Выбор преобразователя частоты

При выборе преобразователя частоты для асинхронного двигателя, необходимо чтобы номинальные выходные напряжение и частота были равными номинальному напряжению и частоте асинхронного двигателя. Номинальный ток преобразователя должен превышать среднеквадратичный ток двигателя. Величина и длительность перегрузки по току не должны превышать значений указанных в технических данных преобразователя.

Так же при выборе преобразователя частоты необходимо учесть возможность реализации требуемого режима торможения. Так как мощность выбранного двигателя относительно не велика , то выбор преобразователя с возможностью реализации режима рекуперативного торможения будет экономически не выгоден. Поэтому для выбранного электродвигателя необходимо выбрать преобразователь частоты с наличием разрядного сопротивления.

Таким образом, учтя выше приведенные факторы, для двигателя 4А80А6У3, был выбран преобразователь частоты Danfoss FC-302

Основные технические характеристики преобразователя частоты Danfoss FC-302:

· Мощность на выходе ПЧ – 1,1 кВт;

· Выходной ток – 3,0 А;

· Напряжение питания – 3 380-480 В;

· Максимальная выходная частота – 1000 Гц

· Перегрузочная способность:

a) 160% от номинального момента в течение 1 минуты (разгон);

b) 180% от номинального момента 0,5 с ( в момент пуска);

· Коэффициент мощности  – 0,92 при номинальной нагрузке;

· Коэффициент мощности  – более 0,98;

Исходя из перегрузочной способности преобразователя, пришлось выбрать преобразователь с мощностью большей, чем у двигателя. Таким образом, выбранный преобразователь частоты по техническим данным подходит к выбранному асинхронному двигателю.

Описание элементов силовой схемы преобразователя частоты:

UD – неуправляемый мостовой выпрямитель, реализованный на диодах .

UZ – Автономный инвертор напряжения с широтноимпульсной модуляцией. Состоит из 6 IGBT транзисторов (  и 6 обратных диодов ( . Диоды предназначены для обеспечения циркуляции реактивной энергии между обмотками АД и конденсатором .

F – Фильтр, который сглаживает пульсации выпрямленного напряжения и служит устройством для накопления и отдачи энергии, что необходимо для обеспечения циркуляции реактивной мощности между обмотками АД и фильтром. Наличие конденсатора  придает ПЧ свойство источника напряжения, позволяющего формировать, при использование ШИМ, близкую к синусоидальной форму кривой тока в статоре двигателя.

 – Разрядное сопротивление, которое подключается транзистором  во время торможения, и на котором рассеивается энергия торможения

Силовая схема преобразователя частоты и подключенного к нему двигателя изображена на Рис.10.1

Заключение

В курсовом проекте был рассчитан электропривод механизма горизонтального перемещения крана-штабелера. По значению статической мощности на валу двигателя и по требуемым условиям к электроприводу в качестве электродвигателя был выбран асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором 4А80А6У3: номинальная мощность , скорость вращения ротора . Двигатель приводит механизм в движение через двухступенчатый редуктор с передаточным числом .

Выбранный электродвигатель был проверен по нагреву методом эквивалентного момента, а также был проверен по перегрузке. Для двигателя был выбран преобразователь частоты Danfoss FC-302 с напряжением питания 3 380-480 В, и с выходным током 2,4 А. Так как мощность двигателя относительно мала, то экономически не выгодно использовать режим рекуперативного торможения, поэтому был выбран преобразователь частоты с возможностью установки тормозного резистора.

Также в курсовом проекте был проведен анализ динамический свойств электропривода с линеаризованной механической характеристикой. Переходные процессы как по управляющему, так и по возмущающему воздействиям получились монотонными, так как отношение электромеханической постоянной времени  и электромагнитной постоянной времени . Это можно объяснить тем, что масса механизма много больше массы электродвигателя, вследствие чего электромеханическая постоянная времени принимает относительно большое значение. Также в курсовом проекте представлены графики переходных процессов без учета электромагнитной постоянной времени , в силу ее малости (Рис.9.4). Сравнивая кривые, приведенные на рис.9.2 и рис.9.4 можно сделать вывод, что при анализе переходных процессов в разомкнутой системе электропривода при , как правило, можно без большой погрешности пренебрегать влиянием электромагнитной инерции и принимать .

1. Теория электропривода: Методические указания и типовые задания к проекту / сост. И. Я. Браславский, Е. Г. Казаков, В. П. Метельков. Екатеринбург: Изд-во УГТУ-УПИ, 2008. 69с.

2. Ключев В. И. Теория электропривода: Учеб. Для вузов. – 2-е изд. Переработ и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1998. – 704 с.: ил.

3. Соколовский Г.Г. Электроприводы переменного тока с частотным регулированием: учебник для студ. высш. учеб. заведений/ Г.Г. Соколовский. - М.: Издательский центр "Академия", 2006. - 272 с.

4. Москаленко В. В. Электрический привод: учебник для студ. высш. учеб. заведений/В. В. Москоленко. – М.: Издательский центр «Академия», 2007. – 368 с.

5. Автоматизированный электропривод промышленных установок/Г. Б. Онищенко, М. И. Аксенов, В. П. Грехов и др. – М.: РАСХН – 2001. - 520 с:.:ил.

6. Ильиский Н. Ф., Москаленко В. В. Электропривод: энерго- и ресурсосбережение: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений. – М.: Издательский центр «Академия», 2008. – 208 с.

7. ГОСТ 27142 – 97. Редукторы конические и коническо-целиндрические. Параметры. – М.: Издательство стандартов. 2001. – 4 с.