Меню

Регулируемые электроприводы переменного тока фираго



Регулируемые электроприводы переменного тока фираго

Гостей: 12

Изложены вопросы теории регулируемого электрического привода переменного тока, которые не получили достаточно полного освещения в современной научно-технической литературе. Книга включает анализ энергетических проблем мягкого пуска и торможения асинхронных электроприводов, описание методов расчета механических и электромеханических характеристик асинхронных короткозамкнутых двигателей при переменных параметрах, изложение аналитических методов расчета электромеханических переходных процессов частотно-регулируемых электроприводов при разных управляющих воздействиях, определение КПД частотно-регулируемых асинхронных двигателей при различном характере статического момента, описание математических моделей и характеристик бесконтактных двигателей постоянного и переменного тока, а также переключаемых реактивных двигателей.

Книга предназначена для научных и инженерно-технических работников в области электропривода, а также для студентов и преподавателей ВУЗов соответствующих специальностей.

Характеристики и свойства асинхронных электроприводов при изменении величины напряжения и постоянной частоте

Электромеханические и механические характеристики асинхронных короткозамкнутых двигателей при переменных параметрах

Скалярные системы частотного управления асинхронными двигателями

Электромеханические переходные процессы асинхронного электропривода со скалярным частотным управлением

Установившиеся и переходные процессы частотно-регулируемого асинхронного электропривода при переменной частоте и постоянной величине напряжения

Потери мощности, коэффициент полезного действия и допустимый момент асинхронного двигателя при частотном управлении

Частотно-регулируемый электропривод турбомеханизмов при стабилизации напора

Регулирование скорости асинхронных двигателей в каскадных схемах

Векторное управление асинхронными двигателями

Источник

Регулируемые электроприводы переменного тока фираго

Автор: Дюбей Г.К. Впервые опубликованный в 1994 году (и с тех пор переизданный девять раз), этот учебник используется во всем мире, как студентами, так и практикующими инженерами. Настоящее издание предлагает более детальное описание полупроводниковых приводов, дополнено многочисленными примерами решенных и нерешенных задач. Книга предназначена для студентов и аспирантов, изучающих электродвигатели, а также инженеров и специалистов по экспертизе и ремонту двигателей.

Авторы: Павлячик Л.Б., Фираго Б.И. В книге излагается современная теория электропривода, включающая описание основных закономерностей электромеханического преобразования энергии, методов исследования механических свойств электроприводов и электродвигателей в установившихся и переходных режимах, способов выбора электродвигателей для производственных механизмов и машин и оценки их энергетических показателей, способов регулирования координат электропривода.

Книга предназначена в качестве учебного пособия по одноименному курсу для студентов специальности «Автоматизированные электроприводы». Может быть использована инженерно-техническими работниками, специализирующимися в области исследования, проектирования, наладки и эксплуатации электроприводов.

Авторы: Епифанов А.П. В пособии рассмотрены следующие вопросы: механика электропривода; электроприводы с двигателями постоянного тока, асинхронными, синхронными, линейными, вентильными; энергетика электроприводов в установившихся и динамических режимах; выбор электродвигателя по мощности. Учебное пособие предназначено для студентов аграрных высших учебных заведений, обучающихся но специальности 110302 — «Электрификация и автоматизация сельского хозяйства». Может быть рекомендовано студентам специальности 140106 — «Энергообеспечение предприятий». Будет полезно для изучающих электропривод в рамках подготовки бакалавров по направлению электромеханика и электротехнологии.

Авторы: Ильинский Н.Ф, Москаленко В.В. Рассмотрены общие принципы, методы и средства энерго- и ресурсосбережения в электроприводе и средствами электропривода в обслуживаемых им технологических процессах. Приведен отечественный и зарубежный опыт энерго- и ресурсосбережения в промышленности и жилищно-коммунальном хозяйстве. Даны примеры практических расчетов технической и экономической эффективности энерго- и ресурсосберегающих мероприятий. Для студентов высших учебных заведений, может быть полезно для инженерно-технических работников.

Авторы: Церна И.А., Пасхалов А.С., Гунин А.В. Учебное пособие содержит основные сведения об электрооборудовании наиболее распространенных машин кузнечно-прессового производства. Рассмотрены основные принципы выбора и расчета электроприводов кузнечно-прессовых машин. Приведены устройство и принцип работы приборов и аппаратов, обеспечивающих нормальное функционирование электрооборудования кузнечно-прессовых машин. Представлены принципы и порядок построения электрических схем управления. Приведены элементарные схемы управления и описан порядок их работы.

Автор: Онищенко Г.Б. В книге изложены общие сведения об автоматизированном электроприводе, его роли в современном машинном производстве, составе, элементной базе и современных системах регулируемого электропривода. Описаны принципы построения и управления электроприводов, а также их свойства. Приведены характеристики электроприводов с двигателями постоянного и переменного тока. Отражены общие подходы к выбору и проектированию электроприводов. Для студентов высших учебных заведений.

Автор: Кисаримов Р.А. В справочнике приведены основные понятия об электроприводе с асинхронным двигателем и о его регулировании, характеристиках асинхронного двигателя и его выборе. Описано устройство электрических аппаратов управления и защиты, даны понятия об элементах и устройствах, применяемых в системах управления электропривода — полупроводниковых приборах и интегральных схемах, в том числе устройствах цифровой и аналоговой техники. Приведены электрические схемы взаимодействия элементов и устройств электропривода. Книга предназначена для электриков, работа которых связана с монтажом, наладкой и обслуживанием электропривода, для учащихся и для всех интересующихся данным предметом.

Автор: Фролов Ю.М. Изложены основные вопросы теории и применения электрического привода в сельском хозяйстве. Даны сведения о механике, динамических свойствах электропривода, аппаратуре управления и защиты, режимах работы электропривода и выборе мощности электродвигателей. Рассмотрены энергетические показатели и пути снижения потерь в электроприводе. Приведены примеры. Для студентов ВУЗов, обучающихся по специальности «Электрификация и автоматизация сельского хозяйства».

Читайте также:  Лабораторная работа анализ опасности поражения электрическим током

Автор: Белов М.П. В книге рассмотрены основные виды инжиниринговой деятельности, направленные на создание и эксплуатацию электроприводов и систем автоматизации производственных машин и технологических комплексов. Представлена вся цепочка деятельности, определяемая понятием «работа под ключ», т.е. от бизнес-плана и технического задания до монтажа, наладки и сервисного обслуживания. На уровне пользователя даны основные приемы применения современных информационных технологий.

Особое внимание уделено расчету и выбору средств и систем электропривода и автоматизации, разработке конструкторской и программной документации. Для студентов высших учебных заведений. Может быть полезно инженерно-техническим работникам, занятым разработкой, проектированием и эксплуатацией электроприводов и систем автоматизации для разнообразных производств.

Автор: Москаленко В.В. Изложены основы электрического привода. Рассмотрены назначение и реализации электроприводов с двигателями постоянного и переменного токов, их схемы, характеристики, энергетические режимы. Приведены краткие сведения по элементной базе электроприводов. Рассмотрены разомкнутые и замкнутые схемы управления электроприводов и даны примеры схем автоматизации технологических процессов, а также вопросы проектирования электроприводов, энергетики и энергосбережения в электроприводе и средствами электропривода. Изложение теоретического материала сопровождается примерами решения типовых задач и задачами для самостоятельного решения. Для студентов высших учебных заведений.

Автор: Москаленко В.В. В учебнике р ассмотрены общие принципы построения и структуры систем управления электропривода. Приведено описание элементов и устройств схем управления, и рассмотрены разомкнутые и замкнутые схемы электроприводов с двигателями постоянного и переменного тока. Изложены вопросы применения электроприводов в системах автоматизации технологических процессов. Даны основные понятия и методы расчета и повышения надежности электроприводов. Для студентов учебных заведений среднего профессионального образования.

Автор: Ильинский Н.Ф В учебнике к ратко изложены физика процессов и принципы управления режимами в современном электроприводе широкого применения, рассмотрены основные функциональные и энергетические характеристики электроприводов постоянного и переменного тока в установившихся и переходных режимах, элементы проектирования электропривода. Изложение основ теории сопровождается многочисленными простыми практическими задачами, полезными при самостоятельном изучении предмета. Первое издание учебного пособия было опубликовано в 2000 г. в Издательстве МЭИ. Для студентов очного и заочного обучения, начинающих изучать электропривод, и специалистов смежных областей, желающих познакомиться с основами современного электропривода.

Автор: Фираго Б.И. Цель данной книги состоит в изложении ряда вопросов теории регулируемого электропривода переменного тока, которые не получили достаточно полного отражения в современной научно-технической литературе: 1) энергетических проблем мягкого пуска и торможения асинхронных электроприводов, 2) методов расчета механических и электромеханических характеристик асинхронных короткозамкнутых двигателей при переменных параметрах, 3) аналитических методов расчета электромеханических переходных процессов частотно-регулируемых электроприводов при различных законах управляющего воздействия, 4) определения коэффициента полезного действия частотно-регулируемых асинхронных двигателей при различном характере статического момента, 5) математических моделей и характеристик бесконтактных двигателей постоянного, переменного тока и переключаемых реактивных двигателей.

Книга предназначена для научных и инженерно-технических работников, специализирующихся в области регулируемого электропривода переменного тока. Может быть использована преподавателями ВУЗов, магистрантами, аспирантами и студентами соответствующих специальностей.

Автор: Рекус Г.Г. Пособие содержит вопросы, связанные с методикой выбора электропривода производственных механизмов, определением расчетных нагрузок и выбором силового электрооборудования, выпрямительных устройств, осветительного электрооборудования, вопросы рационального использования электрической энергии и тарифов на электроэнергию, разработки мероприятий по компенсации реактивной мощности электроустановок на проектируемом объекте и др.

Справочное пособие предназначено для оказания технической помощи студентам технологических специальностей при выполнении электротехнической части дипломного проекта и содержит значительный объем справочных материалов. На примере химико-технологического производства приведено в полном объеме содержание типовой расчетно-пояснительной записки по электротехнической части дипломного проекта. Для студентов ВУЗов, также может быть использовано для повышения квалификации инженерно-технических работников.

Источник

Частотно-регулируемый электропривод (ЧРП)

Скорость асинхронных двигателей пропорциональна частоте напряжения питающей сети. Таким образом, изменение скорости вращения двигателя может быть достигнуто путём изменения частоты потребляемого напряжения. С другой стороны, момент двигателя пропорционален магнитному потоку в воздушном зазоре двигателя. Последний, в свою очередь, пропорционален питающему напряжению и обратно пропорционален частоте питающего напряжения. Таким образом, момент двигателя может быть изменён путём подстройки питающего напряжения под любую требуемую частоту.

Для получения постоянного момента АД при изменяющихся скоростях, необходимо иметь источник энергии с регулируемыми напряжением и частотой, который будет поддерживать постоянным отношение U / f=const, где U — напряжение питающей сети; f — частота.

Самый известный способ получения этого типа энергии — это преобразование переменного тока на промышленной частоте 50 Гц в постоянный ток с помощью выпрямителя, а затем обратно в переменный ток при помощи инвертора. В этой схеме напряжение регулируется выпрямителем, а частота инвертором.

Читайте также:  Переменный ток с помощью реле

Функциональная схема частотно-регулируемого электропривода показана на рисунке.

Основными элементами частотно-регулируемого привода являются выпрямитель, инвертор, асинхронный или синхронный двигатель, программируемый микроконтроллер. В добавление к перечисленному используются индуктивности и (или) ёмкости для стабилизации выхода выпрямителя и минимизации уровня высших гармоник.

Когда большая индуктивность соединена последовательно с выходом выпрямителя, то такая система называется инвертором тока. Когда же большая ёмкость соединена параллельно с выходом выпрямителя — то это инвертор напряжения.

В дополнение используется широтно-импульсная модуляция (ШИМ). В этой схеме применяется неуправляемый выпрямитель, а переменный ток с регулируемой частотой и регулируемым уровнем напряжения формируется инвертором. ШИМ уменьшает содержание гармоник на выходе инвертора путём улучшения формы кривой тока инвертора тока или формы напряжения на выходе инвертора напряжения.

Сумма свойств, включая некоторые преимущества и недостатки трёх типов частотно-регулируемых электроприводов, показаны в таблице.

Частотный способ регулирования обеспечивает:

· плавное регулирование скорости двигателя в широком диапазоне в обе стороны от номинальной;

· жесткие искусственные характеристики;

· постоянную перегрузочную способность.

Для обеспечения требуемых характеристик двигателя одновременно с изменением частоты необходимо изменять и величину питающего напряжения в зависимости от характера изменения нагрузки:

Кроме этого применяются электроприводы с непосредственным преобразованием частоты, они имеют ряд достоинств:

· однократное преобразование энергии и, следовательно, высокий КПД;

· свободный обмен реактивной и активной энергией из сети к двигателю и обратно;

· отсутствие коммутирующих конденсаторов.

К недостаткам относятся:

· ограниченный диапазон регулирования выходной частоты;

· сравнительно большое число силовых вентилей.

Используются циклоинверторы для плавного регулирования частоты вращения тихоходных двигателей.

Международный консорциум «Энергосбережение» (МКЭ), созданный ведущими предприятиями электротехнической промышленности Украины, России и Белоруссии в 1995 г., разработал и освоил серийное производство на ряде заводов СНГ серии энергосберегающих электроприводов РЭН мощностью до 1000 кВт, построенных по схеме автономного инвертора АИН на IGBT транзисторах.

Для оптимизации работы пары ПЧ-насос, например, электропривод Unidrive VТС имеет квадратичную характеристику U/f, каторая позволяет преобразователю «подстроиться» под механизм и управлять им по оптимальной характеристике, сводя к минимуму потери энергии. При снижении нагрузки на валу двигателя и, соответственно, уменьшении тока статора, преобразователь снижает напряжение двигателя, сохраняя частоту неизменной. При этом уменьшаются потери энергии в статоре двигателя.

При возрастании нагрузки на валу двигателя процесс протекает в обратной последовательности и ПЧ возвращается на номинальную характеристику.

Из функций, необходимых при управлении насосами и вентиляторами, следует также отметить возможность «подхвата» вращающегося двигателя и возможность автоматического перезапуска при исчезновении питания. Преобразователь может перезапускаться до 5 раз с задержкой перед включением до 25 секунд, что достаточно для подавляющего большинства насосов и вентиляторов.

Преобразователь имеет 3 пропускаемых частоты, настраиваемых пользователем и позволяющих избежать резонанса в механизме и двигателе.

Для обеспечения повышенного пускового момента в приводах Unidrive VТС предусмотрена возможность форсировки напряжения на низких частотах вращения. Благодаря увеличению напряжения на обмотке статора двигателя момент, развиваемый двигателем, также увеличивается, позволяя стронуть механизм с повышенным пусковым моментом.

Сфера применения частотно-регулируемого электропривода:

· насосы холодной и горячей воды (от подкачек до магистральных);

· компрессоры, воздуходувки, вентиляторы систем охлаждения, тягодутьевые вентиляторы котлов;

· рольганги, конвейеры, транспортеры и другие транспортировочные устройства;

· дробильное оборудование, мешалки, экструдеры;

· центрифуги различных типов;

· линии производства металлического листа, пленки, картона, бумаги и других ленточных материалов;

· буровое оборудование (насосное, подъемное);

· устройства откачки нефти из скважин (станки-качалки, погружные насосы и пр.);

· электродвижение и вспомогательные механизмы речного и морского транспорта;

· краны (от тельферов до мостовых);

· металлообрабатывающие станки, пилы, прессы и другое технологическое оборудование;

· высокооборотные (до 90000 об/мин) механизмы: шпиндели шлифовальных станков и др.

2.4. Асинхронный электропривод с фазным управлением (ТРН-АД)

Тиристорный регулятор напряжения (ТРН) выполняется по схеме встречно-параллельно включенных тиристоров и используется для регулирования напряжения и обеспечения «мягкого» пуска двигателя.

Исходя из фактического коэффициента загрузки kЗ минимальное напряжение регулятора должно составлять с учетом коэффициента запаса (1,2¸1,3)

Если статический момент механизма имеет вид МС1, то запуск и последующая работа двигателя возможны при напряжении UЗ. Если статический момент имеет вид МС2, то запуск производиться при напряжении U1 с последующим переходом на напряжение UЗ.

Для определения экономической эффективности регуляторов напряжения необходимо знать фактический ток работы двигателя IФ. Исходя из номинального тока двигателя определяем загрузку двигателя по току

Для любой мощности можно вычислить величину k3 и по графику определить экономию мощности DP. Умножая полученную величину на номинальную мощность двигателя и годовое число использования двигателя, получим годовую экономию энергии.

Читайте также:  Электрический ток для малышей

Примером таких устройств могут служить аппараты «мягкого пуска» серии SIKOSTART фирмы «Siemens», обеспечивающие для двигателей мощностью до 710 кВт управление эффективным значением напряжения на клеммах двигателя. Наряду с многочисленными возможностями настройки для мягкого старта (роста напряжения, ограничения тока, пускового импульса и т.п.), которые позволяют согласование с различными видами нагрузки (насос, вентилятор) в аппарат введены дополнительные функции управления после старта и во время отключения (торможение).

В СНГ выпускаются тиристорные пусковые устройства мощностью 75-400 кВт (УПТ-2), которые обеспечивают плавный разгон двигателя под нагрузкой с ограничением пускового тока до 4Iном, бездуговую коммутацию асинхронного двигателя к сети (функция контактора), защиту двигателя от перегрузки, обрыва фазы, короткого замыкания, повышения напряжения, превышения допустимой температуры обмоток и подшипников, пуск механизмов с повышенным моментом трогания (более 2Мном), безударное закрытие клапанов обратного хода в гидравлических системах (плавная остановка двигателя насоса), контроль изоляции обмоток двигателя, принудительное торможение электродвигателя.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Регулируемый электропривод переменного тока

Регулируемый электропривод переменного тока может быть использован в системах электрооборудования для более эффективного регулирования скорости вращения двигателей переменного тока различных типов.

Предлагаемая установка содержит электродвигатель переменного тока, статор которого установлен с возможностью непрерывного поворота путем вращения относительно оси ротора и управляющее устройство, содержащее серводвигатель, связанный через трансмиссию однонаправленного действия, например червячный механизм, со статором. Техническим результатом полезной модели является упрощение электропривода и универсальность.

Предлагаемая полезная модель относится к области электрооборудования (электропривода) и может быть использована в системах регулируемого электропривода.

Известен регулируемый электропривод переменного тока, содержащий двигатель переменного тока и преобразователь частоты. С помощью преобразователя частоты регулируется частота напряжения двигателя и его скорость (Чиликин М.Г. Общий курс электропривода М.: Госэнергоиздат, 1951. — 380 с).

Однако, в указанном регулируемом электроприводе необходим преобразователь частоты, мощность которого равна номинальной мощности двигателя.

Кроме того, известен регулируемый электропривод переменного тока с асинхронным двигателем с поворотным статором (Чиликин М.Г. Общий курс электропривода М.: Госэнергоиздат, 1951. — 380 с), являющийся прототипом и содержащий для осуществления регулирования скорости два асинхронных двигателя с фазными роторами, механически связанными на одном валу. Обмотки роторов соединены друг с другом через постоянные резисторы. Статор одного из двигателей установлен с возможностью поворота путем изменения его положения относительно оси ротора на конечный угол в пределах от нуля до 180 электрических градусов. Имеется устройство регулирования скорости двигателей, выполненное в виде серводвигателя и трансмиссии однонаправленного действия, осуществляющее поворот статора одного из двигателей.

Однако, этот электропривод сложен, так как в нем для регулирования скорости необходима установка двух двигателей и блока постоянных резисторов. При этом должны использоваться только асинхронные двигатели с фазным роторам.

Задачей полезной модели является упрощение регулируемого электропривода переменного тока и универсальность.

На чертеже приведена предлагаемая полезная модель, которая содержит статор двигателя переменного тока (1), установленный на подшипниках (2), неподвижную опору (3), ротор двигателя (4), связанный с исполнительным механизмом (5). Имеется устройство, регулирующее скорость двигателя (6), состоящее из серводвигателя (7) и трансмиссии (8) однонаправленного действия, соединяющее серводвигатель со статором двигателя электропривода и выполненной, например, в виде червячного механизма.

Установка работает следующим образом. В исходном режиме серводвигатель (7) не вращает статор двигателя (1) и скорость вращения двигателя электропривода определяется его параметрами и частотой напряжения питающей сети. При необходимости увеличить скорость электропривода с помощью серводвигателя (7) и трансмиссии (8), статор двигателя (1) поворачивают путем вращения с непрерывно увеличивающимся углом поворота в сторону вращения его магнитного поля и ротора (4). При этом увеличивается взаимная скорость поля статора относительно ротора (4) и увеличивается скорость вращения ротора (4).

При необходимости уменьшить скорость электропривода осуществляют поворот статора (1) путем вращения его серводвигателем (7) через трансмиссию (8) с непрерывно увеличивающимся углом против вращения магнитного поля статора двигателя и вращения ротора (4), что приводит к снижению скорости вращения ротора (4).

Таким образом, достигается регулирование скорости электропривода переменного тока.

Происходит упрощение электропривода благодаря применению только одного двигателя (без использования двух двигателей и блока резисторов) и обеспечивается универсальность электропривода за счет возможности применения двигателей переменного тока различных типов (асинхронный с короткозамкнутым или фазным ротором, синхронный).

Регулируемый электропривод переменного тока, содержащий электродвигатель переменного тока со статором, установленным с возможностью поворота относительно оси ротора, устройство регулирования скорости электродвигателя, содержащее серводвигатель, связанный через трансмиссию однонаправленного действия со статором электродвигателя, отличающийся тем, что статор установлен с возможностью поворота путем вращения относительно ротора с непрерывно увеличивающимся углом.

Источник