Проектирование и изготовление учебно-лабораторного стенда на базе преобразователя частоты Danfoss VLT-5004
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
p>
Рис. 1 - Применение преобразователей частоты для привода вентилятора и дымососа
1 - нерегулируемый привод (положение лопаток направляющего аппарата 0 град);
- нерегулируемый привод (положение лопаток направляющего аппарата 50 град);
- привод с преобразователем частоты;
- график часовой экономии мощности при соответствующем расходе.
2.2.3 Применение частотно-регулируемого привода в компрессорных установках
Работа поршневого компрессора существенно отличается от работы механизмов с вентиляторной характеристикой, так как момент сопротивления на его валу можно считать постоянным.
Однако производительность компрессора Q м3/мин зависит от числа оборотов его вала. При регулировании производительности компрессора изменением числа оборотов его вала изменяется и мощность, потребляемая из сети электродвигателем, приводящим компрессор в движение. На промышленных предприятиях достаточно часто требуется регулировать производительность компрессорных установок за счёт изменения скорости вращения электродвигателя.
Из-за неравномерности потребления сжатого воздуха при работе компрессора иногда приходится открывать спускной клапан в ресивере компрессора.
Рис. 2 - Применение частотно-регулируемого привода в компрессорных установках
Применение частотно-регулируемого привода как показано на схеме позволяет экономить электроэнергию, поддерживая оптимальное давление при оптимальном расходе сжатого воздуха в системах пневматики.
При применении частотно-регулируемого привода для управления винтовыми компрессорами можно получить экономию электроэнергии, сравнимую с экономией при управлении центробежными насосами (до 60%), т.к. характеристика винтового компрессора близка к характеристике центробежного насоса.
Кроме получения экономии электроэнергии применение частотно-регулируемого привода дополнительно обеспечивает следующее:
. Снижается износ коммутационной аппаратуры из-за отсутствия больших пусковых токов при включении двигателя компрессора.
. Оптимизация давления в пневмосети снижает утечки сжатого воздуха.
. Увеличивается срок службы электродвигателя из-за снижения его нагрузки и отсутствия тяжёлых пусковых режимов.
2.2.4 Эффективность применения регулируемого электропривода на объектах народного хозяйства
Рис. 3 - Эффективность применения регулируемого электропривода на объектах народного хозяйства
Таблица 3 Применение регулируемого электропривода на объектах народного хозяйства
Системы водозабораРТС, котельныеЖКХ, объекты социальной сферыПромышленные предприятияОчистные сооружения, станции канализационного сливаНасосные агрегатыТягодутьевые комплексы, насосные агрегаты горячего и холодного водоснабжения, насосы отопительные, питательные, подпиточные, солевые, циркуляционныеСистемы горячего водоснабжения, насосы отопительные, циркуляционные, лифтовые механизмы, вентсистемыКонвейерная техника, компрессоры, системы вентиляции и кондиционирования, насосы тепло- и водоснабжения, грузоподъемные механизмы, станочное оборудованиеВентиляционные системы, насосы перекачки, технологические насосы
Разработка и внедрение регулируемого электропривода является одним из самых перспективных и экономически оправданных направлений из всех энергосберегающих технологий, емкость рынка преобразователей частоты для России составляет, по оценкам экспертов десятки млн. штук, в том числе несколько сот тысяч - для систем ЖКХ.
2.3 Принцип работы преобразователей частоты
Существует классификация преобразователей по способу управления электродвигателем. С этой точки зрения их можно разделить на преобразователи частоты со скалярным и векторным управлением. Такое деление обусловлено необходимостью управлять не только частотой на выходе преобразователя, но и напряжением. Алгоритм вычисления значения напряжения и определяет способ управления. В преобразователях частоты со скалярным управлением значение напряжения определяется из зависимости U(f), которая, как правило, рассчитывается методом линейной интерполяции по нескольким базовым точкам. Пользователь имеет возможность изменять значения этих точек. Скалярный способ управления обеспечивает достаточно хорошее качество регулирования, даже с использованием заводских настроек.
Рис. 4 - Скалярное управление асинхронным электродвигателем
Компанией Danfoss разработана линейка преобразователей частоты VLT2800. Привод управляет амплитудой и частотой путем компенсации нагрузки и скольжения. В VLT2800 записаны типичные параметры двигателя - автоматическая адаптация двигателя измеряет сопротивление статора Rs.
Рис. 5 - Скалярное управление с компенсациями
В преобразователях частоты с векторным управлением значение напряжения рассчитывается методом моделирования процессов, проходящих в асинхронном двигателе. В этом случае пользователю необходимо задать параметры двигателя. Очевидно, что этот способ управления позволяет осуществлять более качественное управление электродвигателем. Однако настройка такого преобразователя частоты требует более глубоких познаний в области электропривода и электрических машин.
FC301, VLT5000, VLT6000, VLT8000 - преобразователи частоты на основе векторного управления (прямое управление амплитудой, углом и частотой вектора напряжения).