Дипломная работа: Автоматизированный привод станка-качалки на ОАО "Татнефть"

Электропривод АТО4 5,5 предназначен для высокодинамичных электроприводов механизмов с высокими требованиями к регулированию параметров при четырехквадрантном управлении.

Рис. 2.1 Комплектный электропривод АТО4 5,5

B – силовой полууправляемый выпрямитель

ФС – силовой LC-фильтр звена постоянного напряжения;

ТК – тиристорный ключ реостатного торможения (тормозной ключ);

БТР – блок тормозного резистора.

АД  асинхронный электродвигатель;

ИП источник питания (конвертор);

ДН датчик напряжения;

ФИ формирователь управляющих сигналов тиристоров (драйвер);

МК  микропроцессорный контроллер.

Силовой канал ВФСАИН осуществляет двухступенчатое преобразование электрической энергии выпрямление сетевого напряжения с помощью нерегулируемого выпрямителя В и последующее инвертирование выпрямленного постоянного по величине напряжения посредством автономного инвертора напряжения АИН. Алгоритм ШИМ обеспечивает взаимосвязанное регулирование частоты F и величины U выходного напряжения по заданному закону, а также формирует синусоидальную форму кривой тока приводного АД.

Для реализации режима динамического (реостатного) торможения в звено постоянного тока электропривода включён тормозной тиристорный (IGBT), ключ ТК и внешний блок тормозного резистора БТР. Датчики тока ДТ и напряжения ДН в силовом канале электропривода служат для контроля, регулирования и измерения электрических параметров электропривода, в т.ч. для защиты от токов перегрузки и короткого замыкания, недопустимых отклонений напряжения.

Многоканальный источник питания ИП преобразует сетевое переменное напряжение или выпрямленное напряжение звена постоянного тока в систему напряжений постоянного тока требуемых уровней и степени стабильности, гальванически связанных и не связанных между собой, для питания устройств управления.

Микропроцессорный контроллер МК осуществляет формирование режимов работы электропривода с заданными параметрами с помощью сигналов управления: сигналов ШИМ – управления тиристорами АИН, сигналов защиты и аварийного отключения электропривода, приёма и передачи внешних управляющих, задающих и информационных сигналов.

2.3 Расчет и выбор элементов выходного фильтра

На выходе с автономного инвертора напряжения расположен фильтр. Наиболее распространенным видом выходного фильтра является LC – фильтр. Основным требованием, предъявляемым к фильтру, является обеспечение заданного коэффициента гармоник переменного напряжения в стационарном режиме.

Индуктивность фильтра определяется по формуле:

 (2.5)

где Емакс – максимальное напряжение источника постоянного напряжения, В. В данном случае это напряжение в звене постоянного тока с учетом возможного превышения напряжения сети на 10%.

 (2.6)

fк – несущая частота, так называемая коммутации ШИМ.

В электроприводе типа АТО несущая частота меняется программно. В данном случае fк=8 кГц. Предельная частота ограничена допустимой частотой переключения тиристоров, она составляет 10 кГц. Численное значение индуктивности фильтра определится:

 (2.7)

К установке принимает реактор типа РТСТ – 20,5-2,02У3, параметры которого приведены в таблице 2.5

Таблица 2.5 Техническая характеристика реактора РТСТ – 20,5-2,02У3

Емкость фильтра определится по формуле:

 (2.8)

где Тк – период несущей частоты, с;

 (2.9)

kr – коэффициент высших гармоник; kr=0,05;

Численное значение емкости фильтра:

 (2.10)

К установке принимается конденсатор типа МБГО–1-400В–2,4мкФ±10%. Дроссели включают в каждую фазу, последовательно с асинхронным двигателем, а конденсаторы соединяют в треугольник и включают параллельно двигателю. Соответственно конденсаторы существенно не влияют на общее сопротивление статорной цепи, поэтому сопротивлением фильтра при расчетах можно пренебречь.

2.4 Расчет и выбор элементов сглаживающего фильтра

Сглаживающие дроссели устанавливаются в звене постоянного тока низковольтных агрегатов и служат для снижения переменной составляющей тока через конденсаторы фильтра и уменьшения зоны прерывистых токов при работе электропривода. Конденсатор предназначен для замыкания реактивной составляющей тока статора.

Качество фильтра определяется коэффициентом сглаживания, который определяется:

 (2.11)

где qвх – коэффициент пульсаций на входе фильтра;

qвых коэффициент пульсаций на выходе фильтра принимается в пределах 0,01…0,1; выберем qвых=0,01.

Коэффициент пульсаций на входе фильтра определяется по формуле:

 (2.12)

где n – число пульсаций выпрямителя; для трехфазной мостовой схемы n=6;

a - угол управления вентилей выпрямителя; =0, так как напряжение регулируется в АИН.

 (2.13)

Численное значение коэффициента сглаживания:

Емкость фильтра принимается из расчета 100 мкФ на 1 кВт мощности двигателя. Расчетная мощность фильтра определится:

 (2.14)

К установке выбирается конденсатор типа МБГО–1-400 В–390мкФ±10%.

Индуктивность фильтра определяется по формуле:

 (2.15)

 (2.16)

К установке принимает реактор типа ФРОС–250/0,5У3 параметры, которого представлены в таблице 2.6.

Таблица 2.6 Техническая характеристика реактора ФРОС– 250/0,5У3

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17