Введение 4
1 Характеристика асинхронных двигателей и преобразователей частоты 8
1.1 Асинхронный двигатель. Общая информация 8
1.2 Основные сведения о частотно-регулируемом электроприводе 14
1.3 Конструкция преобразователя частоты 17
1.4 Выбор оптимальной частоты широтно-импульсной модуляции 18
1.5 Применение активного выпрямителя 19
1.6 Моделирование преобразователя частоты 20
1.7 Безопасность в ПЧ 21
1.7.1 Защита от возгорания 22
1.7.2 Электробезопасность 23
1.7.3 Эксплуатационная безопасность 23
1.8 Как работает преобразователь частоты 24
1.9 Принцип работы автономного инвертора 27
1.10 Тормозной режим работы асинхронного двигателя 30
1.11 Общее о Фильтрах 33
1.11.1 Входные фильтры 33
1.11.2 Выходные фильтры 34
1.12 Поломки и ошибки преобразователя частоты 36
1.12.1 Загрязнения 36
1.12.2 Коррозия 37
1.12.3 Неверный монтаж 37
2 Техническое решение по управлению асинхронными двигателями 39
2.1 Векторное управление 39
2.2 Основные принципы векторного управления 39
2.3 Автоматическое регулирование 40
2.4 Управление скоростью и положением АД 41
2.5 Измерение напряжения 43
2.6 Измерение положения и скорости 43
2.7 Магнитные датчики положения 44
2.8 Базовые характеристики двигателя (асинхронного, с короткозамкнутым
ротором) 45
2.9 Обзор работы выпрямительного блока 47
2.9.1 Характеристики формы колебаний 48
2.9.2 Принципы работы блока выпрямителя 49
2.10 Принципы работы сглаживающего контура 51
2.10.1 Цепь ограничения бросков пускового тока 51
2.10.2 Как получить переменное напряжение из постоянного 52
2.11 Разновидности преобразователей частоты 57
3 Модернизация преобразователей частоты 76
3.1 Принципиальная схема преобразователя частоты 76
3.2 Применение внешних приборов 82
Заключение 85
Список используемой литературы 86
Рациональное использование электроэнергии - это проблема которая была, есть и будет актуальной, особенно в промышленности. Основные потребители электроэнергии на производстве являются трехфазные электродвигатели переменного тока, а именно асинхронные двигатели, разнообразные насосы, и другое промышленное оборудование. Асинхронные двигатели отличаются высокой простотой и надежностью, что делает их выгодными и более привлекательными чем двигатели постоянного тока. Кроме того, они имеют более компактный размер и легче по массе, чем двигатели постоянного тока, что позволяет снизить расходы на оборудование.
Асинхронный двигатель имеет недостаток - его скоростью сложно управлять с помощью традиционных методов, таких как изменение напряжения или добавление сопротивления в цепь обмотки. До недавних времен, использование асинхронных двигателей на производстве использовались обычно в нерегулируемых электроприводах, запуск которых происходил прямым подключением в сеть.
На деле, эффективное управление двигателями представляет не легкую задачу и требует применения специальных систем управления. Современный электропривод представляет собой единое целое электромашины, силового преобразователя и системы управления.
Применение преобразователя частоты (ПЧ) на асинхронных двигателях позволяет обеспечить плавную работу оборудования, избежать перегрузки питающей сети в момент пуска.
Анализ мирового опыта, создания нового и модернизация действующего оборудования промышленных предприятий показывает высокую динамику внедрения в электрооборудование промышленности частотных преобразователей.
«Регулирование скорости двигателей переменного тока изменением частоты подводимого к статору напряжения по существу весьма экономично и может обеспечить плавное регулирование в широких пределах. Для обеспечения этого способа регулирования скорости необходимо преобразовательное устройство, позволяющее плавно регулировать частоту и по соответствующему закону изменять при этом напряжение переменного тока».
Развитие технологий, как и везде, нуждаются в изучении и не стоят на месте. Сфера полупроводниковых элементов и микропроцессорной техники позволяет, в настоящее время создавать частотные преобразователи, которые имеют низкую стоимость, высокую надежность и широкие возможности.
Большинство промышленных предприятий, находящихся в СНГ, уже требуют замены устаревших средств автоматизации и управления, поэтому данная проблема является актуальной.
Целью диссертации является изучение асинхронного двигателя и существующих методов управления им при помощи преобразователя частоты, а далее рассмотрение конструкции преобразователя частоты и создание для него схемы управления. Поиск ошибок и неисправностей в уже существующих преобразователях частоты.
Для достижения поставленной цели нам перед нами стоят следующие задачи:
• исследование асинхронного двигателя;
• изучение конструкции асинхронного двигателя;
• исследование преобразователя частоты;
• изучение преобразователей частоты;
• разработка схемы управления;
Существует множество вариантов современных преобразователей частоты, которые отличаются разнообразием моделей и функциональными возможностями. В зависимости от поставленной задачи - необходимо выбрать оптимальную модель преобразователя частоты, для этого придерживаясь основных критериев выбора.
...
В энергетической отрасли в России наблюдается стабильный спрос на развитие преобразовательных установок, которое обусловлено стремлением к повышению качества производимой продукции и снижению издержек на электроэнергию. Эти направления являются основными приоритетами развития данной сферы. Исследуя разные виды преобразователей частоты, я пришел к выводу, что на рынке существует огромное количество различных преобразователей частоты. Каждый из них имеет свои особенности и предназначен для конкретных задач в разных отраслях промышленности. Преобразователи могут отличаться по размеру, мощности, функциональности и возможностям интеграции с другими устройствами.
Некоторые преобразователи обладают специальными функциями, такими как защита от перегрузки, термозащита двигателя, многоступенчатое управление скоростью, возможность работы в различных режимах и т.д. Кроме того, многие преобразователи могут быть легко интегрированы в системы автоматизации благодаря наличию специальных протоколов связи.
Обширный выбор преобразователей частоты позволяет выбрать оптимальное решение для конкретной задачи в зависимости от требований к производительности, надежности и цены.
После тщательного изучения была проведена тщательная оценка всех аспектов, включая надежность, безопасность и эффективность работы предприятия, чтобы принять решение о модернизации объекта. Был быстро произведен анализ возможных рисков, дефектов и опасностей, связанных с использованием объекта.
В процессе проделанной работы была получена информация:
-что такой асинхронный двигатель;
-что такое преобразователь частоты;
-принцип работы преобразователя частоты;
-способ управления асинхронным двигателем и ПЧ.
