Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

В – еквівалентна схема на інтервалі паузи




Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Національний технічний університет України «КПІ»

Інститут Енергозбереження і енергоменеджменту

Кафедра автоматизації управління електротехнічними комплексами

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

 

ДО ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ №5

Дослідження енергетичних режимів вентиляторної

Установки з вентильним двигуном

Серії ЕС фірми EBMPAPST

Дубовик В.Г., Лебедєв Л.М.

                                        Для студентів спеціальностей:

7.092203 «Електромеханічні системи автоматизації та електропривод», 7.070801 – «Екологія», 7.080301 – «Розробка корисних копалин», 7.090303 – «Шахтне та підземне будівництво».

ЗАТВЕРДЖЕНО

НА ЗАСІДАННІ КАФЕДРИ

АВТОМАТИЗАЦІЇ УПРАВЛІННЯ

ЕЛЕКТРОТЕХНІЧНИМИ КОМПЛЕКСАМИ

Протокол № 1 від 29 серпня 2010 р.

Київ 2011

Зміст

Вступ

1. Мета роботи                                                                                                             5

2. Програма роботи                                                                                                     5

3. Зміст звіту                                                                                                                5

4. Теоретичні положення                                                                                            5

4.1. Вентильний електропривод                                                                             6

4.1.1.Види вентильних двигунів                                                                          9

4.1.1.1.Безконтактний двигун постійного струму                                            9

4.1.1.2.Вентильний двигун змінного струму                                                  14  

4.1.2. Переваги вентильних електроприводів                                                   16

4.2. Датчик струму на ефекті Хола                                                                      18

4.2.1.Ефект Хола                                                                                                 17

4.2.2.Датчик струму прямого посилення                                                          19

4.2.3.Датчик струму компенсаційного типу                                                     19

4.2.4.Датчик струму з логічним виходом                                                          20

4.2.5.Матеріали для виготовлення датчиків Хола                                            21

4.3.Потужність спотворення                                                                                21

4.4.Керування режимами роботи ВУ за допомогою контролера ТРМ10а       26

4.4.1.Обробка вхідного сигналу                                                                                28

4.4.2.ПІД-регулятор приладу                                                                                   30

4.4.3.Вихідний пристрій дискретного типу                                                           33

5.Опис програмного забезпечення для виконання роботи                                   35

5.1. LISA PC 5.1.48                                                                                                35

5.1.1.Регулювання ШІМ                                                                                     38

5.1.2.Регулювання частотою обертання                                                            40

5.1.3.Регулювання за допомогою датчиків                                                       41

5.1.3.1.Датчик температури                                                                              42

5.1.3.2.Датчик тиску                                                                                          43

5.2.Control Vision                                                                                                   45

6.Опис лабораторного стенду                                                                                  49

7.Порядок виконання роботи                                                                                   52

8.Контрольні запитання                                                                                            56

9.Додатки                                                                                                                                     57

Додаток А. Вентиляторна установка R3G450-AG33-11                                             58                   

Додаток Б. Датчик температури 50003-1-0174                                                              61

Додаток В. Датчик тиск DSG-500                                                                                     63

Додаток Г. Аналізатор параметрів мережі Diris A20                                                  64

Додаток Д. Датчик струму на ефекті Хола HY 05.25Р                                                77

Додаток Е. Перетворювач інтерфейсу SCM-381                                                          80

Додаток Ж. Блок живлення ±15 В                                                                                    84

Додаток З. Термоанемометр                                                                                               87

Додаток І. Контролер ТРМ10а                                                                                           87

Додаток К. Діаграми струму і напруги живлення вентильного

          двигуна                                                                                                               98

Список використаних джерел                                                                                102



ВСТУП

Методичні вказівки призначені для студентів, які виконують лабораторні роботи по дисциплінам: "Автоматизація установок і комплексів гірської промисловості", "Електроустаткування і автоматизація систем вентиляції і кондиціонування", "Системи управління і регулювання напівпровідникових перетворювачів", "Автоматизація установок и комплексів гірської промисловості" спеціальності 7.092203 – "Електромеханічні системи автоматизації і електропривод", а також можуть бути використані при проведенні практичних занять і лабораторних робіт по дисциплінам: "Основи автоматизації виробничих процесів", "Основи автоматизації», спеціальностей: 7.070801 – "Екологія", 7.080301 – "Розробка корисних копалин», 7.090303 – "Шахтне і підземне будівництво".

 



Мета роботи

Дослідження енергетичних режимів роботи установки вентилятора з вентильним електроприводом.

Програма роботи

1. Ознайомитися з теоретичними положеннями роботи вентильного двигуна.

2. Ознайомитися з технічними характеристиками пристроїв лабораторного стенду.

3. Ознайомиться з інтерфейсом програми LISA РС 5.1.48 для управління вентильним двигуном.

4. Зняти характеристику зовнішньої мережі вентиляторної установки при зміні частоти обертання від 0 до номінального значення.

5. Зняти зовнішню характеристику вентилятора при номінальній частоті обертання (nн=1380 об/хв). Двигун вентилятора підключається безпосередньо до мережі 220 В.

Зміст звіту

3.1. Мета лабораторної роботи.

3.2. Програма лабораторної роботи.

3.3. Схема лабораторного стенду.

3.4. Результати вимірювань зовнішньої мережі установки вентилятора при зміні частоти обертання від 0 до номінального значення.

3.5. Результати зняття зовнішньої характеристики вентилятора при номінальній частоті обертання.

3.6. Результати проведення дослідів.

3.7. Висновки по роботі.

Теоретичні відомості

Проблема зміни швидкості руху елементів різних машин і механізмів з метою економії електроенергії вирішується шляхом застосування регульованих електроприводів. Їх використання дозволяє істотно понизити споживання електроенергії і одночасно поліпшити умови роботи і продовжити термін служби двигунів і механізмів завдяки виключенню динамічних ударів і обмеженню струму в обмотках.

Одним з проявів загальносвітової тенденції розвитку виробництва високотехнологічної електротехнічної продукції є певні успіхи в області створення нового покоління регульованих електроприводів з використанням вентильних електродвигунів.

Випуск таких електроприводів освоюють в даний час практично всі ведучі електротехнічні компанії. Пропозиція на ринку вентильних електродвигунів характеризується широким діапазоном потужностей – від  одиниць ватів до сотень кіловат, які можуть використовуватися в самих різних галузях промисловості, у тому числі і аерокосмічною.

Вентильний електропривод

    У найзагальнішому випадку вентильним можна назвати будь-який електропривод, в якому регулювання режиму роботи електродвигуна проводиться за допомогою керованих вентильних (напівпровідникових) перетворювачів електричної енергії: випрямляча, імпульсного регулятора постійного струму, перетворювача частоти.

 

 

Рисунок 1 – Спосіб однополярного імпульсного регулювання:

а – схема трьохфазного двигуна; б – еквівалентна схема на інтервалі імпульсу;

в – еквівалентна схема на інтервалі паузи

 

У вужчому, загальноприйнятому сенсі вентильний електропривод (ВЕП) або вентильний двигун (ВД) є електромеханотронною системою, в якій об'єднані синхронна електрична машина, як правило, із збудженням від постійних магнітів (СДПМ) (рис.2), електронний комутатор (інвертор), за допомогою якого здійснюється живлення обмоток якоря машини, і система автоматичного управління інвертором, оснащена необхідними вимірювальними пристроями (датчиками).

Рисунок 2 – Вентильний двигун ВД-300 із збудженням на постійних магнітах

    Традиційне управління ключами інвертора ВЕП здійснюється у функції положення ротора синхронного двигуна. Функціональну схему вентильного двигуна можна представити наступним чином (рис.3 ):

Рисунок 3 – Функціональна схема вентильного двигуна

    На рис. 3 зображено:

М – двигун;

BR – датчик положення ротора;

Uпит – напруга живильної мережі;

ω – кутова частота обертання.

 Завдяки своїм високим експлуатаційним характеристикам, СДПМ є найбільш перспективними електричними машинами в діапазоні малих і середніх потужностей, особливо для моментних систем електроприводу. СДПМ конструктивно прості, надійні, мають абсолютно жорсткі механічні характеристики і не вимагають витрат енергії на збудження. Ці якості електричної машини обумовлюють застосування ВД в промислових системах автоматики, роботах і маніпуляторах, координатних пристроях, намотувальних і стрічкопротяжних механізмах, прецизійних системах стеження і наведення, в авіаційній і медичній техніці. ВД мають свою "нішу" в тяговому електроприводі (електровоз Вл80вр), приводах рульового управління літальних і підводних апаратів, електромеханічних пристроях автомобілів і т.п.

Для виготовлення ротора СДПМ можуть використовуватися феритові магніти. Вони відносно дешеві, але забезпечують невисокий рівень індукції магнітного поля. Тому в останні десятиліття перевага віддається високоенергетичним магнітам на основі сплавів рідкоземельних металів, що володіють великою коерцитивною силою. Це дозволяє значно поліпшити масогабаритні показники ВЕП і отримати вищий обертальний момент [1].

Види вентильних двигунів

Залежно від конструктивних особливостей СДПМ розрізняють два основні види вентильних двигунів:

1. Безконтактні (безщіткові) двигуни постійного струму (БДПТ), в яких конструкція синхронної машини магнітоелектричного збудження, тобто геометричне розташування витків обмотки якоря на статорі і постійних магнітів на роторі, обумовлює фазні ЕРС обертання трапецеїдальної форми (рис. 4).

Рисунок 4 – Лінійні ЕРС безконтактного двигуна постійного струму

 

2. Безконтактні двигуни змінного струму, фазні ЕРС, обертання яких мають синусоїдальний характер. Саме такі системи найчастіше називають вентильними двигунами - ВД.










Последнее изменение этой страницы: 2018-04-12; просмотров: 626.

stydopedya.ru не претендует на авторское право материалов, которые вылажены, но предоставляет бесплатный доступ к ним. В случае нарушения авторского права или персональных данных напишите сюда...