Станки-качалки-эцн

Структурная схема асинхронного двигателя

Известно, что ТПЧ имеет функциональную схему, приведенную на рис., где Uзн, Uзч - напряжения задания по напряжению и частоте ТПЧ соответственно; В - выпрямитель; И - инвертор.

Функциональная схема ТПЧ

На основании функциональной строится структурная схема где выпрямитель и инвертор представлены апериодическими звеньями с постоянными времени Тв и Ти соответственно.

Структурная схема ТПЧ

Здесь и в дальнейшем верхний индекс (*) означает относительную величину соответствующего параметра или переменной; К в, К и - коэффициенты усиления преобразователя по напряжению и частоте соответственно.

При этом передаточная функция преобразователя имеет вид:

W_п(p) = K_вK_и/[(T_вp+1)(T_иp+1)]

или

W_п(p) = K_вK_и/(T_вT_иp²+T_вp+T_иp+1).

Известно, что T_в = T_и = 0,01с, то есть T_вT_и = 0,0001с. Этой величиной можно пренебречь и тогда

W_п(p) = K_вK_и/[(T_в+T_и)p+1)]

Определение передаточной функции регулятора

в системе ТПЧ-АД

На основании структурных схем строится структурная схема системы ТПЧ-АД, приведенная на рис., из которой видно, что рассматриваемая система имеет две постоянные времени из которых

Т в + Т и = Тm = 0,02с

является малой. Следовательно, компенсации подлежит одна большая постоянная времени Тм, то есть замкнутая система должна быть одноконтурной и содержать один регулятор - регулятор скорости. Структурная схема такой системы приведена на рис

Передаточная функция регулятора скорости РС

F_рс(p) = [1/(2T_mp)]´T_мp/(K_нF)*1/(K_cK_вK_и)

Видно, что F_рс(p) содержит нелинейную функцию

,Следовательно, передаточная функция РС должна изменяться в процессе регулирования, в противном случае оптимальность системы не будет достигнута.

Поэтому в качестве РС используется микропроцессорный контроллер на вход которого через АЦП подаются сигналы обратных связей по напряжению, частоте и скорости АД. Передаточная функция РС здесь реализуется программно и изменяется в процессе регулирования.

Применим преобразователь частоты с промежуточным звеном постоянного тока и автономным инвертором напряжения на базе IGBT транзисторов. Данный привод является нереверсивным.

Электроснабжение.

Расчет электрических нагрузок.

В практике проектирования систем электроснабжения используются следующие методы расчета электрических нагрузок:

Метод коэффициента спроса;

Метод упорядоченных диаграмм;

Определение по средней мощности и коэффициенту формы;

Метод удельного расхода электроэнергии на единицу продукции.

Метод упорядоченных диаграмм.

Расчетная номинальная мощность определяется по формуле:

Рр=КмКиРном.

Км – коэф. Максимума (из таблицы или диаграммы в зав-ти от nэ и величины Ки),

Ки – коэфф. Исп-я активной мощности, (из справочника)

Рном – суммарная мощность электроприемников за искл. Резерва.

nэ – эффективное (приведенное) число электроприемников.

Если число электроприемников n 4 и более и их мощность различается не более, чем в 3 раза, можно принять nэ = n.

Реакт. Мощность определяется:

n<=10 Qр=1.1 Pр tg ф

n>10 Qр=Рр tg ф.

Если имеются электроприемники с опережающим cos ф, например СД, то их реакт. Мощности Qc принимаются со знаком – и вычитаются из общей реактивной мощности.

Полная мощность определяется:

Выбор числа и мощности трансформаторов.

Для потребителей 1и 2 категории 2 независимых источника питания, т.е. 2-х трансформаторная подстанция.

При выходе из строя одного из тр-ров, второй должен перегружаться не более чем на 40% в теч 6 часов в сутки не более 5 суток.

1.4 Sтр ном >= Sр

В условиях Зап. Сибири 100% резервирование, т.е. для каждого тр-ра Sтр ном = Sр.

Выбор сечения проводов и жил кабелей.

Электрические сети рассчитывают:

- по экономической плотности тока.

- По нагреву.

- По потере напряжения

- На мех-ю прочность

- По условию возникновения короны

В данном случае целесообразно применить расчет по экономической плотности тока.

Сечение проводов определится:

Fэк = Iр/jэк.

Jэк определяется по таблице. Полученное значение сечения округляется до ближайшего стандартного в большую сторону.

Т.к. для питания двигателей используется ТПЧ со встроенными датчиками тока, напряжения, частоты и микропроцессорной схемой, выполнять отдельную релейную защиту двигателей не имеет смысла. Релейной защите в данной схеме подлежат ВЛ, трансформаторы, сборные шины.

Защита ВЛ.

От перенапряжений ВЛ защищаются ограничителями перенапряжений.

Для линий 110 кВ с глухозаземленной нейтралью предусматривается защита от многофазных замыканий и от замыканий на землю.

В качестве основной используется токовая отсечка

В качестве резервной – МТЗ в двухлин исполн.

Защита от однофазных замыканий на землю выполняется с исп. трансформаторов тока нулевой последовательности с действием на сигнал.

Схема ТО и МТЗ

1. Защита от многофазных и однофазных замыканий в обмотках и на выводах, от винтовых замыканий.

Обеспечивается с помощью продольной дифференциальной защиты без ВВ, отключающий трансформатор с обеих сторон. Используется также токовая отсечка со стороны питания. ТО вместе с МТЗ входят в состав двухступенчатой защиты.

Ток срабатывания отсечки выбирается из условий:

- отстройки от токов КЗ Iс.о. = Кн×Iк; Кн=1,4¸1,5;

- отстройки от бросков тока намагничивания Iс.о. = (3¸4)Iном.

Ток срабатывания МТЗ Iс.мтз = (Кн/Кв)/Iраб.макс.; Кн = 1,1-1,2; Кв = 0,8-0,95.

2. Защита от перегрузки. Выполняется с помощью реле тока, включенного в одну фазу и реле времени. Действие на сигнал.

3. Защита от понижения уровня масла – двухступенчатая газовая защита. В качестве чувствительного элемента используется газовое реле, реагирующее на появление газов и движение масла в баке трансформатора. Первая ступень действует на сигнал, вторая – на отключение с обеих сторон.

Расчет токов КЗ.

При расчете токов КЗ на основании схемы электроснабжения строится схема замещения, в которой все элементы заменены эквивалентными сопротивлениями. При этом все величины приводятся к базисному напряжению. За базисное обычно принимают напряжение в той ступени, где расположена точка КЗ. Рассчитывают максимальные и минимальные токи КЗ. Максимальные (3 фазное КЗ) – для проверки токоведущих частей аппаратов на термическую и электродинам. стойкость. Минимальные (одно- или двухфазные замыкания)– для отстройки РЗ.

Ток КЗ рассчитывается по формуле:

Выбор аппаратов.

Шины выбираются по допустимому нагреву, проверяются на термическую и электродинамическую стойкость.

Выключатели выбираются по номинальному напряжению, ном. току, конструктивному исполнению, месту установки и току отключения. Проверяются на электродинамическую и термическую стойкость.

Uном > Uном сети Iном > Iнорм расч Iоткл > Iк3 Sоткл > Sк3

Предохранители

Uном > Uном сети Iном > Iнорм расч Iоткл > Iпо

Разъединители выбираются

Uном > Uном сети Iном > Iнорм расч

Проверяются на электродинамическую и термическую стойкость.

Релейная защита и автоматика.

Т.к. для питания двигателей используется ТПЧ со встроенными датчиками тока, напряжения, частоты и микропроцессорной схемой, выполнять отдельную релейную защиту двигателей не имеет смысла. От К.З. двигатели защищены автоматами. Релейной защите в данной схеме подлежат ВЛ, трансформаторы, сборные шины.

Защита ВЛ.

От перенапряжений ВЛ защищаются ограничителями перенапряжений.

Для линий 6 – 35 кВ предусматривается защита от многофазных замыканий и от однофазных замыканий на землю.

1 ступень – токовая отсечка

2 ступень – МТЗ в двухлин исполн.

Защита от однофазных замыканий на землю выполняется с исп. трансформаторов тока нулевой последовательности с действием на сигнал.

Схема ТО и МТЗ

Дата добавления: 2015-07-08