Электрическая схема и электрооборудование пассажирского лифта

Построение тахограммы

Для построения тахограммы используем ранее полученные времена.

Рисунок 5 - Тахограмма лифта с использованием ПЧ и односкоростного АД

Определение моментов инерции

Определяем угловую скорость двигателя по формуле

Wдв = nрасч. /9,55,

где nрасч. - количество оборотов двигателя, об/мин;

Wдв = 882 /9,55 = 92,4 рад/с;

Определяем момент инерции при пуске и номинальной загрузке кабины по формуле

,

где JУ1 _ момент инерции при номинальной загрузке кабины, кг*мІ;

Jдв - момент инерции двигателя, кг*мІ;

m1 - масса загруженной кабины на остановках, н;

Vк - скорость движения кабины, м/с;

Wдв - угловая скорость двигателя, рад.

JУ 1 = 0,048 + 454,4 * (1 / 92,4) І = 0,1 кг*мІ;

Определяем момент инерции при пуске пустой кабины по формуле

где JУ2 - момент инерции при пустой кабине, кг*мІ;

Jдв - момент инерции двигателя, кг*мІ;

m2 - масса пустой кабины на остановках, н;

Vк - скорость движения кабины, м/с;

Wдв - угловая скорость двигателя, рад.

JУ 2 = 0,048 + 196,7 * (1 / 92,4) І = 0,07 кг*мІ;

Определяем момент инерции при переходе с большой скорости на малую при полной загрузке кабины по формуле

где JУпер. - момент инерции при переходе и номинальной загрузке кабины, кг*мІ;

Jдв - момент инерции двигателя, кг*мІ;

m1 - масса загруженной кабины на остановках, н;

Vк - скорость движения кабины, м/с;

Wдв - угловая скорость двигателя, рад/с;

Vм - малая скорость движения кабины, м/с;

Wм - малая угловая скорость двигателя, рад/с;

JУпер. = 0,048 + 454,4 * ((1-0,22) / (92,4-20,1)) І = 0,1 кг*мІ;

Определяем момент инерции при переходе с большой скорости на малую при пустой кабине по формуле

где JУпер.п. - момент инерции при переходе пустой кабины, кг*мІ;

Jдв - момент инерции двигателя, кг*мІ;

m2 - масса пустой кабины на остановках, н;

Vк - скорость движения кабины, м/с;

Wдв - угловая скорость двигателя, рад/с;

Vм - малая скорость движения кабины, м/с;

Wм - малая угловая скорость двигателя, рад/с;

JУпер.п = 0,048 + 196,7 * ((1-0,22) / (92,4-20,1)) І = 0,07 кг*мІ;

Определяем момент инерции на малой скорости и полной загрузке кабины по формуле

, (8.11)

где JУ1 м - момент инерции на малой скорости и полной загрузке кабины, кг*мІ;

Jдв - момент инерции двигателя, кг*мІ;

m1 - масса загруженной кабины на остановках, н;

Vм - малая скорость движения кабины, м/с;

Wм - малая угловая скорость двигателя, рад/с;

JУм= 0,048 + 454,4 * (0,22 / 20,1) І = 0,1 кг*мІ;

Определяем момент инерции на малой скорости при пустой кабине по формуле

где JУ1 м.п. - момент инерции на малой скорости при пустой кабины, кг*мІ;

Jдв - момент инерции двигателя, кг*мІ;

m2 - масса загруженной кабины на остановках, н;

Vм - малая скорость движения кабины, м/с;

Wм - малая угловая скорость двигателя, рад/с;

JУм.п.= 0,048 + 196,7 * (0,22 / 20,1) І = 0,07 кг*мІ;

Построение нагрузочной диаграммы двигателя

Для построения нагрузочной диаграммы двигателя определим динамические моменты на участках:

1. Пуск;

2. Переход с большей скорости на меньшую;

3. Торможение на малой скорости;

Определяем динамический момент при пуске загруженной кабины по формуле

Мдин. п.= (JУ1* Wдв)/tп

где Мдин. п. - динамический момент при пуске, н*м;

JУ1 - момент инерции при номинальной загрузке кабины, кг*мІ;

Wдв - угловая скорость двигателя, рад/с;

tп - время пуска двигателя, с;

Мдин. п. = (0,1*92,4)/1,5= 6,16 н*м;

Определяем динамический момент при пуске пустой кабины по формуле

Мдин. п.'= (JУ2* Wдв)/tп

где Мдин. п.' - динамический момент при пуске, н*м;

JУ2 - момент инерции при номинальной загрузке кабины, кг*мІ;

Wдв - угловая скорость двигателя, рад/с;

tп - время пуска двигателя, с;

Мдин. п.' = (0,07*92,4)/1,5= 4,3 н*м;

Определяем динамический момент при переходе с большей скорости на меньшую загруженной кабины по формуле

Мдин.пер.= (- JУпер* Wдв)/tпер

где Мдин.пер. - динамический момент при переходе с большей скорости на меньшую загруженной кабины, н*м;

JУпер - момент инерции при переходе с большей скорости на меньшую, кг*мІ;

Wдв. пер. - угловая скорость двигателя, рад/с;

tпер - время перехода с большей скорости на меньшую, с;

Мдин.пер. = (-0,1*72,3)/0,8 = - 9 н*м;

Определяем динамический момент при переходе с большей скорости на меньшую пустой кабины по формуле

Мдин.пер.'= (- JУпер.п.* Wдв)/tпер

где Мдин.пер.' - динамический момент при переходе с большей скорости на меньшую загруженной кабины, н*м;

JУпер.п. - момент инерции при переходе с большей скорости на меньшую пустой кабины, кг*мІ;

Wдв. пер. - угловая скорость двигателя, рад/с;

tпер - время перехода с большей скорости на меньшую, с;

Мдин.пер.' = (-0,07*72,3)/0,8 = - 6,3 н*м;

Определяем динамический момент при торможении на малой скорости загруженной кабины по формуле

Мдин.т.= (- JУм* Wм)/tпер

где Мдин.т. - динамический момент при торможении, н*м;

JУм - момент инерции при переходе с большей скорости на меньшую загруженной кабины, кг*мІ;

Wм - малая угловая скорость двигателя, рад/с;

tт.м. - время торможения, с;

Мдин.т. = (-0,1*20,1)/0,08 = -25 н*м;

Определяем динамический момент при торможении на малой скорости пустой кабины по формуле

Мдин.т.'= (- JУм.п.* Wм)/tпер

где Мдин.т.' - динамический момент при торможении, н*м;

JУм.п. - момент инерции при переходе с большей скорости на меньшую пустой кабины, кг*мІ;

Wм - малая угловая скорость двигателя, рад/с;

tт.м. - время торможения, с;

Мдин.т.' = (-0,07*20,1)/0,08 = -17,6 н*м;

Теперь определяем моменты двигателя на этих участках в двух случаях:

1. Когда кабина загружена полностью и движется вверх;

2. Когда кабина пустая и движется вниз;

Определяем момент на валу двигателя при подъеме загруженной кабины:

1. при пуске

М1=Мст1+ Мдин. п.,

где М1 - момент на валу двигателя при пуске и полностью загруженной кабине, н*м;

Мдин. п. - динамический момент при пуске, н*м;

Мст1 - статический момент на валу двигателя, н*м;

М1= 64,3 + 6,16 = 70,5 н*м

2. при переходе с большей скорости на меньшую

М2=Мст1+ Мдин.пер.,

где М2 - момент на валу двигателя при переходе с большей скорости на меньшую, н*м;

Мдин.пер. - динамический момент при переходе с большей скорости на меньшую, н*м;

Мст1 - статический момент на валу двигателя, н*м;

М2= 64,3 - 9 = 55,3 н*м

3. при торможении на малой скорости

М3=Мст1+ Мдин.т.,

где М3 - момент на валу двигателя при торможении на малой скорости, н*м;

Мдин.т. - динамический момент при торможении на малой скорости, н*м;

Мст1 - статический момент на валу двигателя, н*м;

М3= 64,3 - 25 = 39,3 н*м

Определяем момент на валу двигателя при спуске пустой кабины:

1. при пуске

М1'=Мст2+ Мдин. п.',

где М1' - момент на валу двигателя при пуске пустой кабины, н*м;

Мдин. п.' - динамический момент при пуске, н*м;

Мст2 - статический момент на валу двигателя, н*м;

М1'= 28 + 4,3 = 32,3 н*м

2. при переходе с большей скорости на меньшую

М2'=Мст2+ Мдин.пер.',

где М2' - момент на валу двигателя при переходе с большей скорости на меньшую, н*м;

Мдин.пер.' - динамический момент при переходе с большей скорости на меньшую, н*м;

Мст2 - статический момент на валу двигателя, н*м;

М2'= 28 - 6,3 = 21,7 н*м

3. при торможении на малой скорости

М3'=Мст2+ Мдин.т.',

где М3' - момент на валу двигателя при торможении на малой скорости, н*м;

Мдин.т.' - динамический момент при торможении на малой скорости, н*м;

М3'= 28 - 17,6 = 10,4 н*м

Построение нагрузочной диаграммы

Теперь можно построить нагрузочные диаграммы работы двигателя лифта при подъеме загруженной кабины (рисунок 6) и при спуске пустой кабины (рисунок 7). Для этого используем ранее полученные моменты и времена.

Рисунок 6. - Нагрузочная диаграмма работы двигателя при подъеме загруженной кабины и тахограмма ее движения.

Рисунок 7 - Нагрузочная диаграмма работы двигателя при спуске пустой кабины и тахограмма ее движения

8. Выбор ПЧ

8.1 Выбор ПЧ по мощности двигателя и по напряжению питания

Из каталога выбираем ПЧ, мощность которого равна или больше номинальной мощности двигателя.

Выбираем ПЧ типа ATV58HU90N4S309, его параметры представлены в таблице 3, а его внешний вид показан на рисунке 8.

Таблица 3 - Параметры ПЧ

Тип	Сеть	Двигатель	Преобразователь
	U пит.	I лин.	I макс. к.з.	Мощность двигателя	I ном	Макс. перех. ток	Потери мощности	Масса
	В.	А.	КА.	кВт.	л.с.	А.	А.	Вт.	Кг.
ATV58 HU90N 4S309	380	17	5	5,5	7,7	13	17,7	200	6,9

Рисунок 8 - Внешний вид ПЧ

8.2 Схема подключения ПЧ

Схема подключения ПЧ к двигателю показана на рисунке 9.

Рисунок 9 - Схема подключения ПЧ к сети и к двигателю

Силовые клеммы

Таблица 4 - Назначение клемм силовых цепей

Доступ к звену постоянного тока: подключение внешнего источника питания постоянного тока

Для ПЧ ATV58HU90N4S309, нужно подключить «+» источника к клемме PA и «-» к наконечнику J16, расположенному со стороны силового клеммника.

Клеммы цепей управления

Таблица 5 - Назначение клемм цепей управления

8.3 Описание работы лифта с применением ПЧ

Применение преобразователя частоты (ПЧ), подключаемого к высокоскоростной обмотке двигателя, обеспечивает перемещение кабины лифта с повышенной (рабочей) и пониженной (дотягивания) скоростями, а также со скоростью ревизии. Движение осуществляется с плавными пусками и торможениями при ограниченных рывках и ускорениях и высоком уровне комфорта проезда в кабине лифта.

Цикл работы главного привода лифта в нормальном режиме следующий. В исходном состоянии кабина лифта неподвижна. При необходимости передвижения с устройства управления на ПЧ поступает сигнал задания направления движения, а замыканием контактов пускателя обмотка двигателя подключается к преобразователю. С контактов встроенного в ПЧ реле на устройство управления приходит сигнал о готовности ПЧ к работе. На двигатель подается напряжение, необходимое для создания момента удержания. После нарастания тока в обмотках двигателя до величины, обеспечивающей момент удержания, на устройство управления через замкнутые контакты другого встроенного в ПЧ реле поступает соответствующий сигнал. После этого, по командам с устройства управления, снимается механический тормоз, а на ПЧ поступает сигнал задания уровня рабочей (повышенной) скорости. После получения этого сигнала ПЧ формирует на обмотке двигателя напряжение таким образом, что при этом обеспечивается плавный пуск кабины лифта с требуемыми ускорениями и рывками до рабочей скорости. После наезда на датчик замедления с устройства управления на ПЧ поступает сигнал задания пониженной скорости. ПЧ формирует напряжение, обеспечивающее плавное торможение до скорости дотягивания. Лифт продолжает движение с пониженной скоростью до наезда на датчик точной остановки, после чего по команде с устройства управления ПЧ формирует напряжение, обеспечивающее окончательное затормаживание и удержание. После остановки двигателя с ПЧ на устройство управления подается сигнал об окончании движения, по поступлению которого накладывается механический тормоз, двигатель отключается от ПЧ, а все командные сигналы с ПЧ снимаются. Цикл работы главного привода при этом закончен.

Низкоскоростная обмотка применяемого двухскоростного двигателя используется при монтажных и ремонтных работах, а также при выходе из строя ПЧ. При этом ее питание может осуществляется через дополнительные коммутирующие устройства.

Использование ПЧ дает следующие преимущества

- увеличенный диапазон регулирования скорости, что улучшает точность остановки,

- более высокую точность поддержания скорости лифта, независимо от загрузки кабины, обеспечивающую повышенную производительность и снижение времени проезда,

- ограниченные пусковые токи двигателя, что уменьшает расход электроэнергии, снижает нагрев и увеличивает срок службы изоляции,

- не требуется использование дополнительных маховиков, что также снижает расход электроэнергии и уменьшает нагрев;

- снятие и наложение механического тормоза происходит при полностью остановленном роторе двигателя, что снижает износ колодок тормоза и повышает надежность его работы

8.4 Программирование ПЧ

Программирование ПЧ является одним из важнейших этапов при модернизации электропривода. От правильного программирования зависят: точность остановки, механические характеристики и экономические показатели привода.

Доступ к параметрам преобразователя частоты и их корректировка осуществляется путем использования кнопок «Стрелка вверх», «Стрелка вниз», «Ent», «Esc».

Корректировка параметра осуществляется следующим образом:

при помощи клавиш со стрелкой осуществляется «пролистывание» для нахождения нужного меню;

вход в меню осуществляется нажатием кнопки «Ent»;

в выбранном меню при помощи кнопок со стрелкой осуществляется «пролистывание» параметров для нахождения нужного параметра;

доступ к значению параметра осуществляется нажатием кнопки «Ent»;

выбор требуемого значения параметра происходит при помощи кнопок со стрелкой. В случае, если параметр имеет не числовое, а функциональное значение, (например, назначение логического входа) его значение отображается в виде надписи на нижней строке дисплея;

подтверждение выбранного параметра осуществляется нажатием кнопки «Ent»;

возврат в предыдущее меню происходит при помощи кнопки «Esc».

Выбор языка меню

При первом включении ПЧ, появится меню «выбор языка». Выбираем английский язык (русского нет). Для этого нажимаем на кнопку ENT, далее с помощью вертикальных стрелок выбираем нужный язык, для подтверждения выбора языка нажимаем ENT.

Ввод параметров двигателя

Для ввода параметров двигателя, нужно зайти в меню «привод», выбрать вертикальными стрелками параметр, задать его значение и сохранить.

Ctr - выбор типа управления: векторное(разомкнутое) или замкнутое.

Выбираем векторное управление. Для этого выбираем значение «SVC» и сохраняем.

UnS - Номинальное напряжение двигателя, приведенное на заводской табличке. С помощью вертикальных стрелок выставляем значение «380» и сохраняем нажав на кнопку ENT.

FrS - Номинальная частота напряжения питания двигателя, приведенная на заводской табличке. Выставляем значение «50» и сохраняем.

nCr - Номинальный ток двигателя, приведенный на заводской табличке. Выставляем значение «1.00 In» и сохраняем.

In соответствует номинальному току преобразователя.

nSP - Номинальная частота вращения двигателя, приведенная на заводской табличке. Выставляем значение «960» и сохраняем.

COS - Cos Phi двигателя, приведенный на заводской табличке. Выставляем значение «0,8» и сохраняем.

tUn - Позволяет произвести автоподстройку управления двигателем после установки данного параметра на «YES». По завершению автоподстройки параметр автоматически переключается на «DONE» или на «no» в случае неисправности. Выбираем значение «YES» и сохраняем.

tFr - Максимальная выходная частота. Выставляем значение «46» и сохраняем.

Stt - Способ остановки: По команде остановки активизируется выбранный способ до достижения порогового значения

FFt (Настроечное меню). Ниже этой уставки осуществляется остановка на выбеге.

STN: С заданным темпом

FST: Быстрая остановка

NST: Остановка на выбеге

DCI: Динамическое торможение

Параметры появляются в зависимости от настройки другого параметра или наличия дополнительной карты. Выбираем значение «STN» и сохраняем.

Настройка параметров разгона и замедления

Для этого с помощью кнопок в виде вертикальных стрелок находим меню «лифт», нажимаем на ENT и заходим в него. Далее выбираем те параметры, значения которых нужно изминить.

ACC - Время разгона. Определяется для разгона двигателя от нулевой до ном. частоты (FrS). Выбираем значение «1,50 с» и сохраняем.

dEC - Время замедления. Определяется для торможения двигателя от номинальной (FrS) до нулевой частоты. Выбираем значение «1,00 с» и сохраняем.

HSP - Верхняя скорость Выбираем значение «tFr» и сохраняем.

FLG - Контур регулирования частоты: позволяет адаптировать скорость протекания переходных процессов в зависимости от кинематики механизма.

Для механизмов с большим моментом сопротивления нагрузки или значительным моментом инерции с быстрым циклом увеличивайте постепенно коэффициент. По умолчанию значение «20».

StA - Позволяет адаптировать достижение установившегося режима после переходного процесса по скорости в зависимости от кинематики механизма. Увеличивайте постепенно устойчивость для уменьшения перерегулирования по скорости. По умолчанию значение «20».

SP2 - 2-я заданная скорость. Выставляем значение «10 Hz» и сохраняем.

dbS - Выдержка времени установления тока при замыкании контакторов двигателя.

- Если нет входа LI, назначенного на «о.с. контактора» (Lix = RCA), то это время соответствует запаздыванию при установлении тока в двигателе. Если этот параметр назначен на слишком малое значение или на non и на выходе преобразователя используются контакторы, то ПЧ может заблокироваться по неисправности «OPF».

- Если LI назначен на «о.с. контактора», то возможны два случая:

- dbS ? non, это время соответствует максимальной выдержке, настроенной т.о., чтобы видеть переход этого LI в 0. Если LI не перешел в 0, то по истечении этого времени ПЧ заблокируется по неисправности «FCA», сбрасываемой при снятии команды пуска.

- dbS = non, ПЧ ожидает неопределенное время перехода в 0 входа LI, назначенного на RCA, прежде чем запитать двигатель. После срабатывания изменение состояния дискретного входа не влияет на привод, т. е. контроль состояния контакторов не активен. Выставляем значение «0,2» и сохраняем.

trC - Время отключения и / или контроля контакторов двигателя.

Выставляем значение «0,2» и сохраняем.

USC - Коэффициент, используемый с параметром rFr (выходная частота напряжения, прикладываемого к двигателю), позволяющий отображать скорость механизма с помощью параметра USP в меню контроля.

USP = rFr x USC. Выставляем значение «0,022» и сохраняем.

r2 - Позволяет выбрать функции, назначенные на релейный выход в соответствии с перечнем, который меняется в зависимости от назначения параметра «USr». Выбираем значение «ОСС» и сохраняем.

USr - Позволяет выбрать уровень доступа.

Standard: доступны наиболее часто используемые функции для применений и пользователь получает подсказки для настройки некоторых параметров.

Expert: нет запрета по доступу к функциям и подсказкам

Выбираем значение «Expert» и сохраняем.

Назначение входов управления ПЧ

Для того, что бы назначить на входы управления функции, надо выбрать тип управления. Тип управления выбираем в меню «управление», назначение дискретных входов выбираем в меню «назначение входов-выходов». В связи с особенностями схемы управления лифтом, выбираем двухпроводное управление. На рисунке 12 показан принцип работы двухпроводного управления.

Меню «Контроль»

Это меню доступно только для чтения, оно отображает все основные параметры двигателя в реальном времени.

8.5 Расчет и выбор тормозного резистора

Расчет мощности тормозного резистора

Резистор обеспечивает работу преобразователя частоты Altivar 58 при торможении до полной остановки или во время снижения скорости путем рассеивания тормозной энергии.

Тормозной момент с резистором рассчитывается по графику 1.

График 1 - Тормозной момент с резистором

1 Продолжительный тормозной момент (активный момент). Коэффициент нагрузки: 100 %.

2 Максимальный переходный тормозной момент (в течение 60 с).

Из графика видно, что тормозной момент будет равен номинальному моменту на частотах равный 10 Гц и 50 Гц.

Для ПЧ типа ATV58HU90N4S309 рекомендуется использовать резистор типа

VW3_A58735, сопротивлением не менее 47 Ом.

Определяем коэффициент нагрузки по формуле

fm= *100 %,

где fm - коэффициент нагрузки, %;

t - время торможения, с;

Т - длительность цикла, с;

fm= =0,071 * 100 % =7,1 %

Определение номинальной мощности

Из графика № 2 определяем коэффициент К1, соответствующий тормозному моменту равному номинальному моменту и коэффициенту нагрузки 5,5 %.

Как видно из графика коэффициент К1=0,039

График 2 - Значение коэффициента К1, в зависимости от тормозного момента и fm

Допустимая перегрузка резистора в зависимости от времени показана на графике 3. Из него мы определяем коэффициент К2, соответствующий времени торможения 1 с. Как видно из графика К2 = 20.



График 3 - Допустимая перегрузка резистора

Номинальную мощность резистора определяем по формуле

(10.1)

где Pn - расчетная мощность резистора, Вт;

Pm - мощность двигателя, Вт;

К1 - коэффициент соответствующий тормозному моменту и коэффициенту нагрузки;

з - КПД двигателя;

К2 - коэффициент соответствующий времени торможения

fm - коэффициент нагрузки, %;

Pn = 5600 * 0,039 * 0,83 *(1+ 0,05) = 190 Вт;

Мощность тормозного резистора должна быть не меньше 190 Вт, а сопротивление не меньше 47 Ом.

Выбор тормозного резистора

Выбираем тормозной модуль VW3_A58735, состоящий из двух резисторов Pn=96 Вт, R=60 Ом;

8.6 Описание принципа действия системы управления

Различают следующие типы систем управления ППЧ: скалярного и векторного управления.

Системы скалярного управления являются более простыми и относительно дешевыми. Они характеризуются небольшим диапазоном регулирования скорости (от 1:5 до 1:10), относительно низкими точностью и качеством регулирования;

Скалярное управление является простейшим вариантом реализации частотно-регулируемого асинхронного электропривода. Несмотря на низкие показатели качества и точности регулирования преобразователи со скалярным управлением во многих случаях полностью удовлетворяют требованиям, предъявляемым к электроприводу. Это, в первую очередь, относится к электроприводам турбомеханизмов, требования к которым невысокие. За счет несложной системы управления, т. е. применения простого контроллера, отсутствия датчиков на валу двигателя ППЧ со скалярным управлением пользуются спросом и успешно конкурируют с дорогими многофункциональными преобразователями.

Системы векторного управления могут быть с обратной связью по скорости и без нее. Они являются наиболее быстродействующими и качественными и обеспечивают диапазон регулирования скорости 1:1000 и более. Их недостаток заключается в необходимости использования встроенного в двигатель или пристроенного датчика скорости.

Для создания высококачественных асинхронных приводов используется векторное управление. В отличие от скалярного управления в нем используется векторное представление регулируемых величин, т. е. в системе управления помимо абсолютных значений токов и потокосцеплений используется их угловое положение в выбранной системе координат. В подавляющем большинстве современных высококачественных асинхронных электроприводов используется принцип ориентации поля, при котором регулирование происходит в системе координат, жестко связанной с одной из векторных величин. Как правило, в качестве базового вектора используется потокосцепление ротора, с которым совмещается. Одна из осей вращающейся системы координат. Запись величин в системе координат позволяет разделить каналы управления потоком и моментом, причем значения этих величин определятся независимо двумя составляющими тока статора, соответствующими проекциям вектора тока на оси вращающейся системы; координат. Переход к новой системе координат позволяет провести аналогию с двигателем постоянного тока с независимым возбуждением. Система управления в этом случае является классической системой подчиненного регулирования, в которой контуры токовых составляющих являются внутренними по отношению к контурам регулирования потока и момента.

Векторное управление ПЧ заключается в одновременном управления моментом и потоком двигателя. Для того чтобы управлять моментом и потоком в асинхронном двигателе, ток статора должен управляться по амплитуде и фазе, т. е. величину вектора. Для того чтобы управлять фазой относительно ротора, его положение должно быть известно. Следовательно, для полного векторного управления должен использоваться датчик скорости, для того чтобы сообщить преобразователю положение ротора.

Для многих применений не требуется и не могут быть оправданы дополнительные расходы на датчик скорости. В этом случае применяется программный алгоритм с математически моделированием основных свойства двигателя должен точно вычислить положение и скорость ротора. Для этого преобразователь должен:

* Очень точно контролировать выходное напряжение и ток.

* Вычислить параметры двигателя (Сопротивление ротора и статора, индуктивность утечки и т. д.).

* Иметь точную модель тепловых характеристик двигателя.

* Адаптировать параметры двигателя для его условий работы.

* Иметь возможность очень быстро выполнять математические вычисления. Это стало возможным при использовании, разработанной фирмой, пользовательской ASIC;

* Иметь быстрый процессор с плавающей точкой (F²P²).

Это было достигнуто при использовании быстрого процессора с плавающей точкой, выполняющего миллионы вычислений в секунду, что требуется для достижения строгих критериев работы. В результате, производимый момент увеличен до 150 % или более при 0.5Гц и более 200 % при 2.5Гц, и с помощью тепловой модели адаптации двигателя, работа поддерживается во всем диапазоне температур.

Векторное управление позволяет:

* развивать высокий момент на низких оборотах;

* задавать двигателю очень большое ускорение;

* осуществить подхват двигателя при кратковременном пропадании питающего напряжения без опрокидывания инвертора;

* осуществлять пропуск нежелательных для механизма скоростей (например, связанных с механическими проблемами резонанса).

Векторное управление позволяет управлять работой высокодинамичных систем, требующих очень высоких показателей качества регулирования; механизмов с высокими требованиями к моменту, как при пуске, так и при торможении, высокоинерциальных механизмов (кранов, станков, лифтов). Система управления в целом функционирует по принципу регулирования по отклонению. Задатчик интенсивности формирует требуемую скорость нарастания или спада задающего сигнала, тем самым задается время пуска и торможения электропривода. Сигнал обратной связи по скорости формируется блоком математической модели двигателя, которая вычисляет фактическое значение скорости за счет измерения тока и напряжения в обмотках двигателя. При подаче на вход системы задающего сигнала скорости он сравнивается с сигналом обратной связи по скорости с выхода блока математической модели двигателя. При несоответствии скорости заданному значению сигнал ошибки поступает на вход пропорционально-интегрального - дифференциального регулятора скорости (ПИД-регулятора), который осуществляет пропорциональное преобразование сигнала и суммирование его с предыдущим значением сигнала ошибки. За счет параллельной связи по дифференцирующей составляющей скорости создается упреждающее действие регулятора на скорость нарастания сигнала ошибки. Управляющий сигнал с выхода регулятора подается далее на блок вычисления момента и тока. Система осуществляет обеспечение тока статора в зависимости от сигнала ошибки по скорости. И обеспечивает по отдельному каналу ограничение максимальных пусковых токов двигателя в соответствии с заданием стартового тока Istart. В соответствии с выходным сигналом ПИ-регулятора этого канала осуществляется коррекция выходного сигнала преобразователя координат задающих напряжение статора АСД.

При этом в системе имеется блок настройки регулирования соотношения напряжения к частоте с переключателем. При регулировании частоты вверх от номинала f>fs установка частоты осуществляется в зависимости от фактической скорости. При этом значение напряжения на обмотках остается номинальным.

При регулировании частоты вниз от промышленной f<fs установка напряжения осуществляется с коррекцией сигнала по фактической скорости и частоте f_slip при постоянном контроле нагрузки. При этом значение напряжения на обмотках регулируется вниз от номинала, в зависимости от значения частоты, с целью регулировки перегрузочной способности двигателя и предотвращения перенасыщения магнитной системы машины. С помощью этих каналов обеспечивается настройка привода на необходимую нагрузку.

Подчиненное регулирование координат заключается в подчинении контура регулирования тока контуру регулирования скорости.

В середине 1980_х гг., когда предполагалось, что векторное управление станет стандартом в создании систем управления, появились новые исследования, которые не использовали идею преобразования координат и аналогии с двигателем постоянного тока. В отличие от векторного способа управления, при котором поток и момент управляются воздействием на две токовые составляющие, новом способе эти величины регулируются непосредственно, в то время как токи и напряжения - косвенно. Основная идея заключается в отказе от привычного широтно-импульсного модулятора и выборе такого состояния инвертора, которое вызывает изменение потока и момента в нужную сторону. Этот метод получил (название прямого управления моментом и потоком, или прямое управление моментом). В данном способе управления используются принципы релейного (гистерезисного) управления

Все ППЧ дополнительно могут иметь встроенный пропорциональный интегрально-дифференциальный регулятор (ПИД-регулятор) для формирования контура регулирования технологического параметра, аналоговые и частотные входы и выходы, дискретные и релейные входы и выходы для управления вспомогательным оборудованием, стандартные каналы связи для интеграции в систему автоматизации и обмена данными с персональным компьютером. Как правило, имеется встроенный или съемный пульт управления с дисплеем и клавиатурой для наладки, оперативных изменений настроек, сигнализации и диагностики.

9. Расчет и выбор кабеля

9.1 Расчет и выбор кабеля от ПЧ до двигателя

Поскольку среднее время работы лифта за сутки равно 7_ми часам, то за год время работы лифта не будет превышать 3000 часов, кабель выбираем по нагреву.

В руководстве по подключению ПЧ рекомендуется выбирать экранированный кабель. В качестве экрана можно использовать металлорукав, его следует заземлить.

Определяем сечение жилы кабеля по нагреву

Надежная работа проводов и кабелей определяется длительной допустимой температурой их нагрева, значение которой зависит от вида изоляции. Учитывая условия надежности, безопасности и экономичности, ПУЭ устанавливают допустимую температуру нагрева в зависимости от материала проводника, изоляции, длительности прохождения тока.

Длительно протекающий по проводнику ток, при котором устанавливается длительно допустимая температура нагрева, называется допустимым током по нагреву. Длительно допустимые токи нагрузки проводов и кабелей указаны в таблицах 6 и 7, при максимальной температуры воздуха 40 °С.

Выбор площади сечения по нагреву длительным током сводится к сравнению силы расчетного тока I_р с допустимым табличным значением I_доп для провода или кабеля принятых марок и условий их прокладки.

Таблица 6 - Сечение кабеля при допустимом токе

открытая проводка	сечение кабеля кв. мм	закрытая проводка
медь	алюминий		медь	алюминий
ток, А	мощность, кВт	ток, А	мощность, кВт		ток, А	мощность, кВт	ток, А	мощность, кВт
	220В	380В		220В	380В			220В	380В		220В	380В
17	3,7	6,4	-	-	-	1	14	3	5,3	-	-	-
23	5	8,7	-	-	-	1,5	15	3,3	5,7	-	-	-
26	5,7	9,8	21	4,6	7,9	2	19	4,1	7,2	14	3	5,3

Таблица 7 - Допустимый ток в зависимости от сечения и вида прокладки кабеля

Сечение жилы	Ток, А, для проводов, проложенных
	Открыто	в одной трубе
		2_х одножильных	3_х одножильных	4_х одножильных	Двух- жильный	Трех- жильный
1	17	16	15	14	15	14
1,2	20	18	16	15	16	14,5
1,5	23	19	17	16	18	15
2	26	24	22	20	23	19
2,5	30	27	25	25	25	21

При выборе сечения должно выполнятся условие:

I_р. ? I_доп.,

где I_р. - расчетный ток, который равен максимальному току двигателя I_р = 18,8А;

I_доп - допустимый ток для данного сечения жилы, в зависимости от условий прокладки кабеля.

Выбираем кабель с сечением жилы, равным 2 мм І. Условие выбора выполняется, теперь выбираем соответствующий тип кабеля.

Выбор типа кабеля

Выбираем кабель типа ВВГ_1 3Х2,5 Iдоп = 23А, Uн = 0,4 кВ, длина кабеля l = 7 м.

Размещено на Allbest.ru

...