При снижении частоты необходимо снижать напряжение, так как сопротивление двигателя зависит от частоты и при неизменном напряжении это приведет к недопустимому росту тока.
Лекция № 21
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЧАСТОТЫ
НА ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯХ
СОДЕРЖАНИЕ
Введение………………………………….........................................................................2
1 Преимущества и недостатки частотно-регулируемого асинхронного привода…...3
2 Структура частотного преобразователя.......................................................................5
3 Принцип работы преобразователя частоты.................................................................5
4 Устройство частотного преобразователя.....................................................................8
5 Законы частотного регулирования.............................................................................10
6 Рекомендации по выбору преобразователя частоты................................................16
6.1 Рекомендации по выбору мощности.......................................................................16
6.2 Рекомендации по выбору напряжения....................................................................17
6.3 Рекомендации по выбору диапазона регулирования частоты.............................17
6.4 Обоснование необходимости режима торможения...............................................17
6.5 Обоснование выбора способа управления двигателем.........................................18
6.6 Рекомендации по выбору панели индикации параметров....................................18
7 Функциональные возможности частотного преобразователя.................................19
8 Принципы управления.................................................................................................20
9 Экономический эффект применения частотных преобразователей.......................21
|
|
|
10 Контрольные вопросы………………………………………………………….......22
Список литературы…………………………………………………………………….23
Введение
На тепловых электростанциях, входящих в состав распределительных сетей, самое широкое применение находят насосные и вентиляторные установки, требующие регулирования скорости. Это механизмы подачи воды в водопаровой котел и систему охлаждения, подача воздуха в зону горения и отвод дымовых газов и т.д.
Процесс регулирования скорости в таких механизмах осложняется несоответствием характеристик центробежных насосов, вентиляторов и трубопроводов. Чтобы подать увеличенный расход воды по трубопроводу, напор на насосной станции надо увеличивать, а характеристики центробежных насосов таковы, что при увеличении подачи воды напор, развиваемый насосом, падает. В то же время при уменьшении подачи воды напор насоса следовало бы тоже уменьшить, а он увеличивается. Поэтому в периоды уменьшенного водопотребления системы водоснабжения работают с избыточным напором, который гасится в дросселирующих устройствах или в водоразборной арматуре у потребителя. При этом энергия, потребляемая насосами, нерационально расходуется на создание избыточных напоров, под воздействием которых увеличиваются утечки и непроизводительные расходы воды, возникают повышенные механические напряжения в стенках труб.
|
|
|
Аналогичные явления имеют место в теплофикационных, оросительных и других системах. Несоответствие в режимах работы насосов и трубопроводов может быть устранено изменением частоты вращения насосов, которая должна регулироваться в соответствии с изменениями водопотребления или притока сточных вод. При уменьшении частоты вращения насоса уменьшается его подача воды и развиваемый им напор. При увеличении частоты вращения напор увеличивается одновременно с увеличением подачи воды.
Регулированием частоты вращения насоса его рабочие параметры приводятся в соответствие с режимом работы обслуживаемой системы. Чтобы изменить частоту вращения насоса, необходим регулируемый электропривод (РЭП). Значение частоты вращения насоса, с которой он должен работать в тот или иной момент времени, определяется системой САУ насосной установки.
Требуемое значение частоты вращения устанавливается в зависимости от многих факторов. К ним относятся: расход жидкости в системе, её уровень в резервуарах, значения статического и динамического противодавления, количество параллельно работающих насосов и насосных установок, подающих жидкость в систему, и т. д.
|
|
|
«Частотные преобразователи.
Их анализ, рекомендации по применению»
1 Преимущества и недостатки частотно-регулируемого асинхронного
привода
Частотный преобразователь в комплекте с асинхронным электродвигателем позволяет заменить электропривод постоянного тока. Системы регулирования скорости двигателя постоянного тока достаточно просты, но слабым местом такого электропривода является электродвигатель. Он дорог и ненадежен. При работе происходит искрение щеток, под воздействием электроэрозии изнашивается коллектор. Такой электродвигатель не может использоваться в запыленной и взрывоопасной среде.
Асинхронные электродвигатели превосходят двигатели постоянного тока по многим параметрам: они просты по устройству и надежны, так как не имеют подвижных контактов. Они имеют меньшие по сравнению с двигателями постоянного тока размеры, массу и стоимость при той же мощности. Асинхронные двигатели просты в изготовлении и эксплуатации.
|
|
|
Основной недостаток асинхронных электродвигателей – сложность регулирования их скорости традиционными методами (изменением питающего напряжения, введением дополнительных сопротивлений в цепь обмоток).
Управление асинхронным электродвигателем в частотном режиме до недавнего времени было большой проблемой, хотя теория частотного регулирования была разработана еще в тридцатых годах. Развитие частотно-регулируемого электропривода сдерживалось высокой стоимостью преобразователей частоты. Появление силовых схем с IGBT-транзисторами, разработка высокопроизводительных микропроцессорных систем управления позволило различным фирмам Европы, США и Японии создать современные преобразователи частоты доступной стоимости.
Известно, что регулирование частоты вращения исполнительных механизмов можно осуществлять при помощи различных устройств: механических вариаторов, гидравлических муфт, дополнительно вводимыми в статор или ротор резисторами, электромеханическими преобразователями частоты, статическими преобразователями частоты.
Применение первых четырех устройств не обеспечивает высокого качества регулирования скорости, неэкономично, требует больших затрат при монтаже и эксплуатации.
Статические преобразователи частоты являются наиболее совершенными устройствами управления асинхронным приводом в настоящее время.
Принцип частотного метода регулирования скорости асинхронного двигателя заключается в том, что, изменяя частоту f1 питающего напряжения, можно в соответствии с выражением 
, при неизменном числе пар полюсов p изменять угловую скорость магнитного поля статора.
Этот способ обеспечивает плавное регулирование скорости в широком диапазоне, а механические характеристики обладают высокой жесткостью.
Регулирование скорости при этом не сопровождается увеличением скольжения асинхронного двигателя, поэтому потери мощности при регулировании невелики.
Для получения высоких энергетических показателей асинхронного двигателя – коэффициентов мощности, полезного действия, перегрузочной способности – необходимо одновременно с частотой изменять и подводимое напряжение.
Закон изменения напряжения зависит от характера момента нагрузки Mс. При постоянном моменте нагрузки Mс = const напряжение на статоре должно регулироваться пропорционально частоте.
При снижении частоты необходимо снижать напряжение, так как сопротивление двигателя зависит от частоты и при неизменном напряжении это приведет к недопустимому росту тока.
Таким образом, для плавного бесступенчатого регулирования частоты вращения вала асинхронного электродвигателя, преобразователь частоты должен обеспечивать одновременное регулирование частоты и напряжения на статоре асинхронного двигателя.
Преимущества использования частотно-регулируемого асинхронного электропривода в технологических процессах:
Применение регулируемого электропривода обеспечивает энергосбережение и позволяет получать новые качества систем и объектов. Значительная экономия электроэнергии обеспечивается за счет регулирования какого-либо технологического параметра. Если это транспортер или конвейер, то можно регулировать скорость его движения. Если это насос или вентилятор – можно поддерживать давление или регулировать производительность. Если это станок, то можно плавно регулировать скорость подачи или главного движения.
Особый экономический эффект от использования преобразователей частоты дает применение частотного регулирования на объектах, обеспечивающих транспортировку жидкостей. До сих пор самым распространённым способом регулирования производительности таких объектов является использование задвижек или регулирующих клапанов, но сегодня доступным становится частотное регулирование асинхронного двигателя, приводящего в движение, например, рабочее колесо насосного агрегата или вентилятора.
Таким образом, при дросселировании поток вещества, сдерживаемый задвижкой или клапаном, не совершает полезной работы. Применение регулируемого электропривода насоса или вентилятора позволяет задать необходимое давление или расход, что обеспечит не только экономию электроэнергии, но и снизит потери транспортируемого вещества.
На рисунке 1 изображен транзисторный преобразователь частоты вместе с асинхронным электродвигателем, для регулирования скорости которого он предназначен.
Рисунок 1 – транзисторный преобразователь частоты
На базе частотных преобразователей могут быть реализованы системы регулирования скорости следующих объектов:
· насосы горячей и холодной воды в системах водо- и теплоснабжения, вспомогательного оборудования котелен, ТЭС, ТЭЦ и котлоагрегатов;
· песковые и пульповые насосы в технологических линиях обогатительных фабрик;
· рольганги, конвейеры, транспортеры и другие транспортные средства;
· дозаторы и питатели;
· лифтовое оборудование;
· дробилки, мельницы, мешалки, экструдеры;
· центрифуги различных типов;
· линии производства пленки, картона и других ленточных материалов;
· оборудование прокатных станов и других металлургических агрегатов;
· приводы буровых станков, электробуров, бурового оборудования;
· электроприводы станочного оборудования;
· высокооборотные механизмы (шпиндели шлифовальных станков и т.п.);
· экскаваторное оборудование;
· крановое оборудование;
· механизмы силовых манипуляторов и т.п.
Дата добавления: 2021-03-18; просмотров: 748; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!