інших мов.
Програмне забезпечення PowerSuite 3 дозволяє конфігурувати, налаштовувати і налагоджувати Altivar 71, як і всі інші пристрої приводної техніки Telemecanique. Воно може використовуватися при прямому підключенні, через Ethernet, за допомогою модему або за бездротовою технологією Bluetooth®.
Швидке програмування
· Макроконфігурація:
Перетворювач частоти Altivar 71 забезпечує просте і швидке програмування з використанням макроконфігурацій, що відповідаються різним видам застосування: пуск-зупинка, підйомно-транспортне обладнання, механізми загального призначення, підключення до комунікаційних мереж, ПІД-регулятор, режим "ведучий-ведений". При цьому будь-яка з конфігурацій залишається повністю модифікуємою.
· Меню спрощеного запуску:
Меню спрощеного запуску дозволяє в кілька етапів забезпечити функціонування установки, отримати найкращі характеристики приводу і його захист.
Структура, ієрархія параметрів і функції прямого доступу пропонують просте і швидке програмування навіть для дуже складних функцій.
Таблиця 2.3
Технічні дані перетворювача частоти UL типа 1/IP 20
| Двигун | Мережа | Altivar 71 | |||||||||
| Номінальна потужність двигуна | Лінійний струм | Повна потужність | Максимальний лінійний струм к.з. | Максимальний струм в сталом режимі | Максмиальний перехідний струм на протязі | № по каталогу | Маса | ||||
| кВт | к.с. | 380 В | 480 В | 380 В |
| 380 В | 460 В |
| кг | ||
| 60 с | 2 с | ||||||||||
| А | А | кВА | кА | А | А | А | А | ||||
| 75 | 100 | 167 | 137 | 109,9 | 22 | 160 | 124 | 240 | 264 | ATV 71HD75N4 (3) (4) | 44,000 |
(3) Перетворювачі ATV 71HD90N4 і ATV HC50N4 поставляються в стандартній посиленій версії, призначеної для роботи в особливих умовах. Перетворювачі ATV 71H075N4? HD75N4 можуть бути замовлені в версії, призначеної для роботи в особливих умовах навколишнього середовища шляхом додавання S337 в кінці каталожного номера.
(4) Всі перетворювачі поставляються зі зніманим графічним терміналом. Перетворювачі ATV 71H075N4 і ATV 71HD75N4 можуть бути замовлені без графічного терміналу. Для цього додайте букву Z в кінці каталожного номера. У цьому випадку вони будуть оснащені вбудованим терміналом c семисегментними індикаторами.
Також обираємо тормозний резистор VW3 A7 710
| Для перетворювача | Значення при 20оС, Ом | Розсіювана середня потужність при 50 ° C,кВт | Маса,кг |
| ATV 71HD75N4 | 2,75 | 25 | 88 |
Схема підключення відповідно до категорії 1 стандарту EN 954-1 і характеристикою SIL1 по МЕК / EN 61508, категорією зупинки 0 по МЕК / EN 60204 1
Рисунок 2.2 Схема підключення частотного перетворювача
Рисунок 2.3Схема підключення ланцюгів карти управління
Рисунок 3.1 Функціональна схема частотного керуванняелектроприводом. ЗІ - задавач інтенсивності, ФП - функціональний перетворювач,
СК - система керування, АІН - автономний інвертор.
Таблиця 2.4
Характеристики та призначення клем управління
| Клема | Призначення | Електричні характеристики | ||
| R1A R1B R1C | Релейний вихід з перемикаючим контактом (R1C) програмованого реле R1 | Мін. перемикаюча здатність: 3 мА для 24 В пост. напруги Макс. перемикаюча здатність при активному навантаженні: 5 A для 250 В зміннї або 30 В пост. напруги Макс. перемикає здатність при індуктивному навантаженні (cosφ = 0,4 і L / R = 7 мс): 2 A для 250 В замінного або 30 В пост. напруги
 Мы поможем в написании ваших работ! |