Преимущества использования регулируемого электропривода с частотным преобразователем

Размещено на http://www.allbest.ru/

«Преимущества использования регулируемого электропривода с частотным преобразователем»

Студент группы 53 ТЭО-3 ДПК

Батырханов Ю.А.

Общие сведения о ЧРП

Электрический привод с асинхронным двигателем является самым распространённым видом привода во всем мире. Асинхронные электроприводы потребляют 75% всей производимой электроэнергии в мире. Широкое распространение асинхронных электродвигателей обуславливается тем что этот двигатель имеет простую конструкцию, надёжность и относительную небольшую стоимость.

До недавнего времени основными недостатками асинхронных электродвигателей оставались сложность и неэкономичность регулирования их частоты вращения, а плавное регулирование двигателей с к.з. ротором было практически невозможно. Да, можно регулировать скорость путем введения в цепь статора добавочного сопротивления и путем изменения напряжения подводимого к статору, но при этом при изменении скорости в квадратичной зависимости меняется момент (щ?). Это очень плохо влияет на безопасность электропривода. В то же время присутствовала необходимость регулирования частоты вращения, особенно для привода механизмов, работающих с переменной нагрузкой.

Развитием силовой полупроводниковой и микропроцессорной техники дало толчок к создание устройств частотного регулирования электроприводов с асинхронными двигателями. Эти устройства позволили экономично и точно управлять скоростью и моментом двигателя, избавиться от применения неэкономичных гидромуфт, а также сложных и дорогостоящих приводов постоянного тока и т.д.

Частотный преобразователь - это электронное устройство состоящее из выпрямителя и устройства управления, предназначенное для преобразования переменного напряжение с одной частотой, в переменное напряжение другой частоты, служит для плавного регулирования скорости двигателя

Принцип работы:

Принцип частотного регулирования объясняется следующим соотношением:

- скорость вращения магнитного поля статора, f - частота напряжения питающей сети, P - количество пар полюсов

Из формулы показано, что можно изменять скорость ротора, путем изменения количество пар полюсов двигателя или частоту питающей сети.

В такой системе используется инверторный метод регулирования частоты в качестве которых используется тиристоры и транзисторы. Наиболее предпочтительны к использованию считаются тиристоры, т.к. они устойчивости к высоким напряжениям и токам, а так же у них выше КПД. Выпрямитель преобразует переменное напряжение сети в постоянное. LC-фильтр устанавливается для сглаживания пульсаций, выпрямленного напряжения.

Существуют 2 вида ПЧ : непосредственной (прямой ) и обратной связью. Рассмотрим электрическую схему частотного электропривода с обратной связью. У такого электропривода на одном валу встроен тахогенератор. При изменении нагрузки, скорость вращения двигателя изменяется. На выходе тахогенератора появится ЭДС прямо пропорциональное скорости вращения, и на блок управления будет подан сигнал на изменение угла открывания тиристора. С изменением угла открывания тиристора, на статор двигателя будет подаваться малое или большое значение напряжение, следовательно изменяется скорость вращения двигателя. Не зависимо от нагрузки скорость вращения будет неизменной - это есть главное достоинство частотного электропривода.

В случае с непосредственной связью электропривод имеет более простую структуру. Система управления поочередно отпирает группы тиристоров и подключает статорные обмотки двигателя к питающей сети. Таким образом на выходе ПЧ напряжение представляет собой совокупность отрезков синусоиды входного напряжения. Такая связь имеет малый диапазон управления от 0 до 30 Гц, и это не позволяет широко его использовать. Кроме этого еще такая связь приводит к дополнительным потерям в двигателе и ухудшению качества напряжения в сети.

Преимущества частотного регулирования электродвигателя

Управление электродвигателем предполагает автоматизацию всей его работы, включая пуск, торможение, реверс и изменение скорости вращения электродвигателя. электродвигатель электропривод вращение нагрузка

Частотное регулирование позволяет устранить один из существенных недостатков электродвигателей с короткозамкнутым ротором -- постоянную частоту вращения ротора электродвигателя, не зависящую от нагрузки.

Помимо удобства в управлении электродвигателем, использование частотно-регулируемго привода позволяет снижать производственные издержки за счет снижения изнашиваемости оборудования, продления срока его службы, повышения экономичности электродвигателей, и постоянного контроля за его состоянием.

Так же частотное регулирование создает возможность управления скоростью электродвигателя в соответствии с характером нагрузки. Это в свою очередь позволяет избегать сложных переходных процессов в электрических сетях, обеспечивая работу оборудования в наиболее экономичном режиме. Такие электроприводы эффективно используют на промышленных предприятиях, в области энергетики, коммунальном хозяйстве и других сферах. Это связано с тем, что частотное регулирование позволяет автоматизировать производственные процессы, экономично расходовать электроэнергию и другие задействованные в производстве ресурсы, повышать качество выпускаемой продукции, а также увеличивать надежность работы всей системы в целом.

Преобразователи частоты, в отличие от других устройств регулирования скорости двигателя, таких как гидравлическая муфта, система генератор-двигатель, механический вариатор, позволяют избегать различных недостатков в работе системы - узкий диапазон регулирования оборудования, сложностях с его эксплуатацией, низким качеством производимых работ и неэкономичности всей системы.

Основные достоинства частотного преобразователя:

1) Плавность регулирования скорости вращения (это есть отношение двух крайних ступеней регулирования скорости) электродвигателя позволяет отказаться от использования редукторов, вариаторов, дросселей и другой регулирующей аппаратуры, что значительно упрощает управляемую механическую систему, повышает ее надежность.

2) Плавный разгон при пуске двигателя без повышенных пусковых токов и механических ударов, что снижает нагрузку на двигатель и связанные с ним передаточные механизмы, увеличивает срок их эксплуатации.

3) Применение обратной связи системы с частотным преобразователем обеспечивает качественное поддержание скорости двигателя или регулируемого технологического параметра при переменных нагрузках.

4) Широкий диапазон регулирования скорости вращения электродвигателя;

5) Поддержание требуемой скорости вращения электродвигателя с высокой точностью, в сторону уменьшения и увеличения частоты, достигая значения несколько сотен герц.

6) Применение регулируемого частотного электропривода позволяет сберегать электроэнергию.

Кроме повышения КПД и энергосбережения такой электропривод позволяет получить новые качества управления. Это выражается в отказе от дополнительных механических устройств, создающих потери и снижающих надежность систем: тормозов, заслонок, дросселей, задвижек, регулирующих клапанов и т.д. Торможение, например, может быть осуществлено за счет обратного вращения электромагнитного поля в статоре электродвигателя.

Размещено на Allbest.ru