0. 3.3. Предварительная оценка работоспособности электропривода по перегрузке и нагреву

Эквивалентный момент в повторно-кратковременном режиме :

,

где М_п – момент при пуске; М_т – момент при торможении; М_у – момент при движении с установившейся скоростью, Н∙м

Определим моменты пуска и торможения при заданном ускорении

,

М_э.S3 = 3805 Н∙м

Проверим работоспособность двигателя режима S1, работающего в режиме S3.

,

где М_э – эквивалентный момент для режима S1, Н∙м; γ – коэффициент постоянных потерь двигателя; t_р – время работы двигателя в режиме S3, с; t₀ – время в течение которого двигатель не работает, с

Коэффициент постоянных потерь определяется:

,

где -коэффициент полезного действия двигателя номинальный; η_м - максимальный коэффициент полезного действия двигателя (примем η_м =+0,04);

-для двигателей с самовентиляцией приближенно принимается ; примем а =0,3

t_р=∑ t_i

t₀ = t_ц - ∑ t_i,

где t_ц – время цикла, с (по технологической карте – 50 сек)

t₀ =50 – 10,479 = 39,521 с

Эквивалентный момент составляет 0,13М_н , что исключает перегрев двигателя.

Относительная продолжительность работы привода:

,

3.4 Выбор преобразователя

На ОАО НТМК в последнее время широко внедряются преобразователи фирмы «Сименс». Поэтому для данного привода будет выбран преобразователь этой фирмы. Исходя из требований, предъявляемых к приводу нажимных винтов, выбираем преобразователь частоты с векторным управлением.

Преобразователь SIMOVERT MV : 6 SE 80 10 – 1 D А 0 1 – L02

Расшифровка:

• 6 SE 80 – конструктивный ряд

• 10 – Мощность в 100 кВА

• 1 – тип охлаждения – воздушное

• D – номинальное напряжение подключения – 6 кВ

• А – преобразователь с 12-пульсным диодным входом

• 0 – функциональный уровень

• 1 - SIMOVERT MV c максимальной выходной частотой 66 Гц (стандарт)

• L02 – дополнительная опция – активный выпрямитель

Номинальное напряжение – 6 кВ, номинальный ток – 95 А

Общие технические данные:

• Силовые элементы - диоды и транзисторы HV-IGBT

• Выпрямитель со стороны сети - активный реверсивный выпрямитель Active Front End (AFE)

• Инвертор со стороны двигателя - трехточечный инвертор

• Регулирование- регулятор TRANSVEKTOR, полноцифровой с RISC-процессором (32 бит)

• Квадранты привода - AFE -2 направления вращения в движении и торможении (4 квадрант)

• Вспомогательное электропитание 3×380 В ± 10%, 50/60 Гц ± 3%

• Коэффициент мощности основной гармоники > 0,96

• КПД – 97,6 %

• Диапазон регулирования частоты и скорости вращения -1:1000.

Регулятор TRANSVEKTOR достигает динамических качеств, присущих приводу постоянного тока. Это становится возможным благодаря тому, что токовые составляющие, отображаемые моментом и потоком, регулируются точно и независимо друг от друга. С помощью такого векторного регулирования можно очень точно поддерживать и ограничивать заданный момент. В среднем диапазоне регулирования скорости ориентированное на поле регулирование преобразователя SIMOVERT MV не требует датчика скорости и полностью независимо от параметров мотора. Датчик скорости требуются в перечисленных ниже случаях использования: высокие требования к динамике; регулирование момента или поддержание постоянного момента в диапазоне регулирования > 1:10; малые скорости вращения; высокая точность по скорости.

Принимаем к установке преобразователь без датчика скорости.

Конструкция силовой части:

Силовая часть преобразователя SIMOVERT MV состоит в стандартном исполнении из:

• Силового выключателя

Выключатель высокого напряжения, управляется преобразователем.

• Входного трансформатора - для приведения сетевого напряжения к среднему напряжению.

• Активного выпрямителя

• Трех точечного промежуточного контура с конденсаторами и устройством короткого замыкания для разрядки. Необслуживаемые и самовосстанавливающиеся конденсаторы МКК в параллельном подключении для сглаживания напряжения промежуточного контура.

• Трехточечного инвертора с тремя фазными элементами (состоят каждый из HV-IGBT и диодной силовой платы.)

• Фильтр IHV создает из импульсного выходного напряжения инвертора синусное напряжение.

• Комбинированный измерительный преобразователь тока и напряжения

Служит для регистрации выходного напряжения и тока двигателя (текущих значений). Прецизионный регистратор тока двигателя и выходных напряжений по специальной патентованной методике Sigma-Delta.

Конструкция силовой части в трехточечной технике имеет много преимуществ: HV-IGBT нагружает только половину промежуточного контура. Частота переключения составляет при одинаковом качестве выходного тока только около ¼ необходимой при двухточечной технике частоты; поэтому потери в HVIGBТ малы, К.П.Д. высок. Лучшая форма кривой выходного тока (рис.3.1) по сравнению с двухточечной техникой: потери в двигателе и уровень шума малы.

Форма выходного тока преобразователя

рис.3.1

Преобразователь осуществляет диагностику неисправностей.

• Силовой выключатель

• Повышенное и пониженное напряжение сети

• Контроль состояния трансформатора

• Выход из строя вентилятора

• Контроль двигателя. Термисторный прибор 3RN1011-1CB00 для защиты двигателя. Оценивает температуру двигателя для предупреждения и дальнейшего отключения. Выходные контакты встроены во внутреннюю цепь отключения выключателя.

• Контроль IGBT транзисторов

• Напряжение промежуточного контура

• Контроль замыкания фазы на землю

• Контроль напряжения управления