Введение 5
1 Устройство и принцип работы лабораторного стенда «Интеграл» 7
1.1 Управление лабораторным стендом «Интеграл» 10
1.1.1 Задание параметров с панели управления 10
1.1.2 Внешнее аналоговое управление преобразователем частоты 13
1.1.3 Управление преобразователем частоты с персонального компьютера 15
1.1.4 Управление с сенсорной панели оператора 18
2 Математическое описание объектов лабораторного стенда «Интеграл» 20
2.1 Математическое описание асинхронного двигателя 20
2.2 Математическое описание элементов силовой части преобразователь
частоты - асинхронный двигатель (ПЧ - АД) 29
3 Моделирование режимов работы частотно-регулируемого электропривода
в пакете программ MatLab 35
3.1 Моделирование прямого пуска асинхронного двигателя ELDIN
J 100/.4/ТУЗ 36
3.2 Моделирование пуска асинхронного частотно-регулируемого
электропривода 45
4 Пуск асинхронного двигателя на лабораторном стенде «Интеграл» 51
5 Техника безопасности при работе с лабораторным стендом «Интеграл» 53
Заключение 55
Список использованной литературы
Технологические требования к качеству производственных процессов, необходимость внедрения современных технологий обуславливают устойчивую перспективу интегрирования в различные отрасли промышленного и сельскохозяйственного производства регулируемых электроприводов.
Широкое применение управляемых электроприводов, в частности асинхронных двигателей, привело к тому, что современный электропривод является не только энергетически силовой основой, обеспечивающей механизмы производства необходимой механической энергии, но и средством управления технологическими процессами, поскольку задачи по внедрению качественных производственных процессов в настоящее время в большинстве случаев возлагаются на системы управления регулируемыми приводами в сочетании с системами автоматизации процессов. В связи с ростом цен на энергоносители, в частности на электроэнергию, и ограниченными возможностями по увеличению мощности электростанций, проблема энергосбережения, в том числе сокращения потребления электроэнергии, становится все более актуальной.
Но возможность анализа целесообразности применения электропривода на практике не всегда является доступной. Пакет программ MatLab позволяет произвести оценку работы электропривода, построить необходимые зависимости токов статора и ротора, разгонные характеристики, по которым в дальнейшем можно судить об энегроэффективности системы электропривода.
Данная работа посвящена вопросам моделирования режимов работы частотно-регулируемого электропривода, а именно асинхронного двигателя при прямом пуске и при пуске с использованием системы управления преобразователя частоты с автономным инвертором напряжения. В качестве рассматриваемого объекта был взят лабораторный стенд «Интеграл», построенный на компонентах Mitsubishi и имеющий в своем составе асинхронный двигатель ELDIN А100L4FБУЗ. Дано подробное описание элементов пакета программ MatLab, которые позволяют моделировать сложные электромеханические системы, таких как приложения Simulink и SimPowerSystem. Рассчитаны параметры выбранного асинхронного двигателя, необходимые для моделирования. Выполнено две модели - прямой пуск асинхронного двигателя и пуск двигателя с использованием преобразователя частоты. Получены результаты в виде графиков зависимостей исследуемых величин от времени моделирования: исследованы ток статора и ротора, скорость вращения двигателя, его электромагнитный момент. Произведено сравнение результатов с реальными данными.
Сведения, представленные в данной работе, могут быть использованы для анализа рациональности применения преобразователей частот с целью уменьшения энергопотребления и регулирования скорости асинхронного двигателя, применяемого в лифтах, вентиляционных установках, на насосных агрегатах и в других промышленных отраслях.
Согласно техническому заданию ВКР (выпускной квалификационной работы) было произведено моделирование режимов работы частотно- регулируемого электропривода в среде Simulink. А также была проведена работа на лабораторном стенде «Интеграл», состоящем из полупроводникового преобразователя частоты Mitsubishi FR-A741, асинхронного двигателя ELDIN A100/-4БУЗ и персонального компьютера. В результате работы было выявлено преимущество применения преобразователя частоты в асинхронном электроприводе. Для подтверждения результатов проведенной работы были смоделированы прямой пуск рассматриваемого электродвигателя и пуск электродвигателя с применением преобразователя частоты. Перед моделированием режимов работы частотно-регулируемого электропривода был произведен расчет необходимых параметров электродвигателя ELDIN A100F4БУЗ.
Можно утверждать, что данный метод анализа целесообразности применения преобразователей частоты в различных асинхронных электроприводах насосных станций, лифтовых и подъемных установок и т.д. позволяет качественно дать оценку необходимости применения частотно-регулируемого электропривода с целью снижения потребляемой электроэнергии и увеличения срока службы оборудования и механизмов электропривода.
В разделе, посвященном технике безопасности при работе с лабораторным стендом «Интеграл», были описаны требования к монтажу, технологическому обслуживанию и эксплуатации данного стенда.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
