Войти в мой кабинет
Регистрация
ГОТОВЫЕ РАБОТЫ / ДИПЛОМНАЯ РАБОТА, ЭЛЕКТРОНИКА, ЭЛЕКТРОТЕХНИКА, РАДИОТЕХНИКА

Техническое диагностирование системы ПЧ-АД и исследование вопросов электромагнитной совместимости.

cool_lady 1950 руб. КУПИТЬ ЭТУ РАБОТУ
Страниц: 78 Заказ написания работы может стоить дешевле
Оригинальность: неизвестно После покупки вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100% с помощью сервиса
Размещено: 25.02.2021
Целью магиcтерской_ диссертации_ являетcя техничеcкое диагностирование системы ПЧ–АД и исследование_ вопросов электромагнитной_ совместимости . В диссертации представлено понятие ЭМC(электромагнитной совместимости), факторы_ ее появления, способы_ подавления, рассмотрены_ стандарты, применяемые при проектировании, разработки и изготовлении_ ПЧ, а так же фильтры, применяемые_ для Unidrive SP2401, выполнен сопоставительный анализ различных исполнений асинхронных двигателей. Изучены предписания по установке электродвигателя_ и ПЧ для уменьшения_ электромагнитной_ совместимости, проанализированы существующие методы_ диагностирования_ электродвигателей__ и перспективы_ их развития. В процессе выполнения_ магиcтерской диссертации было произведено техническое диагностирование, а именно разработана_ функциональная_ схема ПЧ-АД состоящая из 33 элементов, для которой была построена граф-схема методом половинного разбиения с учетов вероятности_ отказа, рассчитана таблица функций неисправностей. А также на лабораторном_ стенде «ПЧ-АД» был произведен спектральный анализ гармонических составляющих тока и напряжения согласно ГОСТ 51317.3.2-99 и ГОСТ 32144-2013 (EN 50160:2010).
Введение

Актуальность работы. В настоящее время, с увеличением сложности и взаимодействия между элементами и системами автоматического управления электроприводами, сопровождается усовершенствование автоматизированного электропривода (АЭП). В результате происходит снижение надежности и, в свою очередь, возрастают труды, временные и материальные затраты на обслуживание электроприводов. В настоящее время решение задач технической диагностики электропривода является актуальной задачей. Техническая диагностика АЭП - это процесс определения его технического состояния, которое содержит многие свойства электропривода, подтвержденные изменениями в процессе производства или эксплуатации и характеризующиеся на определенном этапе времени признаками (параметрами), установленными научно-техническими документами (НТД) на электроприводе-автомате. Результатом диагностики является определение технического состояния электропривода с указанием - при необходимости - причины неисправности, места и типа. Типичными примерами результатов диагностики являются правильное или неправильное функционирование отдельных элементов, каскадов или всей системы управления ЭП, функциональность или некомпетентность, исправность или неработоспособность. Целью работы магистерской работы является диагностика комплекса " преобразователь частоты–асинхронный двигатель ". В соответствии с поставленной задачей были выполнены следующие задачи: - рассмотреть электромагнитную совместимость преобразователя частоты с сетью и двигателем; - разработка функциональных и логических схем ПЧ-AД для использования в целях технической диагностики; - разработка алгоритмов поиска неисправностей в системе ПЧ-АД; Методы_ исследования. При решении поставленных задач были применены основные положения теории электромеханического преобразования энергии, общая теория электротехники, практические аспекты промышленной электроники, методы экспериментальных исследований, методы математического моделирования систем на ЭВМ, метод физического эксперимента.. 1. Изучение вопросов электромагнитной совместимости преобразователя частоты с сетью и двигателем 1.1 Электромагнитная совместимость преобразователя частоты с сетью 1.2 Электромагнитная совместимость Unidrive SP 1.3 Электромагнитная совместимость ПЧ с АД 1.4 Электромагнитная совместимость Unidrive SP с АД 2. Методы Технического диагностирования 2.1 Анализ существующих методов диагностирования электродвигателей и перспективы их развития 2.2 Исследование и разработка функциональной схемы ПЧ-АД с целью ее применения для технического диагностирования 2.3 Разработка алгоритмов поиска неисправности в системе ПЧ-АД 3. Экспериментальное исследование системы ПЧ-АД Электрические параметры иногда не соответствуют современным условиям и действующим нормам. Несоблюдение этого требования приводит к превышению или понижению напряжения, скачку, которая приводит к прерыванию напряжения или искажению синусоидальной формы напряжения. Следовательно, такие явления оказывают негативное влияние на подключенное электрооборудование, нарушают его работу и делают непригодным для использования. Электромагнитные эффекты оказывают большее влияние на высокие частоты. Это означает, что правильная работа системы возможна только в том случае, если система соответствует техническим требованиям и приняты следующие меры предосторожности: заземление, экранирование, фильтрация. Непрерывная эксплуатация системы возможна только при соблюдении следующих условий: пропорциональная минимальная помехоустойчивость и ограниченное излучение помех используемыми элементами.
Содержание

Ведение……………………………………………………………………………4 1 Изучение вопросов электромагнитной совместимости преобразователя частоты с сетью и двигателем………………………………….................................6 1.1 Электромагнитная совместимость преобразователя частотыс сетью.6 1.2 Электромагнитная совместимость Unidrive SP………………………13 1.3 Электромагнитная совместимость ПЧ с АД…………………………20 1.4 Электромагнитная совместимость Unidrive SPс АД………………..23 2 Методы Технического диагностирования………………………………..25 2.1 Анализ существующих методов диагностирования электродвигателей и перспективы их развития……………………………………………………...25 2.2 Исследование и разработка функциональной схемы ПЧ-АД с целью ее применения для технического диагностирования……………………………..28 2.3 Разработка алгоритмов поиска неисправности всистеме ПЧ-АД…….34 3 Экспериментальное изучение и анализ системы ПЧ АД………………..40 4 Заключение………………………………………………………………...74 5 Список литературы…………………………………………………………..75
Список литературы

Отрывок из работы

1.Изучение вопросов электромагнитной совместимости преобразователя частоты с сетью и двигателем Электромагнитная совместимость (ЭМС) - это способность электрооборудования удовлетворительно работать в условиях электромагнитных помех от окружающей среды и не создавать недопустимых помех этой среде, к которой относится другое электрооборудование. Во всех разработках электрооборудования большое внимание уделяется проблеме электромагнитных устройств с собственными элементами, так как прямые полупроводниковые чипы наиболее восприимчивы к электромагнитным помехам. Электромагнитные помехи могут иметь как естественные явления (например, удары молнии), так и технические процессы (например, переходные процессы в цепях с быстрыми прерывистыми или случайными переключениями), и в некоторой степени помехи связаны с внезапным преобразованием напряжения или тока в цепи, что недопустимо, распространяется по кабелю или передается в виде электромагнитной волны. Проблемы, связанные с электромагнитной совместимостью: Качество электроэнергии в сети и обратное воздействие инверторов на сеть (потеря мощности и снижение крутящего момента приводного двигателя); помехоустойчивость управляющих частей инверторов приводит к проводящим и индуцированным электромагнитным помехам; Эмиссия электромагнитных помех в окружающую среду преобразователями. Сетевые дроссели и фильтры используются в электроприводах с преобразователями частоты для предотвращения проблем с электромагнитной совместимостью. Встроенные или внешние фильтры ЭМС позволяют снизить уровень помех и помех в электрооборудовании и, следовательно, отвечают требованиям ЭМС. 1.1 Электромагнитная совместимость преобразователя частоты с сетью Для выбора параметров линейных дросселей и пассивных фильтров необходимо определить порядок и частоту вредных гармоник, знать требования к высшим гармоникам, содержащиеся только в международных и российских нормативных документах и стандартах. В соответствии с ГОСТ 32144-2013 (EN 50160:2010) " Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения" несинусоидальное напряжение характеризуется следующими особенностями: - коэффициентом искажения синусоидальности кривой напряжения; - коэффициентом n-ой гармонической составляющей напряжения. Нормы данных показателей: 1.Нормативно допустимые и максимально допустимые показатели коэффициента искажения синусоидальной кривой напряжения в точках общего присоединения к электрическим сетям с различными номинальными напряжениями приведены в таблице 1.1. 2.Нормативно допустимые значения коэффициента n-ой гармонической составляющей напряжения в точках общего присоединения к электрическим сетям с различным номинальным напряжением Uном приведены в таблице 1.2, таблице 1.3 и таблице 1.4. Таблица 1.1 — Значения коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения Нормально допустимое значение при Uном, кВ Предельно допустимое значение при Uном, кВ 6-20 35 110-330 0,38 6-20 35 110-330 5,0 4,0 2,0 12,0 8,0 6,0 3,0 Таблица 1.2 — Значения нечетных гармонических составляющих напряжения не кратных трем (в процентах) Порядок гармонической составляющей Значение гармонических составляющих напряжения 0,38 кВ 6-20 кВ 35 кВ 110-330 кВ 5 6 4 3 1,5 7 5 3 2,5 1 11 3,5 2 2 1 13 3,0 2 1,5 0,7 17 2,0 1,5 1 0,5 19 1,5 1 1 0,4 23 1,5 1 1 0,4 25 1,5 1 1 0,4 Таблица1.3—Значениянечетныхгармоническихсоставляющихнапряжениякратныхтрем (в процентах) Порядок гармонической Составляющей Значение гармонических составляющих напряжения 0,38 кВ 6-35 кВ 110-220 кВ 3 5 3 1,5 9 1,5 1 0,3 15 0,3 0,3 0,2 21 0,2 0,2 0,2 ?21 0,2 0,2 0,2 Таблица1.4—Значениянечетныхгармоническихсоставляющихнапряжения(впроцентах) Порядок гармонической составляющей_ Значение гармонических составляющих напряжения_ 0,38 кВ 6-20 кВ 35 кВ 110-220 кВ 2 2 1,5 1 0,5 4 1 0,7 0,5 0,3 6 0,5 0,3 0,3 0,2 8 0,5 0,3 0,5 0,2 10 0,5 0,3 0,3 0,2 12 0,2 0,2 0,2 0,2 Определение порядковых номеров и частот гармонических составляющих для трехфазной мостовой схемы. Номер высшей гармоники: ??гарм = ?? • ?? ± 1 (1.1) , где m – коэффициент схемы, для трехфазной мостовой схемыm=6; k – целое натуральное число, k=1,2,3,4,5,6… Низковольтные сети до 1000 В по международным стандартам в европейских странах на качество электрической энергии содержат требования по высшим гармоникам до 40-ой, т.е. до 2 кГц. Тогда, если k=1, то ??гарм = 5, ??гарм = 7; если k=2, то ??гарм = 11, ??гарм =13; если k=3, то ??гарм = 17, ??гарм = 19; если k=4, то ??гарм = 23, ??гарм = 25; если k=5, то ??гарм =29, ??гарм = 31; если k=6, то ??гарм= 35, ??гарм = 37. На рисунке 1.1 показано последовательное включениелинейных дросселей, ведь оно является простым способом снижения уровня генерируемых нелинейными нагрузками высших гармоник тока во внешнюю сеть. Такого типа дроссель имеет малое значение индуктивного сопротивления на основной частоте 50 Гц и значительные параметрысопротивленийдлявысшихгармоник,чтоприводиткихуменьшению.При этом сокращается коэффициент амплитуды (крест-фактор) KА и коэффициент искажения KИ входноготока. Рисунок 1.1 – Кривые токов нелинейных нагрузок а) без дросселя; б) при последовательном включении дросселя Индуктивное сопротивление дросселя: ??гар = ?? • ??гар = 2?? • ?? • ??гар (1.2) Выбор значения индуктивности дросселя ??ДР определяется по следующей зависимости: ?? • ???? • ??ДР > ?? • ???? • ???? (1.3) где q – число полупериодов выпрямления, для трехфазной мостовой схемеq=2; В таблице 1.5 приведены значения коэффициента искажения тока на входе трехфазного мостового выпрямителя при разных значений относительного индуктивного сопротивления дросселя на основной частоте (XДР). Таблица 1.5 – Значения коэффициента искажения тока на входе трехфазного мостового выпрямителя XДР, % 1 2 3 4 5 8 KИ, % 75 52 45 40 35 28 Использование последовательно подключенных линейных дросселей во многих случаях не помогает снизить гармонические искажения тока до требуемых пределов. В этом случае рекомендуется использовать пассивные LC-фильтры, сконфигурированные в определенном порядке гармоник. Доступны следующие типы пассивных фильтров: нескомпенсированный LC-фильтр-; скомпенсированный LC-фильтр-; нескомпенсированный LC-фильтр с коммутатором-. Рисунок 1.2 - Пассивные фильтры а)некомпенсированный LC-фильтр; б) компенсированный LC-фильтр Рис.1.2 Пассивные фильтры: г) трехфазный вариант LC-фильтра– На рис. 1.2 (а) показан нескомпенсированный фильтр, содержащий продольную индуктивность Др1 и поперечную цепь, состоящую из последовательно соединенной индуктивности Др2 и емкости C, установленной на определенную гармонику. Если фильтр настроен на 5-ю гармонику, то сопротивление поперечной цепи близко к нулю и ток, потребляемый от источника, не будет содержать этой гармоники. На рисунке 1.2 (б) показан компенсированный фильтр, содержащий дополнительную поперечную индуктивность Др3, которая делает фильтр по отношению к генератору индуктивным. Это уменьшает емкостную составляющую потребляемого тока. Однако наличие Др3 приводит к снижению коэффициента мощности системы в целом. Фильтр выбран таким образом, что он гасит самую высшую гармонику с самой низкой частотой, т.е. пятую гармонику. (1.4)X_c=1/(j*w*c) Емкостной фильтр выбирается по следующей зависимости: X_C=1/(j*2?fN*C)?Z_C/10 , где ???? - комплексное сопротивление питающей сети. 2)Значение амплитуд высших гармоник не должны превышать нормированных значений. Согласно ГОСТ Р 51317.3.2-99 (МЭК 61000-3-2-95) «Совместимость технических средств электромагнитная. Эмиссия гармонических составляющих тока техническими средствами с потребляемым током не более 16А (в одной фазе), максимальнодопустимоезначениегармоническихсоставляющихтока потребляемого техническими средствами делится на классы: класс А (симметричные трехфазные технические средства); класс В (переносные электрические инструменты); класс С (световые приборы, включая устройства регулирования); Нормы, гармонических составляющих тока для классов «А» и «С» приведены в таблице 1.6. Таблица 1.6 – Норма для технических средств для классов «А» и «С» Вид класса Порядок гармонической составляющей n Максимально допустимое значение гармонической составляющей тока, А Нечетные гармонические 2,30 1,14 0,77 0,40 0,33 0,21 15 0,15 • ?? составляющие: 3 5 7 9 11 КЛАСС «А» 13 15?n?39 Четные гармонические 1,08 0,43 0,30 15 0,23 • ?? составляющие: 2 4 6 8?n?40 2 2 3 30•??? 5 10 КЛАСС «С» 7 9 7 5 11?n?39 3 (только для нечетных гармоник) , где ??– коэффициент мощности цепи Для технических_ средств класса «В» гармонические_ составляющие потребляемого_ тока не_ должны_ превышать, значений, приведенных_ для класса А, умноженных_ на коэффициент 1,5. 1.2 Электромагнитная совместимость Unidrive SP. Экспериментальные исследования проводились на стенде "Преобразователь частоты - асинхронный двигатель на базе Unidtive SP". Данный стенд позволяет изучать статические, энергетические и динамические характеристики асинхронного двигателя на базе ПЧ-АД. На стенде размещаются преобразователи частоты Unidrive SP2401, которые используются один как моторный, а другой - как рекуперация. Технические данные этого_ преобразователя приведены в таблице 1.7. Таблица 1.7 — Технические характеристики Unidrive SP2401 Параметр Ед.Изм Значение 1. Мощность двигателя_ кВт 7,5 2. Номинальное напряжение сети_ В 380…480 ±10% 3. Число фаз_ 3 4. Частота питающего напряжения_ Гц 48…62 5. Рассеиваемая мощность потерь Вт 180 6. Номинальный выходной ток_ А 15,7 7. Диапазон регулирования скорости: Разомкнутая система_ >50:1 Замкнутая система_ >10000:1 8. Точность поддержания скорости: Разомкнутая система_ % 1…2 Замкнутая система_ % 0,01 9.Диапазон напряжения_ регулирования_ выходной_ частоты Гц 0…1000 10. Габаритные размеры (ДхШхВ) _ мм 155х368х219 11. Масса_ кг 4,0 На Рис. 1.3 показаны входное и выходное напряжения преобразователя частоты при использовании фильтра ЭМС. Существует множество стандартов и требований, связанных с совместимостью электромагнитной совместимости оборудования. Рисунок 1.3 – Входное и выходное напряжение преобразователя частоты Согласно_ руководству_ пользователя Unidrive_ SP, исследуемая_ модель преобразователя частоты SP2401 была спроектирована и изготовлена с соблюдением_ следующих согласованных стандартов Европейского сообщества: EN50178_: Электронное оборудование для использования_ в силовых установках; EN61800-3_: Системы_ электропривода_ с переменной_ скоростью. Стандарт EMC на изделия с конкретными методами испытаний; EN61000-6-2_: Электромагнитная совместимость_ (EMC). Общие стандарты. Стандарт помехозащищенности_ в промышленных_ применениях; EN61000-6-4_: Электромагнитная совместимость (EMC). Общие_ стандарты. Стандарт_ на излучение_ помех_ для промышленных_ применений; EN50081-2_: Электромагнитная_ совместимость. Общий стандарт на излучение помех. Промышленное применение; EN50082-2_: Электромагнитная совместимость. Общий стандарт на помехозащищенность. Промышленное_ применение EN61000-3-21_: Электромагнитная совместимость (EMC). Пределы. Пределы на_ излучение_ гармоник_ тока (оборудование_ с входным_ током до 16 А на фазу включительно) EN61000-3-3_: Электромагнитная совместимость_ (EMC). Пределы. Ограничение_ флуктуаций_ и шума напряжения в низковольтных_ системах питания с номинальным током ? 16 A. Для обеспечения электромагнитной совместимости необходимо не только правильно выбрать преобразователь частоты, но и установить и подключить его согласно всем необходимым правилам. Преобразователь частоты_ SP2401 имеет встроенный ЭМС-фильтр. Внутренний ЭМС-фильтр рекомендуется оставлять в преобразователе, если нет особой причины его снимать. Если преобразователь используется как часть системы_ рекуперации, то внутренний ЭМС-фильтр необходимо удалить. Внутренний фильтр_ ЭМС уменьшает излучение радиопомех_ в электросеть. Если имеется короткий кабель двигателя, то он не позволяет двигателю соответствовать требованиям EN61800-3_ (Международный стандарт МЭК) 61800-3:2012_ "Системы электрического привода с регулируемой скоростью, включающие полупроводниковые силовые преобразователи"). Соответствие_ этому стандарту_ зависит от среды, в которой должен работать привод. Согласно МЭК 61800-3:2012, первичная среда классифицируется как "жилая зона" (потребители подключаются непосредственно к общей низковольтной сети электроснабжения), а вторичная среда классифицируется как "промышленная зона" (потребители подключаются к собственной трансформаторной подстанции). Модель и характеристики внутреннего фильтра производителем не раскрываются. При выборе внешнего фильтра ЭМС рекомендуется применять фильтры фирм Schaffner (№ по СТ 4200–6210 (FS6008-3207)) и Epcos (№ по СТ 4200–6211). На рисунке 1.4 представлен внешний фильтр ЭМС Epcos. На рисунке 1.5 представлен внешний фильтр ЭМС Schaffner. Рисунок 1.4 – Внешний фильтр ЭМС Epcos Таблица 1.8 — Основные технические характеристики внешнего фильтра ЭМС Epcos Параметр_ Ед.Изм_ Значение_ 1. Номинал напряжения_ В 400 2. Класс IP_ 20 3.Выделяемаямощностьпри номинальном токе_ Вт 17,8 4. Максимальный непрерывный ток: при 40°C при 50°C А А 32 29,1 5. Утечка тока заземления: сбалансированное питание между фазами и между фазой и землей 1 фаза разомкнутая цепь_ мА мА <30,0 186,5 6. Разрядные сопротивления_ Мом 1* 7. Габаритные размеры (ГхШхВ) _ мм 55х155х431,5 8. Масса_ кг 3,3 *1МОммеждуфазамиприподключениизвездой,точказвездыподключенаназемлючерез резистор 1,5 МОм (то есть 2 MОм между линиями, 2,5 MОм между линией иземлей). Рисунок 1.5 – Внешний фильтр ЭМС Schaffner. Таблица 1.9 — Технические характеристики внешнего фильтра ЭМС Schaffner Параметр Ед.Изм Значение 1. Номинал напряжения_ В 400 2. Класс IP_ 20 3. Выделяемая мощность при номинальном токе_ Вт 11 4. Максимальный непрерывный ток: при 40°C при 50°C А А 32 28,2 5. Утечка тока заземления: сбалансированное питание между фазами и между фазой и землей_ 1 фаза разомкнутая цепь_ мА мА 38,0 206 6. Разрядные сопротивления_ Мом 1* 7. Габаритные размеры (ГхШхВ) _ мм 55х155х428,5 8. Масса_ кг 2,0 * МОм между фазами при подключении звездой, точка звезды подключена на землю через резистор 680 кОм (то есть 2 MОм между линиями, 1,68 MОм между линией и землей). Внешний фильтр ЭМС устанавливается в соответствии с инструкциями по соблюдению общих норм излучения. Выпрямители, действующие на индуктивно-емкостную нагрузку, искажают текущую конфигурацию (форму) сети и представляют собой нелинейную нагрузку. Они образуют гармоники тока, которые могут вызвать серьезные проблемы в системах электроснабжения. Гармоническими компонентами являются токи с частотами, кратными основной частоте источника питания. Высокие гармоники тока, наложенные на основную гармонику, приводят к искажению формы тока. Искажение тока также оказывает большое влияние на форму напряжения в системе питания, инициируя недопустимое влияние на нагрузки системы. Используются некоторые способы подавления высших гармоник: линейных дросселей; пассивных фильтров, разделительных трансформаторов; магнитных синтезаторов; активных кондиционеров гармоник. Рассмотрев более детально два первых из выше перечисленных способов подавления высших гармоник, необходимо иметь понятие об остальных перечисленных методах: - Применение специальных разделительных трансформаторов - разделительный трансформатор_ с обмотками по схеме «треугольник-звезда» дает возможность результативно бороться_ с гармониками, кратными третьей, при сбалансированной_ нагрузке. С целью ослабления_ воздействия нессиметрии_ нагрузки, также снижение_ тока нейтрали используют «перекрестную» систему обмоток, где вторичная_ обмотка каждой фазы разделена на две части и расположена_ на разных стержнях магнитопровода трансформатора. - Магнитные синтезаторы. Это устройство защищает от нагрузки соответствует различным искажениям источника питания, а также от скачков напряжения и выбросов, импульсных и высокочастотных помех, существующих высших гармоник, которые искажают синусоидальную форму выходного напряжения. Выходное напряжение на каждом полупериоде основной частоты генерируется путем объединения шести прямоугольных импульсов парных трансформаторов с насыщением, аналогично инверторам с шаговым режимом работы. Однако магнитный синтезатор_ не имеет силовых полупроводниковых элементов, что создает функцию стабилизации напряжения. Рис.1.6 -Блок схема_ магнитного_ синтезатора. -Активные кондиционеры_ гармоник(АКГ). Данный метод в отличие_ от магнитного_ синтезатора_ подключается_ не последовательно_ с нелинейной_ нагрузкой, а параллельно_ ей. Принцип_ работы активного_ кондиционера_ гармоник_ основан_ и базируется_ в рассмотрении_ гармоник_ тока нелинейной_ нагрузки_ и генерировании_ в распределительную_ сеть такие_ же гармоники_ тока, но_ с противоположной_ фазой. Как_ итог данного, высшие_ гармонические составляющие_ тока_ нейтрализуются_ в точке подключения_ АКГ. Из этого_ следует, что_ они не_ распространяются_ от линейной_ нагрузки_ в сеть_ и не_ искажают_ напряжения первичного_ источника_ энергии. Рис.1.7- Схема включения активного кондиционера гармоник. Подробно обсуждался выбор и использование линейных дросселей и пассивных фильтров. К сожалению, проблемам электромагнитной совместимости не всегда уделяется достаточное внимание. Для определения негативных воздействий преобразователей частоты необходимо рассмотреть, какие из них и как они могут влиять на эксплуатационные параметры оборудования. 1.3 Электромагнитная совместимость ПЧ с АД В настоящее время наиболее важным вопросом является оптимальное использование электроэнергии. Для решения этой проблемы все без исключения используют метод замены устаревших электроприводов на современные электроприводы на базе частотных преобразователей. Например, применение асинхронных электроприводов в насосных и вентиляторных установках обеспечивает следующие преимущества: -Экономия до 50% электроэнергии; -снижение аварийного состояния сети и самого устройства за счет применения плавного пуска; - Повышение надежности и снижение аварийного состояния электрооборудования за счет исключения ударных пусковых токов; - снижение степени шума, производимого электрооборудованием; - практичность автоматизации; Исходя из приведенного примера и перечисленных преимуществ, устройство чаще всего используется в подавляющем большинстве электроприводов - асинхронных электродвигателях. Для управления им часто используется преобразователь частоты. При работе АД с преобразователем частоты для снижения электромагнитной совместимости используются асинхронные двигатели, применяемые для работы с ПЧ. В таблице 1.10 приведено сравнение конструкций крановых асинхронных двигателей и асинхронных двигателей, специализирующихся на работе с ПЧ. Таблица 1.10 — Сравнение разного рода исполнений АД Технические характеристики АД крановой серии АД, предназначенный для работы с ПЧ 1. Обмоточные данные Обмоточные данные, в особенности значения индуктивных сопротивлений меньше, чем у АД для ПЧ. Данные обмотки, особенно значения индуктивного сопротивления, выше, чем у кранов серии АД. 2. Форма пазов ротора Глубокие пазы. Обеспечивающие кратность пусковых токов и моментов. В связи с "мягким" частотным пуском, глубокие пазы на роторе не требуются. Нет задачи обеспечения пусковых кратных и максимальных моментов, так как они автоматически генерируются в замкнутой системе управления. Регулируя частоту и напряжение, можно регулировать не только частоту вращения ротора, но и скорость скольжения, а именно, минимизировать потери в роторе. 3. Изоляция Обычная витковая и корпусная изоляция. Усиленная изоляция катушек и корпуса для защиты от перенапряжений. Выходное трехфазное напряжение в ПЧ генерируется методом широтно-импульсной модуляции, что приводит к воздействию на изоляцию ( витковую, межфазную) импульсного напряжения двигателя, амплитуда которого значительно больше амплитуды первой гармоники выходного напряжения. Следовательно, это приводит к преждевременному ухудшению изоляции и сокращению срока службы обмотки и двигателя в целом. Сопротивление высшим гармоникам обеспечивается схемотехническими решениями ПЧ и внедрением в схему питания двигателя специальных фильтрующих устройств. 4. Подшипники Подшипники без специальной защиты Подшипники должны быть защищены от токов, возникающих при высокочастотном переключении. Например, фирма АББ использует подшипники с изолированными внутренними или наружными кольцами и керамическими шариками. Использование подшипников с диэлектрическим покрытием (подшипники в пластиковых корпусах). 5. Охлаждение Специальные вентиляторы не требуются, так как они редко используются на низких скоростях и самовинтелируются Из-за низкой эффективности собственных вентиляторов при работе на низких частотах, двигатели должны быть оснащены автономными вентиляторами с собственным приводом. Это оказывает значительное влияние на охлаждение как активных частей, так и подшипников. ГОСТом Р 50034-92 «Двигатели асинхронные напряжением до 1000 В. Нормы и методы испытаний на устойчивость к электромагнитным помехам» регламентируется необходимый перечень испытаний. Исходя из ГОСТа видно, что асинхронный двигатель существенно влияет на качество электроэнергии за счет: колебаний напряжения, гармониках высших порядков и интергармоникам. Интергармоники на данное время не нормируются ГОСТом. Колебания напряжения зависят от величины тока и параметров системы электроснабжения, протекающих при переходных процессах во время работы АД. Уровень гармоник и интергармоник зависит от конструктивных параметров_ асинхронного электродвигателя. Уменьшение момента сопротивления на валу асинхронного двигателя, ведет к возрастанию пульсаций электромагнитного момента двигателя, следовательно увеличение частоты ШИМ инвертора способствует к снижению пульсаций, одновременно с этим уменьшится шум и вибрации двигателя. Вопрос о появлении ЭМС весьма важен, так как он исследуется и рассматривается во многих нормативных актах, регламентирующих уровни различных помех, а также в стандартах и испытаниях на сопротивление для электрооборудования. В настоящее время не существует единого стандарта для испытаний асинхронных двигателей, которые представляют самый большой класс потребителей электроэнергии в мире. 1.4 Электромагнитная совместимость Unidrive SP с АД При работе Unidrive SP с асинхронным двигателем для уменьшения электромагнитной совместимости производители компании «Control techniques» предлагают устанавливать электродвигатель согласно рекомендациям изготовителя. На степень защиты двигателей оказывают большое влияние настроенные в электроприводе значения характеристик двигателя. Не рекомендовано использовать значения этих параметров по умолчанию. Необходимо, чтобы был верно введен в параметр Pr0.46 “Номинальный ток двигателя”. Разработчики советуют для соотношения_ нормам EN61800-3 применять_ экранированный кабель двигателя. Нужно проверить, что кабели силового_ питания и заземление удалены не менее чем на 100 мм, а чувствительные сигнальные цепив зоне 300 мм от силового_ модуля и кабеля двигателя. Следующим шагом является обеспечение хорошего заземления ЭМС, удостоверившись, что кран кабеля двигателя (без разрывов) электрически подключен и закреплен на своем месте_ заземляющим зажимом, а удалив всю краску обеспечив беспосредственный контакт с приводом и точками присоединенияфильтра.Подключивэкранкабелядвигателякклеммезаземлениянараме двигателя,применяется самая короткаяперемычка,длина её непревышает 50 мм. В основном выполнение_ полного подключения экрана (по окружности 360°) к клемме корпуса двигателя. Для задач улучшения ЭМС не важно, содержит ли кабель двигателя внутренний (защитный) провод заземления, или имеется отдельный внешний провод заземления, или заземление только через экран. На внутреннем проводе заземления имеется достаточно сильный ток помех и следовательно необходимо его заземлить по возможности ближе к заземлению экрана. При применение опционного тормозного резистора существует вероятность использование неэкранированную проводку, в случае если, того что проводка не выходит за пределы кожуха. Следует создать необходимое расстояние между сигнальной проводкой и проводкой силового питания на внешнем фильтре ЭМС не меньше 300 мм. В другом случае данную проводку следует экранировать, или выполнить с помощью применения ферритового фильтра в виде кольца . Выводы по данной части:
Не смогли найти подходящую работу?
Вы можете заказать учебную работу от 100 рублей у наших авторов.
Оформите заказ и авторы начнут откликаться уже через 5 мин!
Похожие работы
Дипломная работа, Электроника, электротехника, радиотехника, 72 страницы
1800 руб.
Дипломная работа, Электроника, электротехника, радиотехника, 50 страниц
1250 руб.
Дипломная работа, Электроника, электротехника, радиотехника, 41 страница
1025 руб.
Дипломная работа, Электроника, электротехника, радиотехника, 84 страницы
2100 руб.
Дипломная работа, Электроника, электротехника, радиотехника, 101 страница
2525 руб.
Служба поддержки сервиса
+7(499)346-70-08
Принимаем к оплате
Способы оплаты
© «Препод24»

Все права защищены

Разработка движка сайта

/slider/1.jpg /slider/2.jpg /slider/3.jpg /slider/4.jpg /slider/5.jpg