УСТАНОВКА ПАРАМЕТРОВ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

Утверждаю

Ректор университета

________________О.Н. Федонин

«____»____________2018 г.

Эксплуатация энергетического оборудования НПС

Изучение принципов настройки параметров частотно-регулируемых асинхронных электроприводов

Методические указания к выполнению лабораторных работ

Для слушателей курсов повышения квалификации

ИТР ОСПАС МПСА и ТМ ПАО "Транснефть"

Брянск 2018

УКД 629.42.02/.06(07)+621.313.2(07)

Изучение принципов настройки параметров и определение неисправностей частотно-регулируемых устройств в схемах управления МНА, ПНА. Методические указания к выполнению лабораторных работ для слушателей курсов повышения квалификации ИТР ОСПАС МПСА и ТМ ПАО "Транснефть". – Брянск: БГТУ, 2018. – 20 с.

Разработал:

И.А. Борздыко

канд. техн. наук, доц.,

БГТУ;

Д.А. Козин

Мастер ОГЭ ПРУ

АО «Транснефть-Дружба»

Рекомендовано кафедрой «Промышленная электроника и электротехника» БГТУ (протокол №6 от 30.01.18)

Методические указания публикуются в авторской редакции.

СОДЕРЖАНИЕ

1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ.. 1

2 ЦЕЛЬ РАБОТЫ... 1

3 ОСНОВНЫЕ ТЕОРИТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ.. 1

4 УСТАНОВКА ПАРАМЕТРОВ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ.. 7

5 ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ... 9

6 СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА.. 11

7 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ... 11

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Предлагаемое методическое пособие предназначено для обучения студентов и сотрудников АО «Транснефть-Дружба»

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Цель работы: Изучить назначение, приёмы настройки параметров, схемы подключения и характеристики преобразователя частоты, работающего в комплекте с асинхронным двигателем.

Задание к работе: Произвести подготовку преобразователя напряжения к пуску. Внести параметры двигателя в преобразователь частоты векторный (далее ПЧВ). Произвести пуск электродвигателя и снять необходимые параметры.

Продолжительность работы: 2 часа

Оборудование: Преобразователь частоты векторный модель: ПЧВ 102-1К5-В; электродвигатель марки 5АИ80В2У2

ОСНОВНЫЕ ТЕОРИТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Основные характеристики преобразователя частоты

- Преобразователь частоты векторный (далее ПЧВ)

- Модель: ПЧВ 102-1К5-В

- Мощность: 1,5 кВт

- Напряжение сети: 3 фазы, 380…480В, 50…60 Гц

- Выходное напряжение: 3 фазы 0…480В

- Номинальный выходной ток: 3,7А

- Максимальная выходная частота: 400Гц

- Класс защиты корпуса: IP20

- Диапазон рабочих температур: -10…+40°C

Преобразователь обладает следующими функциональными возможностями:

- изменять время разгона до заданной скорости в пределах от 0,1 до 999 сек.;

- осуществлять остановку двигателя как в режиме свободного выбега, так и в режиме динамического торможения;

- устанавливать время замедления в пределах от 0,1 до 999 сек.;

- использовать как реверсивный, так и нереверсивный режимы работы двигателя;

- устанавливать нижний и верхний пределы частоты напряжения;

- использовать толчковый режим пуска двигателя при частотах от 1 до 200Гц;

- осуществлять управление либо с помощью внешних сигналов, либо с клавиатуры преобразователя; внешние сигналы на включение, отключение и реверс подаются с помощью тумблеров или других контактных или бесконтактных коммутирующих устройств; для управления частотой используются стандартные сигналы 0…10В, 0…20мА, 4… 20мА или подключается потенциометр 10кОм (см. рис. 2);

- запрещать вращение двигателя в обратную сторону;

- осуществлять сигнализацию одного из состояний: работа, заданная частота достигнута, аварийная остановка (с помощью контакта многофункционального выхода);

- осуществлять трёхскоростное управление с помощью внешних сигналов.

Индикатор сигнализирует о характере возникающих неисправностях и об ошибках при программировании.

В преобразователе предусмотрены следующие виды защит:

- от коротких замыканий в цепи нагрузки;

- от длительных перегрузок (отключение происходит при перегрузках, превышающих 103%; время до отключения зависит от величины перегрузки);

- от недопустимого понижения и повышения напряжения питания.

Преобразователи частоты выпускаются и используются главным образом как источники питания асинхронных и синхронных двигателей. Частота вращения магнитного поля статоров двигателей переменного тока определяется выражением:

n₀=60ƒ/p,

где р – число пар полюсов на фазу,

ƒ – частота напряжения, подаваемого на статор.

Если напряжение на статор асинхронного или синхронного двигателя подавать с преобразователя частоты, то тем самым можно изменять частоту вращения двигателя в диапазоне, соответствующем диапазону изменения частоты напряжения.

Преобразователи частоты бывают двух типов: с непосредственной связью и со звеном постоянного тока. Преобразователи первого типа позволяют получить лишь дискретные значения частоты, вторые позволяют изменять частоту плавно. В данной лабораторной работе используется преобразователь со звеном постоянного тока. Преобразователь питается от сети однофазного напряжения 220 В. На выходе преобразователя – трёхфазное напряжение, частота которого может изменяться в пределах от 0 до 200Гц. Это напряжение подаётся на статор асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором Электромагнитный момент трёхфазного асинхронного двигателя определяется выражением:

М=3pU_ф²r₂´/{ωs[(r₁+ r₂´/s) ²+(x₁+x₂´)²]},

Где:U_ф – фазное напряжение, подаваемое на обмотку статора,

s - скольжение,

r₁,x₁- активное и индуктивное сопротивления статора,

r₂´,x₂´ - приведённые активное и индуктивное сопротивления ротора,

ω – частота напряжения сети,

р - число пар полюсов обмотки статора на фазу.

Ток в обмотке ротора определяется выражением:

I₂´=U_ф/√[(r₁+ r₂´/s) ²+(x₁+x₂´)²]

При уменьшении частоты напряжения соответственно уменьшаются индуктивные сопротивления, поэтому для ограничения тока двигателя и поддержания максимального момента примерно на одном уровне при снижении частоты необходимо также снижать величину напряжения, подаваемого на статор. Используемый в лабораторной работе преобразователь позволяет изменять напряжение по одному из трёх законов, графики которых представлены на рисунке 2. Требуемый закон изменения напряжения задают при настройке преобразователя. Параметр в настройках прибора

Параметр 1-55 [0–5] (Характеристика U/f – U) Параметр является массивом [0–5] и задает значения напряжения на электродвигателе в зависимости от частоты выходного сигнала ПЧВ. Действует только в том случае, когда для параметра 1-01 (Принцип управления двигателем) установлено значение «0» («U/f»). Вводится значение напряжения в каждой точке по частоте (см. параметр 1-56), чтобы вручную построить характеристику U/f, соответствующую электродвигателю. Частотные точки определяются параметром 1-56 (Характеристика U/f – F). Значение (в вольтах) выбирается из диапазона от 0.0 до 999 по умолчанию - «0.0».

Параметр 1-56 [0–5] (Характеристика U/f – F) Параметр является массивом [0–5] и задает значения частоты выходного сигнала ПЧВ (Гц). Действует только в том случае, когда для параметра 1-01 (Принцип управления двигателем) установлено значение «0» («U/f»). В массиве параметра вводятся частотные точки, чтобы вручную построить характеристику U/f, соответствующую электродвигателю. Напряжение в каждой заданной частотной точке определяется в параметре 1-55 (Характеристика U/f – U). Например, можно задать характеристику U/f, основанную на 6 определяющих напряжениях и частотах (см. рисунок 1). При этом для параметра 1-56 применяется следующее правило: [0] ≤ [1] ≤ [2] ≤ [3] ≤ [4] ≤ [5]. Значение выбирается из диапазона от 0.0 до 400.0, по умолчанию – «0.0».

Рисунок 1 –Точки настройки зависимости U(f)

Рисунок 2 График пусковых моментов

Рисунок 2 - Монтажная схема подключения устройства на стенде

Рисунок 3 – Схема подключения устройства

Рисунок 3 – Схема подключения клемм управления

УСТАНОВКА ПАРАМЕТРОВ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

Для защиты привода и сети от коротких замыканий рекомендуется использовать автоматические выключатели (1) и плавкие предохранители (2) во входных цепях ПЧВ. Для защиты сети от помех со стороны ПЧВ рекомендуется применять сетевые дроссели (4) и радиочастотные фильтры (5). Для повышения качества управления и срока службы электродвигателя рекомендуется применять выходные фильтры на выходе ПЧВ (8). Удаленное подключение/отключение в цепь питания или переключение электродвигателей в схемах каскадного управления рекомендуется осуществлять с использованием магнитных контакторов (3). 2 Дополнительное оборудование 7 Для защиты электродвигателя от перегрева в режиме торможения могут быть дополнительно использованы тормозные резисторы (7). В системах управления по параметру или с замкнутым контуром процесса рекомендуется подключать датчики (6) физических величин: уровня, давления, температуры, инкрементальные энкодеры и др.

Установка параметров преобразователя осуществляется с помощью клавиатуры, расположенной на его лицевой панели.

Описание функций параметров приведено в таблице 1.

Таблица 1. Описание функций параметров

№параметра	Значение параметра	Параметр	Значение параметра	Примечание
0-01	Настройка языка(Language)	0 1 3 4 5 6	English Deutsch Francais Dansk Spanish Italiano	По умолчанию
0-03	Региональные настройки(Regional Settings)	0 1	50 Гц 60Гц	Значение параметра не может быть изменено при работающем электродвигателе
1-20	Мощность электродвигателя (Motor Power)	2 3 4 5 6 7 8 9 10 11	0.12 kW 0.18 kW 0.25 kW 0.37 kW 0.55 kW 0.75 kW 1.1 kW 1.50 kW 2.2 kW 3.00 kW
1-30	Активное сопротивление статора Rs(Stator Resistance)	0,–99.99 Ом
1-33	Реактивное сопротивление рассеивания статора X1(Stator Resistance)	0 – 999.9
1-35	Основное реактивное сопротивление ЭД Xh(Main Reactance)	0 – 999.9
1-52	Минимальная скорость нормального намагничивания двигателя(Min Speed Normal Magnetisung)	0 - 10		По умолчанию – 00.0
3-40	Изменение скорости		Изменение скорости 1, Изменение скорости 2
3-41	Время разгона(Ramp 1 Ramp 2 up Time)	0.05 - 3600		По умолчанию – 3.00
3-50	Изменение скорости		Изменение скорости 1, Изменение скорости 2
3-51	Время разгона 2(Ramp 2 Ramp up Time)	0.05 - 3600		По умолчанию – 3.00
3-52	Время замедления 2(Ramp 2 Ramp down Time)	0.05 - 3600		По умолчанию – 3.00

В качестве двигателя используем АД марки 5АИ80В2У2. В таблице 2 указаны основные характеристики АД

Таблица 2 – Основные характеристики АД.

Обороты, об/мин	3000
Мощность, кВт	2,2
Модель	5АИ
Входное напряжение, В	220/380
Диаметр вала, мм	22
Высота вала, мм	80
Коэффициент мощности, Соs ф	0.85
Номинальный ток Iн, А	н/д
Ток статора Iст, А	8,4/4,9
КПД, %	81
Кратность пускового момента Мп/Мн	2.2
Кратность максимального момента Mmax/Мн	2.3
Кратность пускового тока Iп/Iн, А	7
Класс защиты	IP 55
Вес, кг	15
Число пар полюсов	2

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1) Рассчитать параметры Т-образной схемы замещения двигателя;

2) Тумблеры SA1-SA5 перевести в верхнее положение (положение «0»).

3) Регулятор частоты вращения ПЧ перевести в левое положение.

4) Регулятор 0-10В перевести в положение «min»

5) Автоматические выключатели QF1, QF2, QF3, QF4 перевести в положение «выключено». Вилку питания электромашинного агрегата подключить к розетке XS2.

6) Перевести переключатель SA7 в положение 1.

7) Включить автомат QF4. На лицевой панели оператора загорится индикатор «Сеть». На ЖК – индикаторе появится текущая частота «0 Hz».

8) Осуществить пробный пуск преобразователя частоты в следующей последовательности

9) Нажмите кнопку «ПУСК/РУЧН».

10) Вращая ручку потенциометра ЛПО установите частоту выходного напряжения инвертора 12Гц. Двигатель должен начать вращение. Цифровым тахометром измерьте частоту вращения вала электромашинного агрегата.

11) Нажать кнопку «СТОП/СБРОС» для остановки двигателя.

12) Переведите тумблер «Старт» на панели входов в единичное положение.

13) Плавно поворачивать регулятор «R1.1» для получения частоты выходного напряжения 12Гц.

14) Цифровым тахометром измерьте частоту вращения вала электромашинного агрегата.

15) Измените направление вращения вала электромашинного агрегата путем перевода тумблера «Реверс» на панели в единичное положение.

16) Переведите тумблер «Шаг» в единичное положение.

17) Цифровым тахометром измерьте частоту вращения вала электромашинного агрегата.

18) Для остановки двигателя переведите тумблер старт в нулевое положение.

19) Регулятор на лицевой панели переведите в положение «min»

20) Тумблер «Реверс» переведите в положение «0».

21) Выполнить ввод в эксплуатацию – «Быстрый старт»

22) Параметр 3.40 установить в положение «2».

23) Параметры 3.41 (время разгона) и 3.42 (время торможения) задать равными 10 секундам.

24) Параметр 3.50 (изменение скорости 2) установить в положение 2

25) Параметры 3.51 (время разгона 2) и 3.52 (время торможения 2) задать равными 10 секундам

26) Задать дополнительные характеристики электродвигателя:

- параметр 1.30 – активное сопротивление статора;

- параметр 1.33 – реактивное сопротивление обмотки статора;

- параметр 1.35 – основное реактивное сопротивление ЭД;

27) Задать параметр 1.52 (частота, соответствующая минимальной скорости нормального намагничивания) равным 3Гц.

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1.Назначение и функциональные возможности преобразователя частоты.

2.Описание порядка установки значений функций.

3.Схема внешних подключений преобразователя, ее описание.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Каково основное назначение преобразователя частоты?

2.Опишите функциональные возможности преобразователя.

3.Какими способами можно осуществлять управление преобразователем?

4.Какими способами можно изменять частоту напряжения на выходе преобразователя?

5.В связи с чем на выходе преобразователя необходимо изменять напряжение при изменении частоты?

6.В каких режимах может осуществляться остановка двигателя, подключенного к преобразователю?

7.Как осуществить перевод преобразователя из режима «работа» в режим установки параметров и обратно?

8.Как устанавливают требуемые значения параметров?

9.Как изменить направление вращения двигателя при управлении с клавиатуры преобразователя?

10.В каком режиме работает двигатель при замедлении?

11.Можно ли систему электропривода, представленную на лабораторном стенде, использовать в системах автоматизации производственных процессов? Если можно, то как Вы себе это представляете?

Дата добавления: 2021-03-18; просмотров: 95; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!