| Курсовая работа по электроприводу | |
| Автор: student | Категория: Технические науки / Электроэнергетика | Просмотров: 2394 | Комментирии: 0 | 29-12-2013 17:50 |
СКАЧАТЬ:
Введение
Электропривод - это управляемая электромеханическая система. Её назначение - преобразовывать электрическую энергию в механическую и обратно и управлять этим процессом.
Сегодня в приборных системах используются электроприводы, мощность которых составляет единицы микроватт; мощность электропривода компрессора на перекачивающей газ станции - десятки мегаватт, т.е. диапазон современных электроприводов по мощности превышает 1012. Такого же порядка и диапазон по частоте вращения: в установке, где вытягиваются кристаллы полупроводников, вал двигателя должен делать 1 оборот в несколько десятков часов при очень жестких требованиях к равномерности движения; частота вращения шлифовального круга в современном хорошем станке может достигать 150000 об/мин.
Но особенно широк - безгранично широк - диапазон применений современного электропривода: от искусственного сердца до шагающего экскаватора, от вентилятора до антенны радиотелескопа, от стиральной машины до гибкой производственной системы. Именно эта особенность - теснейшее взаимодействие с технологической сферой - оказывала и оказывает на электропривод мощное стимулирующее влияние. Непрерывно растущие требования со стороны технологических установок определяют развитие электропривода, совершенствование его элементарной базы, его методологии. В свою очередь, развивающийся электропривод положительно влияет на технологическую сферу, обеспечивает новые, недоступные ранее возможности.
С энергетической точки зрения электропривод - главный потребитель электрической энергии: сегодня в развитых странах он потребляет более 60% всей производимой электроэнергии. В условиях дефицита энергетических ресурсов это делает особенно острой проблему энергосбережения в электроприводе и средствами электропривода.
Специалисты считают, что сегодня сэкономить единицу энергетических ресурсов, например 1т условного топлива, вдвое дешевле, чем ее добыть. Нетрудно видеть, что в перспективе это соотношение будет изменяться: добывать топливо становится всё труднее, а запасы его всё убывают.
Современный уровень силовой полупроводниковой техники и микропроцессорных средств управления позволяет строить системы регулируемого асинхронного электропривода, не уступающие по своим качествам и статическим характеристикам электроприводам постоянного тока, а по своим экономическим и эксплуатационным качеством во многом их превосходящие.
1 Классификация преобразователей частоты
Преобразователем частоты называют полупроводниковый преобразователь, осуществляющий преобразование энергии переменного тока одной частоты в энергию переменного тока другой частоты.
Существуют различные схемы статических преобразователей частоты (ПЧ), каждая из которых удовлетворяет конкретным требованиям по мощности, диапазону регулирования частоты вращения двигателя, КПД, простоте осуществления регулирования и др. Подавляющее большинство наиболее распространенных схем можно разделить на три класса: ПЧ с непосредственной связью и ПЧ с промежуточным звеном постоянного тока.
Принцип действия ПЧ с непосредственной связью с сетью заключается в том, что напряжение питающей сети непосредственно подается на статорные обмотки двигателя через вентили, когда они открыты. Частота напряжения на фазах двигателя регулируется последовательностью включения вентилей, а амплитуда — изменением угла их включения.
Функциональная схема ПЧ с непосредственной связью показана на рис. 1. Система управления (СУ) обеспечивает нужную последовательность включения вентилей силовой части (СЧ). Линии трехфазной сети до ПЧ обозначены буквами A, В, С, а после ПЧ — а, b, с. В этих ПЧ выпрямление переменного напряжения источника энергии и преобразование этого выпрямленного напряжения в переменное, регулируемой частоты, совмещено в одном устройстве. Это обусловливает однократное преобразование энергии, повышенный КПД, малые габариты и массу. Основные недостатки таких преобразователей: низ¬кий коэффициент мощности, больший процент высших гармоник в выходном напряжении, сложность системы управления и ограниченность максимального значения выходной частоты.
Рис.1. Функциональная схема ПЧ с непосредственной связью
Для электроприводов с большим диапазоном регулирования скорости используют ПЧ с промежуточным звеном постоянного тока. В таких ПЧ напряжение сети переменного тока вначале выпрямляется, а затем снова преобразуется в напряжение переменного тока, но уже требуемой регулируемой частоты и амплитуды. Преобразователи частоты с промежуточным звеном постоянного тока бывают с управляемым и неуправляемым выпрямителем.
Функциональная схема ПЧ с управляемым выпрямителем показана на рис. 2. На вход управляемого выпрямителя УВ поступает переменное напряжение сети U с частотой fc. На выходе УВ напряжение сети преобразуется в напряжение U постоянного тока, значение которого определяется сигналом управления, поступающим на Ув от блока управления выпрямителем БУВ. Выход УВ непосредственно связан со входом инвертора АИ, который преобразует поступающее на его вход напряжение постоянного тока в напряжение переменного тока. Причем частота f1 выходного напряжения U1 зависит от управляющего сигнала, поступающего на инвертор АИ от блока управления инвертором БУИ. Управляющие сигналы, поступающие на БУВ и БУИ, формируются в блоке задания скорости БЗС напряжением U3, соответствующим заданной скорости.
Рис. 2. Функциональная схема ПЧ с промежуточным звеном постоянного тока
В свою очередь, в зависимости от схемы ПЧ, в особенности от конструкции промежуточного звена постоянного тока, от режима работы источника питания инвертора и особенностей протекания в нем электромагнитных процессов, различают следующие типы автономных инверторов: автономные инверторы напряжения (АИН) и автономные инверторы тока (АИТ).
Схема на рис. 3, а представляет собой инвертор напряжения — именно оно формируется принудительно, а ток существенно зависит от нагрузки. В схеме АИН источник постоянного напряжения подключен непосредственно к ключевым элементам, которые периодически с изменением полярности подключают это напряжение к нагрузке. В результате нагрузка питается переменным напряжением. Нагрузка в этом случае должна носить индуктивный или активно-индуктивный характер. Для устранения перенапряжений на элементах схемы при коммутации ключей часть энергии, накопленной в индуктивной нагрузке, возвращают в цепь источника постоянного напряжения. С этой целью ключевые элементы шунтируют диодами, включенными «обратно» по отношению к полярности питающего источника. Такие диоды называют «обратными» диодами. Последние обеспечивают путь для протекания тока на интервалах времени, на которых знаки тока и напряжения противоположны.
Рис. 3. Схема автономного инвертора напряжения (а). Графики (б) напряжения Utb и тока Iн на выходе инвертора
Достоинствами АИН являются жесткая внешняя характеристика, независимость формы выходного напряжения от параметров нагрузки, возможность работы при переменной частоте и, в частности, при низких и сверхнизких частотах (единицы и доли герца).
Внешне АИТ похожи на АИН, имеют аналогичную структуру (рис. 4, а) однако процессы в них существенно различаются. Основное различие — в способе питания: на входе АИТ включен реактор Ld, индуктивность которого достаточна для поддержания тока нагрузки практически неизменным в течение полупериода выходной частоты АИТ. Таким образом, в АИТ задается мгновенное значение тока, он получает питание от источника тока. Напряжение — зависимая переменная ( рис. 4, 6). Индуктивность сглаживающего реактора Ld оказывает существенное влияние на динамические характеристики АИТ. В частности, чем меньше Ld, тем меньше всплески и провалы напряжения на выходе АИТ при скачкообразном изменении нагрузки на его выходе.
Рис. 4. Схема автономного инвертора тока (а). Графики (б) напряжения Utb и тока Iн на выходе инвертора
В АИТ ключевые элементы изменяют направление тока в нагрузке (но не мгновенное значение), так что нагрузка питается как бы от источника тока, что и нашло свое отражение в соответствующей терминологии — инвертор тока. Нагрузка АИТ, как правило, носит емкостной характер (на рис. 4, а конденсатор Ск), так как при индуктивной нагрузке из-за скачкообразного изменения тока возникли бы перенапряжения, нарушающие нормальную работу схемы.
К числу достоинств АИТ относится сравнительно хорошая форма кривой выходного напряжения при наличии на выходе параллельного конденсатора. Основными недостатками АИТ являются падающая внешняя характеристика и зависимость величины и формы кривой выходного напряжения от частоты, в связи с чем обычно АИТ используется в диапазоне частот от 50 до 1000 Гц.
2 Расчет и выбор преобразователя частоты
2.1 Расчет мощности преобразователя частоты (инвертора)
Выпрямители и автономные инверторы преобразователей частоты характеризуются ограниченной перегрузочной способностью. Поэтому выбор преобразователя частоты должен быть осуществлен в соответствии с реальной нагрузкой. Кроме того, автономные инверторы характеризуются следующими значениями токов:
-номинальный длительно-допустимый ток, зависящий от температуры окружающей среды и максимально-допустимой температуры вентилей;
-максимально-допустимый ток, учитывающий условия термической стабильности тиристоров либо транзисторов;
-ограниченная величина тока коммутации, т.к. чрезмерные токи короткой длительности могут вызвать разрушение полупроводниковых элементов.
С учетом всего этого, автономные инверторы и преобразователи частоты характеризуются тремя значениями мощности:
-номинальная мощность т.е. максимальная мощность в длительном режиме на выходе ПЧ (инвертора);
-кратковременная мощность (малой длительности) которая может быть достигнута на выходе ПЧ при номинальном токе и максимально-допустимой температуре окружающей среды;
-коммутационная мощность SKT, представляющая собой максимальную мгновенную мощность, позволяющую обеспечить перегрузочную способность при коммутации.
Обычно полагают, что:
,
(4.1)
Если коммутационная мощность специально не оговаривается, то считают, что она равна кратковременной мощности ПЧ ( ). Эта мощность намного меньше аналогичной мощности электрических машин. При прямом пуске с номинальным напряжением и частотой сети пусковые токи асинхронных двигателей превышают номинальный ток двигателя в 4-7 раз. В этом случае номинальный ток инвертора должен иметь такой же порядок, что приводит к завышению мощности инвертора, а значит и ПЧ. Приемлемые номинальные данные ПЧ могут быть получены либо при ограничении пускового тока двигателя, либо при пуске посредством изменения частоты от нуля (минимального значения) до номинальной. Но указанные мероприятия уменьшают момент двигателя, что замедляет процесс пуска двигателя. Кроме того, в многодвигательных электроприводах не всегда возможно осуществить одновременный пуск двигателей. Если двигатели пускаются индивидуально, то кратковременный ток инвертора не должен быть меньше суммы пусковых токов запускаемых двигателей и номинальных токов остальных двигателей.
В АИН с амплитудной модуляцией выходное напряжение инвертора имеет ступенчатую форму, поэтому при расчёте мощности ПЧ (АИН) необходимо учитывать также влияние высших гармоник, которые увеличивают действующее и максимальное значения токов инвертора (двигателя), зависящие от индуктивного сопротивления обмоток двигателя
. (4.2)
Для шестиступенчатой кривой выходного напряжения действующее значение токов при номинальной нагрузке, выраженное в относительных единицах, равно:
. (4.3)
При двенадцатиступенчатой форме выходного напряжения, а так же для АИН с ШИМ-модуляцией форма кривой напряжения и тока приближается к синусоиде, поэтому действующее значение тока в относительных единицах 1.
Асинхронные двигатели работают при отстающем коэффициенте мощности, поэтому расчёт и выбор ПЧ необходимо производить с учётом реактивной мощности, подводимой к двигателю. При этом выпрямители рассчитывают на активную мощность, а инверторы (ПЧ) - на полную мощность.
Обычно асинхронные двигатели работают с постоянным моментом нагрузки, поэтому напряжение статора изменяется линейно с частотой, а ток статора остаётся примерно постоянным при всех частотах. Поэтому полная мощность инвертора будет наибольшей при . При питании двигателей обычного исполнения, максимальная частота инверторов не превышает 150-200 Гц, т.к. при больших частотах существенно увеличиваются потери на коммутацию в инверторе и в стали двигателя. Эта максимальная мощность должна быть рассчитана при выборе ПЧ.
Расчёт мощностей инвертора производится следующим образом. В качестве примера рассмотрим расчет мощности инвертора (ПЧ), предназначенного для питания n=4 двигателей со следующими данными:
Iн = 4 A, Uн = 220 В, Cosφ = 0,7 , Iп =25 А (при Cosφ = 0,6). Требуется пускать одновременно два двигателя.
Индуктивное сопротивление асинхронного двигателя
=
Действующее значение полного тока при номинальной нагрузке
Номинальная длительно-допустимая мощность инвертора
Кратковременная мощность инвертора должна быть достаточной для обеспечения пусковых режимов двух двигателей и номинального режима остальных двигателей, т.е.
Мощность коммутации (максимальная), которая должна быть достаточной для протекания максимального мгновенного значения тока инвертора.
где = ∙ - коэффициент, определяющий максимальное мгновенное значение тока инвертора.
Выбор преобразователя частоты (инвертора) осуществляется исходя из следующих данных:
, ;
, ;
,
где =1,1 – 1,25 коэффициент запаса (резерва) мощности ПЧ;
= n∙ = 4 ∙ 4= 16 А – максимальный ток в установившемся режиме;
- максимальный ток двигателя при пуске;
;
=2 4
Кроме того, учитывая то, что продолжительность пуска двигателя составляет всего несколько секунд, номинальный ток ПЧ может быть определён из условия
.
где - коэффициент перегрузки ПЧ по току
Введение
Электропривод - это управляемая электромеханическая система. Её назначение - преобразовывать электрическую энергию в механическую и обратно и управлять этим процессом.
Сегодня в приборных системах используются электроприводы, мощность которых составляет единицы микроватт; мощность электропривода компрессора на перекачивающей газ станции - десятки мегаватт, т.е. диапазон современных электроприводов по мощности превышает 1012. Такого же порядка и диапазон по частоте вращения: в установке, где вытягиваются кристаллы полупроводников, вал двигателя должен делать 1 оборот в несколько десятков часов при очень жестких требованиях к равномерности движения; частота вращения шлифовального круга в современном хорошем станке может достигать 150000 об/мин.
Но особенно широк - безгранично широк - диапазон применений современного электропривода: от искусственного сердца до шагающего экскаватора, от вентилятора до антенны радиотелескопа, от стиральной машины до гибкой производственной системы. Именно эта особенность - теснейшее взаимодействие с технологической сферой - оказывала и оказывает на электропривод мощное стимулирующее влияние. Непрерывно растущие требования со стороны технологических установок определяют развитие электропривода, совершенствование его элементарной базы, его методологии. В свою очередь, развивающийся электропривод положительно влияет на технологическую сферу, обеспечивает новые, недоступные ранее возможности.
С энергетической точки зрения электропривод - главный потребитель электрической энергии: сегодня в развитых странах он потребляет более 60% всей производимой электроэнергии. В условиях дефицита энергетических ресурсов это делает особенно острой проблему энергосбережения в электроприводе и средствами электропривода.
Специалисты считают, что сегодня сэкономить единицу энергетических ресурсов, например 1т условного топлива, вдвое дешевле, чем ее добыть. Нетрудно видеть, что в перспективе это соотношение будет изменяться: добывать топливо становится всё труднее, а запасы его всё убывают.
Современный уровень силовой полупроводниковой техники и микропроцессорных средств управления позволяет строить системы регулируемого асинхронного электропривода, не уступающие по своим качествам и статическим характеристикам электроприводам постоянного тока, а по своим экономическим и эксплуатационным качеством во многом их превосходящие.
1 Классификация преобразователей частоты
Преобразователем частоты называют полупроводниковый преобразователь, осуществляющий преобразование энергии переменного тока одной частоты в энергию переменного тока другой частоты.
Существуют различные схемы статических преобразователей частоты (ПЧ), каждая из которых удовлетворяет конкретным требованиям по мощности, диапазону регулирования частоты вращения двигателя, КПД, простоте осуществления регулирования и др. Подавляющее большинство наиболее распространенных схем можно разделить на три класса: ПЧ с непосредственной связью и ПЧ с промежуточным звеном постоянного тока.
Принцип действия ПЧ с непосредственной связью с сетью заключается в том, что напряжение питающей сети непосредственно подается на статорные обмотки двигателя через вентили, когда они открыты. Частота напряжения на фазах двигателя регулируется последовательностью включения вентилей, а амплитуда — изменением угла их включения.
Функциональная схема ПЧ с непосредственной связью показана на рис. 1. Система управления (СУ) обеспечивает нужную последовательность включения вентилей силовой части (СЧ). Линии трехфазной сети до ПЧ обозначены буквами A, В, С, а после ПЧ — а, b, с. В этих ПЧ выпрямление переменного напряжения источника энергии и преобразование этого выпрямленного напряжения в переменное, регулируемой частоты, совмещено в одном устройстве. Это обусловливает однократное преобразование энергии, повышенный КПД, малые габариты и массу. Основные недостатки таких преобразователей: низ¬кий коэффициент мощности, больший процент высших гармоник в выходном напряжении, сложность системы управления и ограниченность максимального значения выходной частоты.
Рис.1. Функциональная схема ПЧ с непосредственной связью
Для электроприводов с большим диапазоном регулирования скорости используют ПЧ с промежуточным звеном постоянного тока. В таких ПЧ напряжение сети переменного тока вначале выпрямляется, а затем снова преобразуется в напряжение переменного тока, но уже требуемой регулируемой частоты и амплитуды. Преобразователи частоты с промежуточным звеном постоянного тока бывают с управляемым и неуправляемым выпрямителем.
Функциональная схема ПЧ с управляемым выпрямителем показана на рис. 2. На вход управляемого выпрямителя УВ поступает переменное напряжение сети U с частотой fc. На выходе УВ напряжение сети преобразуется в напряжение U постоянного тока, значение которого определяется сигналом управления, поступающим на Ув от блока управления выпрямителем БУВ. Выход УВ непосредственно связан со входом инвертора АИ, который преобразует поступающее на его вход напряжение постоянного тока в напряжение переменного тока. Причем частота f1 выходного напряжения U1 зависит от управляющего сигнала, поступающего на инвертор АИ от блока управления инвертором БУИ. Управляющие сигналы, поступающие на БУВ и БУИ, формируются в блоке задания скорости БЗС напряжением U3, соответствующим заданной скорости.
Рис. 2. Функциональная схема ПЧ с промежуточным звеном постоянного тока
В свою очередь, в зависимости от схемы ПЧ, в особенности от конструкции промежуточного звена постоянного тока, от режима работы источника питания инвертора и особенностей протекания в нем электромагнитных процессов, различают следующие типы автономных инверторов: автономные инверторы напряжения (АИН) и автономные инверторы тока (АИТ).
Схема на рис. 3, а представляет собой инвертор напряжения — именно оно формируется принудительно, а ток существенно зависит от нагрузки. В схеме АИН источник постоянного напряжения подключен непосредственно к ключевым элементам, которые периодически с изменением полярности подключают это напряжение к нагрузке. В результате нагрузка питается переменным напряжением. Нагрузка в этом случае должна носить индуктивный или активно-индуктивный характер. Для устранения перенапряжений на элементах схемы при коммутации ключей часть энергии, накопленной в индуктивной нагрузке, возвращают в цепь источника постоянного напряжения. С этой целью ключевые элементы шунтируют диодами, включенными «обратно» по отношению к полярности питающего источника. Такие диоды называют «обратными» диодами. Последние обеспечивают путь для протекания тока на интервалах времени, на которых знаки тока и напряжения противоположны.
Рис. 3. Схема автономного инвертора напряжения (а). Графики (б) напряжения Utb и тока Iн на выходе инвертора
Достоинствами АИН являются жесткая внешняя характеристика, независимость формы выходного напряжения от параметров нагрузки, возможность работы при переменной частоте и, в частности, при низких и сверхнизких частотах (единицы и доли герца).
Внешне АИТ похожи на АИН, имеют аналогичную структуру (рис. 4, а) однако процессы в них существенно различаются. Основное различие — в способе питания: на входе АИТ включен реактор Ld, индуктивность которого достаточна для поддержания тока нагрузки практически неизменным в течение полупериода выходной частоты АИТ. Таким образом, в АИТ задается мгновенное значение тока, он получает питание от источника тока. Напряжение — зависимая переменная ( рис. 4, 6). Индуктивность сглаживающего реактора Ld оказывает существенное влияние на динамические характеристики АИТ. В частности, чем меньше Ld, тем меньше всплески и провалы напряжения на выходе АИТ при скачкообразном изменении нагрузки на его выходе.
Рис. 4. Схема автономного инвертора тока (а). Графики (б) напряжения Utb и тока Iн на выходе инвертора
В АИТ ключевые элементы изменяют направление тока в нагрузке (но не мгновенное значение), так что нагрузка питается как бы от источника тока, что и нашло свое отражение в соответствующей терминологии — инвертор тока. Нагрузка АИТ, как правило, носит емкостной характер (на рис. 4, а конденсатор Ск), так как при индуктивной нагрузке из-за скачкообразного изменения тока возникли бы перенапряжения, нарушающие нормальную работу схемы.
К числу достоинств АИТ относится сравнительно хорошая форма кривой выходного напряжения при наличии на выходе параллельного конденсатора. Основными недостатками АИТ являются падающая внешняя характеристика и зависимость величины и формы кривой выходного напряжения от частоты, в связи с чем обычно АИТ используется в диапазоне частот от 50 до 1000 Гц.
2 Расчет и выбор преобразователя частоты
2.1 Расчет мощности преобразователя частоты (инвертора)
Выпрямители и автономные инверторы преобразователей частоты характеризуются ограниченной перегрузочной способностью. Поэтому выбор преобразователя частоты должен быть осуществлен в соответствии с реальной нагрузкой. Кроме того, автономные инверторы характеризуются следующими значениями токов:
-номинальный длительно-допустимый ток, зависящий от температуры окружающей среды и максимально-допустимой температуры вентилей;
-максимально-допустимый ток, учитывающий условия термической стабильности тиристоров либо транзисторов;
-ограниченная величина тока коммутации, т.к. чрезмерные токи короткой длительности могут вызвать разрушение полупроводниковых элементов.
С учетом всего этого, автономные инверторы и преобразователи частоты характеризуются тремя значениями мощности:
-номинальная мощность т.е. максимальная мощность в длительном режиме на выходе ПЧ (инвертора);
-кратковременная мощность (малой длительности) которая может быть достигнута на выходе ПЧ при номинальном токе и максимально-допустимой температуре окружающей среды;
-коммутационная мощность SKT, представляющая собой максимальную мгновенную мощность, позволяющую обеспечить перегрузочную способность при коммутации.
Обычно полагают, что:
,
(4.1)
Если коммутационная мощность специально не оговаривается, то считают, что она равна кратковременной мощности ПЧ ( ). Эта мощность намного меньше аналогичной мощности электрических машин. При прямом пуске с номинальным напряжением и частотой сети пусковые токи асинхронных двигателей превышают номинальный ток двигателя в 4-7 раз. В этом случае номинальный ток инвертора должен иметь такой же порядок, что приводит к завышению мощности инвертора, а значит и ПЧ. Приемлемые номинальные данные ПЧ могут быть получены либо при ограничении пускового тока двигателя, либо при пуске посредством изменения частоты от нуля (минимального значения) до номинальной. Но указанные мероприятия уменьшают момент двигателя, что замедляет процесс пуска двигателя. Кроме того, в многодвигательных электроприводах не всегда возможно осуществить одновременный пуск двигателей. Если двигатели пускаются индивидуально, то кратковременный ток инвертора не должен быть меньше суммы пусковых токов запускаемых двигателей и номинальных токов остальных двигателей.
В АИН с амплитудной модуляцией выходное напряжение инвертора имеет ступенчатую форму, поэтому при расчёте мощности ПЧ (АИН) необходимо учитывать также влияние высших гармоник, которые увеличивают действующее и максимальное значения токов инвертора (двигателя), зависящие от индуктивного сопротивления обмоток двигателя
. (4.2)
Для шестиступенчатой кривой выходного напряжения действующее значение токов при номинальной нагрузке, выраженное в относительных единицах, равно:
. (4.3)
При двенадцатиступенчатой форме выходного напряжения, а так же для АИН с ШИМ-модуляцией форма кривой напряжения и тока приближается к синусоиде, поэтому действующее значение тока в относительных единицах 1.
Асинхронные двигатели работают при отстающем коэффициенте мощности, поэтому расчёт и выбор ПЧ необходимо производить с учётом реактивной мощности, подводимой к двигателю. При этом выпрямители рассчитывают на активную мощность, а инверторы (ПЧ) - на полную мощность.
Обычно асинхронные двигатели работают с постоянным моментом нагрузки, поэтому напряжение статора изменяется линейно с частотой, а ток статора остаётся примерно постоянным при всех частотах. Поэтому полная мощность инвертора будет наибольшей при . При питании двигателей обычного исполнения, максимальная частота инверторов не превышает 150-200 Гц, т.к. при больших частотах существенно увеличиваются потери на коммутацию в инверторе и в стали двигателя. Эта максимальная мощность должна быть рассчитана при выборе ПЧ.
Расчёт мощностей инвертора производится следующим образом. В качестве примера рассмотрим расчет мощности инвертора (ПЧ), предназначенного для питания n=4 двигателей со следующими данными:
Iн = 4 A, Uн = 220 В, Cosφ = 0,7 , Iп =25 А (при Cosφ = 0,6). Требуется пускать одновременно два двигателя.
Индуктивное сопротивление асинхронного двигателя
=
Действующее значение полного тока при номинальной нагрузке
Номинальная длительно-допустимая мощность инвертора
Кратковременная мощность инвертора должна быть достаточной для обеспечения пусковых режимов двух двигателей и номинального режима остальных двигателей, т.е.
Мощность коммутации (максимальная), которая должна быть достаточной для протекания максимального мгновенного значения тока инвертора.
где = ∙ - коэффициент, определяющий максимальное мгновенное значение тока инвертора.
Выбор преобразователя частоты (инвертора) осуществляется исходя из следующих данных:
, ;
, ;
,
где =1,1 – 1,25 коэффициент запаса (резерва) мощности ПЧ;
= n∙ = 4 ∙ 4= 16 А – максимальный ток в установившемся режиме;
- максимальный ток двигателя при пуске;
;
=2 4
Кроме того, учитывая то, что продолжительность пуска двигателя составляет всего несколько секунд, номинальный ток ПЧ может быть определён из условия
.
где - коэффициент перегрузки ПЧ по току
Не Пропустите: