СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЧАСТОТЫ
реклама
СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЧАСТОТЫ Теоретический курс Лектор: инженер технического отдела «СВ Альтера» Торопов Антон Валериевич Общая структура преобразователей частоты Назначение ПЧ – преобразование энергии переменного тока неизменных уровня и частоты в энергию переменного тока с регулируемыми уровнем и частотой для управления скоростью асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором Ud ,Id U1=const f1=const + + В Ф Двухзвенный ПЧ В – выпрямитель; Ф – сглаживающий фильтр; АИ – автономный инвертор АИ - U2=var f2=var Современные полупроводниковые ключи А К Однооперационный тиристор (SCR-тиристор) УЭ Двухоперационный (запираемый) тиристор (GTO- или IGCT-тиристор) К А З И З П Силовой полевой транзистор (MOSFET-транзистор) С К З Э Биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT-транзистор) Однооперационный тиристор Преимущества: • малая стоимость; • высокие номинальные напряжение и ток (10 кВ, 6 кА); • малое падение напряжения в открытом состоянии (1…2 В); • малая мощность управления • низкая перегрузочная способность; А К УЭ Недостатки: • неполная управляемость (невозможность закрытия с помощью сигнала управления); •невысокое быстродействие; • низкая частота коммутации (до 0,4 кГц) Области применения: • выпрямители для мощных электроприводов постоянного тока; • устройства возбуждения синхронных двигателей и генераторов; • выпрямители для сварки, плавления, нагрева, гальваники; • бесконтактные пускатели, софтстартеры и твердотельные реле переменного тока; • регуляторы мощности с фазовым управлением (в том числе для электропривода и бытовой техники) • статические компенсаторы реактивной мощности IGCT-тиристор А Преимущества: • полная управляемость (возможность запирания с помощью сигнала на затворе); • высокие номинальные напряжение и ток (6 кВ, 4 кА); • повышенная частота коммутации (до 2…3 кГц); • возможность интеграции с обратным диодом и драйвером; • простота последовательного соединения ключей; • отсутствие необходимости в индивидуальном снаббере для каждого ключа; • малая мощность управления Недостатки: • большой ток управления при запирании; • низкая перегрузочная способность; • сравнительно низкое быстродействие (длительность включениявыключения 10…20 мкс); • сравнительно высокая стоимость Области применения: • преобразователи частоты для мощных электроприводов переменного тока; • преобразовательные подстанции для железнодорожного транспорта; • преобразователи для линий электропередач постоянного тока К З MOSFET-транзистор И З Преимущества: С • полная управляемость (возможность запирания с помощью сигнала на затворе); • наивысшее быстродействие (длительность включениявыключения 0,04…0,1 мкс); • наивысшая перегрузочная способность; • наивысшая частота коммутации (до 0,5…1 МГц); • возможность интеграции с обратным диодом и драйвером; • отсутствие необходимости в снабберах; • очень малые мощность и ток управления; • простота параллельного соединения ключей; • простая система управления Недостатки: • сравнительно небольшие номинальные напряжение и ток (до 1 кВ и 100 А); • высокая стоимость Области применения: • преобразователи для быстродействующих высокоточных электроприводов малой мощности; • маломощные низковольтные импульсные источники питания; • твердотельные реле постоянного тока П IGBT-транзистор Преимущества: К З • полная управляемость (возможность запирания с помощью сигнала на затворе); • высокое быстродействие (длительность включениявыключения 0,3…3,6 мкс); • высокая перегрузочная способность; • высокая частота коммутации (до 30…50 кГц); • возможность интеграции с обратным диодом и драйвером; • возможность применения без снабберов; • простота параллельного соединения ключей; • малые мощность и ток управления Недостатки: • высокая стоимость; • сравнительно большое падение напряжения в открытом состоянии Области применения: • преобразователи всех видов для промышленного, тягового и бытового электропривода мощностью от сотен ватт до тысяч киловатт; • импульсные источники питания; • источники бесперебойного питания; • корректоры коэффициента мощности и активные силовые фильтры; • автомобильная и авиационная электроника Э Драйверы Функции: • формирование импульсов управления ключами нужной формы и мощности исходя из логического сигнала, полученного от системы управления преобразователем; • управление скоростью переключения ключей с целью снижения перенапряжений и уменьшения потерь в них; • гальваническая развязка силовых цепей и цепей управления; • реализация «мертвого времени»; • защита ключа от аварийных режимов и их индикация Состав: • узел гальванической развязки (УГР); Uу УГР УС • узел согласования (УС); • формирователь импульсов управления (ФИУ); • импульсный блок питания (БП) Uп БП ФИУ Uвых Силовые полупроводниковые модули Особенности конструкции: • объединение в одном полупроводниковом кристалле: • силового управляемого ключа и обратного диода, • нескольких ключей; • силовой схемы всего преобразователя энергии • полупроводниковый кристалл и силовые выводы электрически изолированы от основания Преимущества: • уменьшение габаритов преобразователя энергии; • упрощение конструкции преобразователя и снижение его стоимости; • повышение надежности; • увеличение быстродействия благодаря отсутствию внешних межэлементных соединений и обусловленных ими паразитных индуктивностей Силовые полупроводниковые модули Устройства плавного пуска Преобразователи частоты 8200 Vector 15-55 кВт Преобразователи частоты 8200 Vector 75-90 кВт В Lenze не используются Преобразователи частоты ESMDxxxX2SFA Преобразователи частоты ESMDxxxL4TXA 10 Интеллектуальные силовые модули Особенности конструкции: • объединение в одном корпусе силового модуля, драйвера, а иногда и системы управления преобразователем; • кристалл и силовые выводы электрически изолированы от основания Преимущества: • снижение габаритов; • упрощение конструкции преобразователя и снижение его стоимости; • повышение надежности; • повышение быстродействия и помехозащищенности благодаря минимальному расстоянию между драйвером и силовым ключом; • совместимость с логическими интегральными микросхемами Области применения: R1 R2 Силовяа часть R S T ДТ В Ф1 Ф2 ДН БП U V W АИН Дt Драйверы СЗ VSP Интеллектуальный силовой модуль двухзвенного преобразователя частоты • промышленные электроприводы на основе асинхронных, вентильных и шаговых двигателей; • электроприводы для бытовой техники и электроинструмента; • импульсные источники питания и источники бесперебойного питания Тестирование работоспособности силовой части ПЧ 14 Однофазный автономный инвертор напряжения (АИН) с амплитудной модуляцией Назначение АИН – преобразование энергии постоянного тока в энергию переменного тока УВ Lф uу1, uу4 uу2, uу3 Сф t Tм u i iвх VS1 Ud VS2 Ud t VS1 VD1 VS4 u VS3 iвх Lн VD2 i Rн VS4 VD3 VD4 t Двухзвенный ПЧ АИН Однофазный автономный инвертор напряжения (АИН) с амплитудной модуляцией Назначение АИН – преобразование энергии постоянного тока в энергию переменного тока УВ Lф uу1, uу4 uу2, uу3 Сф t Tм u i iвх VS1 Ud VS2 Ud t VS1 VD1 VS4 u VS3 VD2 VD3 iвх Lн VD2 i Rн VS4 VD3 VD4 t Двухзвенный ПЧ АИН Однофазный автономный инвертор напряжения (АИН) с амплитудной модуляцией Назначение АИН – преобразование энергии постоянного тока в энергию переменного тока УВ Lф uу1, uу4 uу2, uу3 Сф t Tм u i iвх VS1 Ud VS2 Ud t VD1 VS1 VS2 VS3 VS4 u VS3 VD2 VD3 iвх Lн VD2 i Rн VS4 VD3 VD4 t Двухзвенный ПЧ АИН Однофазный автономный инвертор напряжения (АИН) с амплитудной модуляцией Назначение АИН – преобразование энергии постоянного тока в энергию переменного тока УВ Lф uу1, uу4 uу2, uу3 Сф t Tм u i iвх VS1 Ud VS2 Ud t VD1 VS1 VS2 VS3 VS4 VD1 VD4 u VS3 VD2 VD3 iвх Lн VD2 i Rн VS4 VD3 VD4 t Двухзвенный ПЧ АИН Назначение обратных диодов ЭДС самоиндукции: УВ Lф Сф iвх u VS3 di dt УВ Lф Сф Ud VS1 VS1 VD1 eL L VS2 VS2 Lн uVS U d eL VD2 i Ud Lн i u Rн Rн VS4 VS3 eL VD3 VD4 VS4 Трехфазный АИН с амплитудной модуляцией Tм + uу1 uу2 Tм 3 2Ud 3 ua t ib ub VD2 VS3 VS4 VD3 VD4 VS5 VS6 VD5 VD6 t I II III IV V VI I ub ua uc ia uc ic II III IV V t + VS1 Za ia Ud - Ud /3 + iвх=ib VS4 iвх=ia Zc ic VS5 ic ib Z a Z b Z c Zb 2Ud /3 I VS2 VS1 VD1 ia Ud 3 С iвх uу3 uу4 uу5 uу6 – Ud II VS1 Za Ud ib - Zb VS4 Zc 2Ud /3 ic U /3 d VS6 Трехфазный АИН Основные принципы управления + • для обеспечения непрерывности выходного тока управляющие импульсы всегда присутствуют на трех ключах (по одному в каждой фазе); • во избежание сквозного короткого замыкания источника постоянного тока не могут быть одновременно открыты оба ключа одной фазы; • выходной ток фазы после коммутации в ней не может измениться скачком; • после запирания ключа отпирается обратный диод в той же фазе, который обеспечивает протекание фазного тока в том же направлении, что и до запирания ключа – Ud С iвх VS2 VS1 VD1 VD2 VS3 VS4 VD3 VD4 VS5 VS6 VD5 VD6 ua ub ia ib Z a Z b Z c uc ic Амплитудная модуляция в ПЧ Преимущества: • простота алгоритма управления инвертором; • малые потери в ключах из-за низкой частоты их переключения Недостатки: • необходимость применения двух управляемых преобразователей; • существенно несинусоидальная форма выходного тока; • неглубокое регулирование скорости двигателя; • низкий входной коэффициент мощности и неблагоприятное влияние на питающую сеть Области применения: • высокочастотные ПЧ для электрошпинделей; • импульсные источники питания Однофазный АИН с широтноимпульсной модуляцией Принцип управления В Tm uз Сф iвх t uоп VS1 VS2 uу1 , uу4 uу2 , uу3 VD1 u u VS3 t uз uу1 , uу4 ГПН Драйвер uоп Система управления Ud CMP uу2 , uу3 1 Драйвер Lн VD2 i Rн VS4 VD3 VD4 Однофазный АИН с широтноимпульсной модуляцией uоп Tм Uуm Uопm t uу uу1 uу2 uу3 uу4 VS1, VS2, VD1, VD2, VS4 VS3 VD4 VD3 u U(1) t Um Ud i iвх t Трехфазный АИН с широтноимпульсной модуляцией Ud /3 (2/3)Ud iA uA н t UA uB t iB UB uC t iC UC uСА Ud iвх t Широтно-импульсная модуляция в ПЧ Преимущества: • входной выпрямитель может быть неуправляемым; • практически синусоидальная форма выходного тока; • возможность глубокого регулирования скорости; • входной коэффициент мощности, близкий к 1; • возможность питания нескольких АИН от общего выпрямителя Недостатки: • необходимость применения более дорогих ключей; • повышенные потери в ключах вследствие высокой частоты их переключения; • повышенное излучение электромагнитных помех; • возможность перенапряжений на обмотке двигателя при большой длине кабеля Области применения: • электроприводы с повышенными требованиями к точности, диапазону регулирования скорости или энергетическим показателям; • силовые активные фильтры для систем электроснабжения; • источники бесперебойного питания Способы торможения в электроприводах с ПЧ Механическое торможение: • нерегулируемое (электромагнитный тормоз); • регулируемое (порошковые муфты). Электрическое торможение: • Рекуперативное торможение (генераторный режим); •Торможение противовключением (торможение переменным током); •Динамическое торможение (торможение постоянным током). 27 Способы электрического торможения в электроприводах с ПЧ Рекуперативное с возвратом энергии в сеть: івх <0 • энергосбережение; • дополнительные капитальные затраты АИН _ M + С ведомым сетью инвертором (ВИ): • несинусоидальная форма тока сети; • cos<1 ВИ УВ івх >0 АВ I Id АИН С активным выпрямителем (АВ) L Ud E U + _ M • синусоидальная форма тока сети; • cos=1 Способы электрического торможения в электроприводах с ПЧ В Рекуперативное с разрядным резистором: АИН iвх>0 Rт _ iр VS0 M + iвх <0 Наиболее распространенный способ рекуперации в современных ПЧ! • тормозная энергия рассеивается в резисторе; • дополнительные капитальные затраты невелики Способы электрического торможения в электроприводах с ПЧ АИН Id Iт Динамическое торможение (торможение постоянным током) • тормозная энергия рассеивается в двигателе; + VT1 _ Ud i Iт + VT4 _ M • дополнительные капитальные затраты отсутствуют t1 VD2 t2 u Ud T Момент торможения M т ~ U ШИМ U d t1 T t VT4 VT1 VD2 В преобразователях частоты ESMD и ESV задается уровнем напряжения: -ESMD (параметр С36); -ESV ( параметр P174). 30 Способы торможения в электроприводах с ПЧ Выпрямитель Обмен тормозной энергией по сети постоянного тока: _ + Инвертор Инвертор Инвертор • рекуперируемая энергия может быть использована другими потребителями; • мощность выпрямителя меньше суммы мощностей инверторов; • целесообразно использование в многодвигательных механизмах Пример применения в Lenze: M1 M2 M3 -Системы ECS; -Системы 9400 MultiAxis. Входные выпрямители двухзвенных ПЧ VD1 VD2 ii id ic iсет -uсет VD3 VD4 VD1, VD4 VD2, VD3 Особенности: • выпрямленный ток прерывистый; • потребляемый из сети ток существенно несинусоидальный ia ib t АИН ud С L 2 uсет + uсет 1 ud id tз tр Тп 4 3 iN іс t іі1 iсет ic іі2 5 6 t іі1 8 t 7 t іі2 Влияние ПЧ на питающую сеть Степень загрузки питающей сети определяется полной мощностью, потребляемой ПЧ S UI P 2 Q 2 T 2 где Р – активная мощность (затрачивается на совершение полезной работы); Q – мощность сдвига (отражает фазовый сдвиг первой гармоники потребляемого тока относительно первой гармоники напряжения; Т – мощность нелинейных искажений (учитывает несинусоидальность тока и напряжения У идеального потребителя S=P: • отсутствует фазовый сдвиг тока относительно напряжения питания (Q=0, чисто активный потребитель); • потребляемый ток синусоидален (Т=0, чисто линейный потребитель) Токи, потребляемые ПЧ, вызывают потери энергии и падение напряжения в питающей сети. Если токи несинусоидальны, несинусоидально и падение напряжения, что приводит к искажению формы напряжения сети. Влияние ПЧ на питающую сеть Способы снижения влияния: •входные (сетевые) реакторы (L1) (снижение движущего момента пропорционально квадрату напряжения) L1 R1 L2 к АИН •дроссели постоянного тока (L2); • принудительное формирование синусоидального входного тока (активные выпрямители); • многопульсные входные выпрямители R iз а б 12-пульсные входные выпрямители iвх1 Ud2 В1 iвх АИН M Ud iвх2 iвх1 В2 а L1 В1 t id в id1 iвх В2 iвх Ud1 L2 АИН M Особенности: id2 iвх2 б • форма тока сети, близкая к синусоидальной; • возможность получения более высоких уровней напряжения (а) и тока (б) звена постоянного тока; • необходим специальный силовой трансформатор Ограничение зарядного тока VD1 VD2 VD3 L1 R1 R L2 iз а б R2 iз в Цель: • снижение тока заряда конденсатора при первом подключении ПЧ сети Перенапряжения на выходе АИН Ud к АИН к двигателю к кабелю к кабелю UАИН t UАД а t б к АИН в Выходные фильтры г Причины: • быстрый темп изменения выходного напряжения АИН при переключениях ключей; • проявление волновых свойств длинного кабеля Следствия: • перенапряжения на обмотке статора двигателя (до двойного по сравнению с номинальным напряжением); • рост емкостных токов утечки в кабеле; • более интенсивное электромагнитное излучение кабеля РАЗВИТИЕ ПЧ 200 200 150 125 % 100 100 14 5 110 88 77 48 50 Размер 20 Стоимость 25 5 0 Количество функций 1979 1987 1996 2002 12 5 2005 РЕЖИМЫ РАБОТЫ И НАГРУЗКИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ 39 НОМИНАЛЬНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ДВИГАТЕЛЯ Различают параметры двигателя: - номинальные (паспортные) данные. Основные номинальные данные электрической машины обычно отчетливо нанесены на щиток, представляющий собой металлическую пластину, прикрепленную к корпусу машины. -. каталожные данные. Каталог асинхронных двигателей содержит данные для выбора двигателей. В каталогах указываются: типоразмер двигателя, номинальная мощность для длительного режима; сообщаются более подробные данные об изменении КПД и коэффициента мощности при изменении нагрузки на валу; указаны номера применяемых в двигателях подшипников, схемы подшипниковых узлов, а также приводятся данные о допустимых радиальных и осевых нагрузках на рабочий конец вала; указываются также размеры, необходимые для установки двигателя на объекте и присоединения его 40 к питающей сети НОМИНАЛЬНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ДВИГАТЕЛЯ • Номинальная мощность Pн, кВт – мощность на валу, при которой двигатель может работать при номинальных условиях охлаждения сколь угодно долго без перегрева обмоток; • Номинальное напряжение – напряжение питания, при котором двигатель может работать сколь угодно долго без опасности пробоя изоляции; • Номинальная частота вращения nн, обмин – частота вращения, соответствующая номинальному напряжению (для двигателей переменного тока – и частоте) питания; • Номинальный момент Mн=9550Pнnн, Нм – момент, соответствующий номинальным мощности и частоте вращения 41 НОМИНАЛЬНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ДВИГАТЕЛЯ Pн МВт 20 АД СД 10 5 2,5 ДПТ 1,25 Граничные мощности двигателей различных типов: СД – синхронные; АД – асинхронные; ДПТ – двигатели постоянного тока 0,625 187 375 1500 6000 nн ,об/мин m кг 750 об/мин 1000 800 600 3000 об/мин 400 200 0 0 20 40 60 Pн , кВт 42 ДЕНОМИНАЦИЯ P=Pн fT fH Температура окружающей среды Высота над уровнем моря 43 СПОСОБЫ ОХЛАЖДЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ •самоохлаждение (электроприводы без регулирования скорости, работающие в продолжительном режиме); •естественное охлаждение (электроприводы малой М мощности с регулированием скорости или работающие в Мн режиме с частыми пусками); •принудительное воздушное (электроприводы доп Принудительное охлаждение самоохлаждение средней и большой мощности с регулированием скорости или работающие в режиме с частыми пусками); •принудительное жидкостное (электроприводы большой мощности, в том числе высоковольтные) Естественное охлаждение Допустимый момент nн n 44 ПЕРЕГРУЗОЧНАЯ СПОСОБНОСТЬ ДВИГАТЕЛЯ Способность двигателя преодолевать кратковременные перегрузки без ущерба для работоспособности и надежности. Кратность максимального момента м=МmaxMн определяется: • для двигателей постоянного тока – условиями безопасной коммутации коллектора (м=2...2,5); • для асинхронных нерегулируемых двигателей – величиной критического (опрокидывающего) момента (м=2,2...2,8); • для асинхронных частотно-управляемых двигателей – насыщением стали магнитопровода (м=2,5...3) 45 СТЕПЕНЬ ЗАЩИТЫ ОТ ВНЕШНИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ IP – International Protection. Например: IP24, IP54, IP55, IP65 1-я цифра кода 2-я цифра кода 0 Нет защиты Нет защиты 1 Защита от попадания посторонних предметов Ø50 мм и более Защита от водяных капель 2 Защита от попадания посторонних предметов Ø12 мм и более Защита от водяных капель под углом (до 15 от вертикали) 3 Защита от попадания посторонних предметов Ø2,5 мм и более Защита от водяных брызг 4 Защита от попадания посторонних предметов Ø1 мм и более Защита от сильных водяных брызг 5 Защита от попадания пыли Защита от водяных струй 6 Полная защита от пыли (пыленепроницаемость) Защита от сильных водяных струй 7 - Защита от попадания воды при кратковременном погружении 8 - Защита от попадания воды при длительном погружении 46 МЕХАНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ДВИГАТЕЛЯ n, об/мин n0 Жесткость Холостой ход =M/n n M Короткое замыкание М, Нм Mп 47 ВИДЫ МЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДВИГАТЕЛЕЙ С отрицательной жесткостью (<0) n, об/мин Абсолютно жесткая (=∞) Переменной жесткости Мягкая (→0) =M/n Жесткая (→∞) Абсолютно мягкая (=0) М, Нм 48 МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИГАТЕЛЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА U Закон регулирования const Искусственные при f увеличении f Для ESMD С14=0 или 2 , рад/с Естественная U=Uн, f=fн М, Нм 0 Искусственные при снижении U и f 49 МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИГАТЕЛЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА Закон регулирования U const 2 f , рад/с Для ESMD С14=1 или 3 Естественная U=Uн, f=fн М, Нм Искусственные при снижении U и f 0 Момент нагрузки 50 МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИГАТЕЛЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА Векторное управление , рад/с Для ESMD отсутствует Естественная Векторная Ф=Фн Искусственные характеристики при регулировании скорости Ф<Фн М, Нм 0 Регулирование момента 51 РЕЖИМЫ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ Рекуперативное торможение II , рад/с I U>0 Динамическое торможение U=0 Двигательный режим М, Нм Торможение противовключением 0 III Двигательный режим U<0 Рекуперативное торможение IV 52 РЕКУПЕРАТИВНОЕ ТОРМОЖЕНИЕ , рад/с Рабочая точка №1 Pрекуп Рабочая точка №2 н Pн М, Нм 0 Mн Мощность, потребляемая двигателем от преобразователя частоты: Pн M н н Мощность, отдаваемая двигателем при резком торможении в звено постоянного тока: Pрекуп 53 ДИНАМИЧЕСКОЕ ТОРМОЖЕНИЕ , рад/с Рабочая точка н PДТ Pн М, Нм MT1 MT 2 0 Mн Мощность, потребляемая двигателем от преобразователя частоты: Pн M н н Мощность динамического торможения: PДТ 54 ПРОФИЛИ ИЗМЕНЕНИЯ СКОРОСТИ Ускорение Трехпериодный Путь торможения 1 р т t d ~ I статора dt Рывок d dt Путь торможения 1 12 т 2tт 2 т t 55 Формирование трехпериодного профиля скорости на ESMD Время разгона (С12=t1) Трехпериодный Задание по скорости (определяется в С01) Время торможения (С13=t3) з t1 р t2 t3 t т 56 ПРОФИЛИ ИЗМЕНЕНИЯ СКОРОСТИ Повышение точности остановки Пятипериодный 1 2 р т Путь торможения t Путь торможения 2 т2 т1 2tт 2 т 2 т 2 2 2 1 57 Формирование пятипериодного профиля на ESV P710 – уставка частоты сегмента №1 Р791=t3 – время Р711=t1 – время разгона разгона P790 – уставка Р795=2 – Действие частоты привода: последнего Замедление до сегмента останова 1 t1 р 2 t2 Полностью реализуется при программировании параметров P712=t1+t2 циклической работы t3 т t t4 t5 Р700=1 – режим циклической работы разрешен:P792=t3+t4 переход по- таймеру; Время текущегоР707=1 – Время текущего количество циклов сегмента сегмента 58 ПРОФИЛИ ИЗМЕНЕНИЯ СКОРОСТИ Ограничение рывка U-образный профиль р t1 т t2 t Апериодический характер переходного процесса Используется в ESV P104=t1+t2; P106=t2. t В ESMD реализуется только с внешним ПЛК 59 ПРОФИЛИ ИЗМЕНЕНИЯ СКОРОСТИ Ограничение рывка S-образный профиль Используется в 8200 Vector C0012=t1+t2+t3; C0182=t2. t1 t2 t3 t t 60 ВИДЫ НАГРУЗОК ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ Уравнение движения электропривода: M Mc M j Mc J d dt Мс - статический момент (обусловлен затратами энергии на выполнение полезной механической работы) Mj J d dt - динамический момент (обусловлен изменением кинетической энергии движущихся масс) 61 СТАТИЧЕСКИЕ НАГРУЗКИ Механические характеристики механизма • Активные (не зависящие от скорости): грузоподъемные механизмы; зависящие от величины скорости • Реактивные (зависящие от скорости); (нагрузки от сил вязкого трения): вентиляторы, насосы, М центробежные компрессоры 0 • Смешанные: миксеры, экструдеры зависящие от знака скорости (нагрузки от сил сухого трения): горизонтальное перемещение грузов; 62 КЛАССЫ НАГРЕВОСТОЙКОСТИ ИЗОЛЯЦИИ • А (120, синтетические органические пленки); • B (130, слюда, асбест, стекловолокно с органическими связующими); • F (155, слюда, асбест, стекловолокно с синтетическими связующими); • H (180, слюда, асбест, стекловолокно с кремнийорганическими связующими) 63 ТЕПЛОВЫЕ РЕЖИМЫ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ Продолжительный S1 у Р у=PA Время 64 ТЕПЛОВЫЕ РЕЖИМЫ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ Кратковременный S2 PнS2PнS1 1,4(10 мин); tp=10, 30, 60 мин 1,2 (30 мин); Р tp Время 1,1 (60 мин) Время 65 СТАНДАРТНЫЕ РЕЖИМЫ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ Повторно-кратковременный S3 Tц tп tp ПВ=tp/Tц100% PнS3PнS11,4 (ПВ=15%); (Tц=10 мин) Р 1,3 (ПВ=25%); 1,15 (ПВ=40%) 1,1 (ПВ=60%) Время 66 СТАНДАРТНЫЕ РЕЖИМЫ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ Повторно-кратковременный S4 с частыми пусками Р (Tц<10 мин) Время 67 СТАНДАРТНЫЕ РЕЖИМЫ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ Перемежающийся S6 с переменной нагрузкой Tц tп tн Мс ПН=tн/Tц100% Время 68 СТАНДАРТНЫЕ РЕЖИМЫ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ Перемежающийся S7 с частыми реверсами Р (Tц<10 мин) Время 69 СТАНДАРТНЫЕ РЕЖИМЫ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ Перемежающийся S8 с двумя и более скоростями Время 70 Механизмы Режимы работы Насосы (центробежные, поршневые, осевые, вакуум-насосы) S1-S3 Вентиляторы (центробежные, осевые, дымососы) S1 Шнеки, экструдеры S1 Манипуляторы, толкатели, кантователи S1-S5 Задвижки S1-S3 Центрифуги, сепараторы S1 Машины барабанного типа S1-S4 Компрессоры (лопаточные, объемные) S1 Подъемники S2, S3, S6 Дробилки S1,S2 Буровые станки S1 Пилы S1, S3 Кузнечно – прессовые машины S3-S6 Щеточно – моечные машины S1,S2 Металлорежущие станки (главный привод) S1, S3, S6 Металлорежущие станки (привода подачи) S6, S8 71 Рекомендуемая литература • http://elektroprivod.org.ua • Чиликин М.Г., Сандлер А.С. Общий курс электропривода • Електромеханічні системи автоматизації та електропривод (Теорія і практика)/ За редакцією М.Г.Поповича та В.В.Кострицького. 72
