Файл: 1 характеристика объекта проектирования.docx

Функциональную зависимость М_дин=f(s), называемую динамической характеристикой, легко получить графически, производя по координатное вычитание из значений М соответствующее значение М_Спр.

, (4.12)

где М_Спр – приведенный к валу двигателя момент сопротивления рабочей машины, Н∙м;

М_дин – динамический или избыточный момент системы двигатель–приводной механизм, Н∙м;

J_пр – приведенный к валу двигателя момент инерции системы, кг∙м;

dω/dt – ускорение вала двигателя при вращательном движении, с^-2.

Приведенный к валу двигателя момент инерции системы J_пр, кг∙м, определяется по формуле

, без передачи , (4.13)

где J_дв – момент инерции ротора двигателя, J_дв = 0,0032 кг∙м;

J_п – момент инерции передачи, J_п = 0,2∙J_дв = 0,00064 кг∙м;

J_р.м. – момент инерции рабочей машины, J_р.м = 0,5∙J_дв = 0,0016 кг∙м.

кг∙м.

Значения динамического момента системы двигатель–приводной механизм, необходимые для построения динамической характеристики системы сведены в таблицу 4.3.

Таблица 4.3 – Значение динамического момента системы

ω, с-1	0	20	40	60	80	100	120	140	148,5
М, Н∙м	148	118	119	126	146	163	154	107	67
Мспр, Н∙м	10	11	14	19	27	36	47	61	67
Мдин, Н∙м	138	107	105	107	119	127	107	46	0

---

Пусковая характеристика ω = f(t) строится во втором квадранте. Время разгона на участке ∆t_i, с, определяется по формуле

. (4.14)

Полное время разгона

. (4.15)
Таблица 4.4 – Построение пусковой характеристики

Величины	1	2	3	4
∆s	0,15	0,30	0,30	0,20
Мдин, Н∙м	113,5	107,5	121,5	67,5
∆ti, c	0,011	0,024	0,021	0,025
ti, c	0,011	0,035	0,056	0,081

По полученным результатам строим механические характеристики электропривода и выносим на лист графической части №4.

4.4 Регулирование производительности сетевого насоса
При прерывистом регулировании изменение расхода обеспечивает­ся коммутацией в гидросистему различного числа насосов. Например, если один насос не обеспечивает необходимый расход, в параллель ему включается второй, третий и т. д. Включение и выключение насосов приводит к постоянным гидроударам в системе, что исключительно вред­но влияет на сохранность оборудования, а пусковые токи двигателей насосов вызывают 5 - 7 кратные, относительно номинала, броски тока в сети, что также вредно сказывается на ресурсе электрооборудования.

Наиболее современным способом регулирования производительности насосов является регулирование с помощью преобразователей частоты.

Преобразователь частоты реализует функцию поддержания задан­ного давления в системе водоснабжения независимо от расхода.

Наибольшую эффективность такая схема дает там, где до этого применялись системы без регулирования расхода. При снижении расхода (суточном или сезонном), нерегулируемый насос продолжает вращаться на номинальной скорости и впустую расходует энергию на создание избыточ­ного давления в гидросистеме. Давление при этом становится в несколько раз выше номинального. Вследствие избыточного давления снижается ресурс оборудования.

---

В случае применения преобразователя частоты, осуществляется поддержание давления в гидросистеме независимо от расхода за счет ре­гулирования частоты вращения электродвигателя насоса. Таким образом, при малых расходах насос вращается на малой скорости необходимой только для поддержания номинального давления и не тратит лишней энер­гии. Экономится электроэнергия, а так же ресурс оборудования.

Для реализации способа частотного регулирования короткозамкнутый асинхронный двигатель включается в питающую сеть посредством преобразователя частоты. В качестве преобразователей частоты в настоящее время используются, в основном, полупроводниковые преобразователи.

Выбор преобразователя для привода сетевого насоса.

При подборе преобразователя в первую очередь нужно ориентироваться на ток и напряжение питания электродвигателя из условия

I_нпч> I_ном; (4.16)

U_нпч> U_ном , (4.17)

где I_нпч, U_нпч – номнальный ток и напряжение преобразователя частоты.

Ток электродвигателя рассчитанный по формуле (4.3) составил

---

Напряжение питания U_ном = 380 В.

Выбираем преобразователь ПЧ серии Е4-8400 фирмы «ВЕСПЕР»

Преобразователи данной марки предназначены для плавного изменения частоты вращения электродвигателей переменного тока, входящих в состав общепромышленных и специальных машин и механизмов.

Достоинства выбранного типа преобразователя:

1. 
   Частотно-регулируемые электроприводы с электромагнитным торможением и рассеянием энергии на резисторе.
   
2. 
   Частотно-регулируемые электроприводы с электромагнитным торможением и рекуперацией энергии в сеть, содержащие активный входной выпрямитель, который обеспечивает:
   
3. 
   Практическое отсутствие эмиссии высших гармоник в сеть; двунаправленный поток энергии, т.е. позволяет работать в четырёх квадрантах;
   
4. 
   Частотно-регулируемые электроприводы для механизмов, имеющих «вентиляторную нагрузку» (насосы, вентиляторы, центрифуги, дымососы и т.д.). Мощность от 3 до 22 кВт.
   

При необходимости частотно-регулируемые электроприводы могут быть укомплектованы RLC- или RC-фильтрами для защиты от перенапряжений на обмотке электродвигателя. Параметры фильтра определяются длиной кабеля от электродвигателя до преобразователя и мощностью электродвигателя. RLC-фильтр устанавливается рядом с преобразователем, RC-фильтр- рядом с электродвигателем.

Преобразователь обеспечивает плавный пуск механизма, позволяет регулировать частоту вращения короткозамкнутых асинхронных двигателей вниз и вверх от номинальной. Возможно как ручное управление приводом, так и автоматическое с поддержанием какого-либо технологического параметра (напора, расхода, уровня жидкости).

Преобразователи снабжены средствами защиты:

-от недопустимых перегрузок по току (в том числе при работе приводного двигателя на двух фазах);

-от токов внутреннего и внешнего КЗ;

-от перенапряжения;

-при исчезновении одной из фаз.

Преобразователи обеспечивают: ручное регулирование выходной частоты со встроенного или дистанционного пульта управления

---

; плавный разгон электродвигателя с заданным темпом; разгон по предельным (заданным) значениям тока фаз электродвигателя; плавное торможение электродвигателя; торможение электродвигателя по предельному значению напряжения в звене постоянного тока инвертора; самозапуск преобразователя после перебоев питания; автоматическое поддержание значения технологического параметра (давления, температуры, уровня и т.д.); компенсацию колебаний скольжения при работе электродвигателя на механизм с большим моментом инерции; автоматическое управление параметром в соответствии с заданной зависимостью изменения параметра от времени суток (дискретность 1 мин); групповое обслуживание электродвигателей.
4.5 Выбор пускозащитной аппаратуры и средств автоматики
Аппаратура управления предназначена для включения, отключения и переключения электрических цепей и электроприемников, регулирования частоты вращения и реверсирования электродвигателей, изменения пара­метров различных электроустановок.

Аппараты защиты используют для отключения электрических цепей при возникновении в них ненормальных режимов (короткие замыкания, значительные перегрузки, резкие понижения напряжения, неполнофазные режимы работы и др.).

Аппараты управления и защиты выбирают по ряду параметров, ос­новные из которых - номинальное напряжение и ток. Кроме того, аппара­ты выбирают по климатическому исполнению, категории размещения, степени защиты от воздействия окружающей среды и другим параметрам в зависимости от назначения аппарата (предельный отключаемый ток корот­кого замыкания, электродинамическая и термическая устойчивость, время срабатывания, разрывная мощность и износостойкость контактов и др.).

В качестве защитных аппаратов в схеме представляется выбрать автоматический выключатель для защиты от короткого замыкания. В качестве пусковой аппаратуры необходимо выбрать магнитный пускатель.

Автоматические выключатели выбирают по следующим условиям [1, 21]

U_н.а. ≥ U_н.уст. , (4.18)

I_{н.а .} ≥ I_н.уст. , (4.19)

I_{н.т. .} ≥ К_н.т I_н.макс. , (4.20)

---