4.2 Расчет параметров и выбор силового преобразователя.

Согласно [2] преобразователь частоты выбирается по следующим условиям:

1) по типу силового преобразователя: напряжения или инвертор тока;

2) по требуемому закону регулирования – вольт-частотное с законом _γ=√α;

_{3) по требуемой величине диапазона регулирования;}

4) по величине выходного тока или максимально допустимой мощности АД;

5) но величине питающего напряжения;

6) по набору сервисных функций.

Из [6] выбирается преобразователь частоты серии 3G3RV-4550-Eкорпорации OMRON (Япония) обладающий следующими характеристиками:

1. максимально возможная мощность АД – 55 кВт;

2. номинальная выходная мощность 85 кВА;

3. номинальный выходной ток 112 А;

4. максимальное выходное напряжение – 480 В;

5. максимальная выходная частота при фиксированном моменте – 150 Гц;

6. максимальная выходная частота при перемежающем моменте – 400 Гц;

7. номинальное входное напряжение – трехфазное 380В, 50Гц;

8. требуемая мощность питающей сети – 91 кВА;

9. собственно потребляемая мощность 1698 Вт;

10. метод регулирования – ШИМ синусоидальной волны;

11. диапазон регулирования скорости без датчика – 1:100;

12. точность регулирования скорости – 0,2%;

13. точность регулирования выходной частоты – 0,01%;

14. тормозной момент при наличии тормозного резистора – 120%;

15. степень защиты корпуса IP00;

16. диапазон рабочих температур: от минус 20^оС до плюс 60^оС;

17. основные функции:

- перезапуск при кратковременном сбое питания,

- поиск скорости,

- обнаружение перегрузки по моменту,

- скоростное регулирование (максимально),

- изменение времени ускорения/замедления,

- синусоидальное ускорение / замедление,

- включение/выключение вентилятора,

- коррекция скольжения,

- коррекция вращающего момента,

- возможность скачкообразного изменения частоты,

- верхний и нижний пределы уставок частоты,

- торможение постоянным током при запуске и останове,

- торможение при большом скольжении,

- ПИД-регулирование (с функцией ожидания),

- регулирование энергосбережения,

- связь через интерфейс RS-485/422A (соответствует протоколу MODBUS, до 19,2 кбит/с),

- восстановление при сбое и копирование функций.

18) встроенные функции защиты:

- защита двигателя от перегрузки с помощью электронно-теплового реле;

- защита от перегрузки по напряжению;

- защита от понижения напряжения;

- защита от перегрева радиаторов вентилей;

- защита от обрыва заземления;

- перезапуск при кратковременно исчезновении напряжения.

5 Расчет статических и электромеханических характеристик двигателя и электропривода.

5.1 Расчет естественных характеристик эп

5.1.1 Расчет механической характеристики

Данная характеристика является номинальной для двигателя при постоянных параметрах сети (Uc=380;f=60Гц).

Номинальное скольжение АД определяется по формуле:

s_ном=(n₀ – n_ном)/n_o (21)

s_ном=(3600 – 3555)/3600 =0,013

Номинальная угловая скорость вращения ротора двигателя:

ω_ном=n_ном∙π/30 (22)

ω_ном= 3555 ∙3,14 / 30 = 372,251 с^-1.

Момент критический двигателя, [1]:

М_кр=μ_к∙М_ном(23)

М_кр=3.7∙100=370 Н∙м.

Максимальный момент на валу АД с учетом 10% снижения напряжения:

M_max=0,81∙М_кр(24)

M_max= 0,81 ∙ 497= 299,7 Н∙м.

Так как M_max>M_cmaxто двигатель выбран верно с точки зрения перегрузочной способности.

Критическое скольжение определяется согласно [1] по формуле:

(25)

Тогда s_кр=0,241.

Коэффициент q определяется согласно [1] как:

(26)

q=4,443

Расчёт естественной механической характеристики двигателя производится по уточненной формуле Клосса, [1]:

(27)

Значение скорости механической характеристики определяется по формуле:

ω=ω₀∙(1 – s) (28)

Так как двигатель ЭП главного движения работает только в двигательном режиме (в I и III квадрантах комплексной плоскости), то расчет характеристик выполняется только для I-го квадранта при значениях скольжения s от 0 (точка идеального холостого хода) до 1 (точка останова). Таблица расчета естественной механической характеристики в среде MathCAD показана на рисунке 5, график – на рисунке 6.

Рисунок 5 – Расчет естественной механической характеристики

,Н∙м

Рисунок 6 – График естественной механической характеристики

При обратной скорости движения стола АД ω_обр=366 с^-1 ,линейная скорость движения стола при номинальных параметрах двигателя определяется по формуле:

V_ном=60∙ω_ном∙ρ = 60 ∙ 103,149 ∙ 0,0048 = 124 м/мин

Тогда так как V_пр/V_ном=122/124=0,99

Ошибка составляет 1%, что означает возможность использования естественной характеристики АД для реализации обратного хода.