Монтаж и эксплуатация электрических машин

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

" ИЗУЧЕНИЕ ПРИНЦИПА ДЕЙСТВИЯ УСТРОЙСТВА И ОСНОВНЫХ ФУНКЦИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ DANFOSS"

Цель работы: знакомство с конструкцией и получение практических навыков настройки преобразователей частоты.

Функциональная и стандартная схема включения преобразователя частоты Danfoss FC-302.

Преобразователь частоты Danfoss FC-302 позволяет реализоватьуправление асинхронным двигателем (АД) в составе электропривода (ЭП)различных механизмов. Напряжение питающей сети поступает на ПЧ идалее — подаётся на статорные обмотки АД. Микропроцессорная системауправления формирует на выходе ПЧ трёхфазное напряжение требуемойчастоты и амплитуды, в зависимости от используемого принципауправления АД.

Функции управления ПЧ выполняет микроконтроллерная система набазе цифрового сигнального процессора (ЦСП), совместимого по своимпараметрам и архитектуре с серией микропроцессоров C2000 MotorControl.

от компании TexasInstruments. Функциональная схемамикропроцессорной системы управления приведена на рис. 1. Системауправления ПЧ обеспечивает выполнение следующих функций:

• — управление силовыми ключами инвертора в режиме широтно-импульсной модуляции с несущей частотой от 2 до 16 кГц;
• — сопряжение с внутренними и внешними датчиками аналоговыхсигналов в различных стандартах (0…10 В, ±10 В, 4…20 мА);
• — сопряжение с цепями управляющей коммутационной аппаратуры ителесигнализации через порты ввода/вывода дискретных сигналов
• — +24 В с гальванической развязкой от силовых цепей питания ПЧ;
• — оперативное наблюдение за параметрами и переменными ЭПпомощью встроенного пульта управления с отображением текстовой информации на графическом дисплее;
• — возможность управления работой ПЧ со встроенного пульта, откнопочной станции или от внешнего контроллера по последовательному интерфейсу RS-485;
• — доступ к просмотру и изменению текущих параметров ПЧ с пультауправления, с внешнего контроллера по интерфейсу RS-485 или с портативного компьютера по USB интерфейсу в реальном масштабе времени;
• — сохранение текущей конфигурации параметров ПЧ вэнергонезависимой памяти, возможность быстрого восстановления заводских уставок;
• — мониторинг питающей сети со стороны ПЧ, возможностьпринудительного запуска ЭП после восстановления питающегонапряжения;
• — мониторинг аварийных ситуаций, возникающих в ЭП с записью вэнергонезависимую память кода и времени возникновения аварии, последующий просмотр журнала аварий с пульта управления, по RS-485 или USB интерфейсу.

Через микросхемы драйверов выводы микропроцессорной системыпоступают к управляющим выводам силовых ключей. Драйверы выполняют функции согласовании между силовыми и выходными цепями микропроцессорной системы управления. Кроме того, данные компоненты реализуют защитные функции, прекращая поступление управляющих импульсов к силовым ключам инвертора при возникновении токовых перегрузок.

Силовой канал ПЧ создан по схеме с промежуточным звеномпостоянного тока и трёхфазным инвертором напряжения, на рис. 1 представлена соответствующая функциональная схема. Переменноенапряжение трёхфазной сети 380 В поступает на мостовой неуправляемый выпрямитель на базе диодов VD1 — VD6. Выпрямленное напряжение сглаживается дросселями L1, L2 и электролитическим конденсатором С1большой ёмкости и поступает к инвертору на силовых ключах VT1 — VT6. Напряжение на выходе инвертора формируется по закону широтно-импульсной модуляции и поступает к статорным обмоткам АД, фазы U, V и W. danfoss трехфазный асинхронный ротор В качестве силовых ключей используются IGBT-транзисторы свысокой нагрузочной способностью. Для исключения обратных напряжений, возникающих из-за токов ЭДС самоиндукции в моменты коммутации ключей инвертора, параллельно IGBT-транзисторам включаются быстродейс-твующие диоды VD8 — VD13. Тормозные режимы на больших скоростях вращения ЭП реализуются переводом АД в генераторный режим посредством снижения частоты подводимого напряжения. В тормозных режимах рекуперация энергии всеть невозможна, поэтому через ключ VT7 в цепь постоянного токавключается дополнительное сопротивление RT для сброса энергии. Приработе на низких скоростях для более эффективного торможенияиспользуется режим динамического торможения постоянным током. Конструктивно все элементы ПЧ размещены на нескольких платах, установленных в пластиковом корпусе. В качестве основы конструкции ПЧ используется металлический радиатор системы охлаждения, рис. 2. На верхней крышке расположен съёмный пульт управления скнопками и графическим индикатором. Непосредственно под крышкойнаходится плата управления с компонентами микропроцессорнойсистемы, разъёмы для связи с устройствами в USB формате и клеммамидля подключения цепей управления и сигнализации.

Рисунок 2. Внутреннее устройство ПЧ Danfoss FC-302.

Кроме силового модуля с IGBT-транзисторами, на охлаждающем радиаторе расположены мостовой выпрямитель, силовой ключ для организации торможения и температурный датчик для контроля теплового режима преобразователя частоты. Для принудительного охлаждения элементов преобразователя частоты в корпусе установлен малогабаритный вентилятор с регулируемой частотой вращения.

Результаты проведения процедуры автонастройки преобразователя частоты Danfoss FC-302, Параметры схемы замещения АД, серии АД80В4У3.

Таблица 1.1.

Паспортные данные трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором, серии 4А

Вывод: При выполнении данной лабораторной работы мы изучили преобразователь частоты «Danfoss FC-302». В ходе работе выполнили первичную настройку ПЧ «Danfoss FC-302» и рассматривали функциональную и стандартную схему включения преобразователя частоты Danfoss FC-302.Сняли показаний результатов проведённой автонастройки в виде рассчитанных параметров схемы замещения подключённого АД. Снятое показание сверили с паспортными данным АД серии 4А которые нашли в интернете. И получается что паспортные данные чуть больше чем с прибора.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2