7.7. Разработка и построение принципиальной схемы управления электроприводом

Принципиальная схема управления строится в соответствии принятой функциональной схемы с использованием микропроцессорной техники.

На листе 2 (формат А1) представлена принципиальная схема электропривода насосов технологической воды, где можно выделить следующие блоки:

1. Силовой модуль, который включает в себя:

− автоматический выключатель QF1;

− согласующие дроссели LD;

− неуправляемый выпрямитель;

− фильтр;

− блок торможения БТ;

− IGBT-инвертор, управляемого с помощью драйвера IGBT.

2. Встроенный контроллер управления, который включает в себя:

− Процессорное ядро, включающее в себя:

− Порты ввода/вывода;

− Последовательный приемо-передатчик;

− ШИМ-контроллер;

− ШИМ-генератор;

− Аналого-цифровой преобразователь.

− Интерфейсный модуль, включающий в себя:

− Аналоговый интерфейс;

− Цифровой интерфейс;

− Таймер реального времени.

− Пульт ручного управления, включающий в себя:

− Дисплей;

− Клавиатура;

− Контроллер дисплея/клавиатуры.

Заключение

Курсовой проект состоит из пояснительной записки и графической части. Графическая часть состоит из одного листа формата А1 и одного листа формата А2. Пояснительная записка состоит из 35 листов, в состав которых входят 21 рисунок и 8 таблиц.

Пояснительная записка включает в себя 7 глав:

1. Краткое описание технологического процесса. Здесь описывается процесс добычи технологической воды из скважины с целью обеспечения объектов предприятия ООО “Осколводстрой”;

2. Исходные данные для проектирования. В качестве исходных данных задаётся скважинный электронасос ЭЦВ 6-16-50, кинематическая схема насосного агрегата и гидравлическая схема насосной станции;

3. Расчёт и выбор силового оборудования. В данной главе в соответствии с заданным насосом выбирается погружной электродвигатель ПЭДВ 4-144;

4. Расчёт и выбор элементов электропривода. Здесь выбирается преобразователь частоты CV-7200MA-7.5K, согласующий дроссель 3M200D1610188 и автоматический выключатель STOS203 C20;

5. Обоснование и расчёт системы управления электроприводом. В ходе обоснования было принято скалярное регулирования со стабилизацией потокосцепления статора;

6. Моделирование динамических и статических процессов электропривода. В ходе моделирования были получены графики переходных процессов электропривода при разных значениях нагрузки;

7. Разработка и построение принципиальной схемы управления электропривода. Принципиальная схема представлена на листе А1.

Содержание

Введение……………………………………………………………………3

1. Исходные данные для проектирования электропривода динамических нагнетателей………………………………………………5

1.1. Исходные данные для проектирования электропривода насосных установок ………………………………………………………5

1.2. Исходные данные для проектирования вентиляторных установок………………………………………………………………….. 5

1.3. Исходные данные для проектирования электропривода компрессорных установок………………………………………………...6

2. Техническое задание на проектирование электропривода динамических нагнетателей………………………………………………7

2.1. Назначение и область применения электропривода нагнетателей……………………………………………………..…………7

2.2. Технические характеристики электропривода нагнетателей………………………………………………………………..7

2.3. Технические характеристики электродвигателей нагнетателей………………………………………………………………..8

2.4. Требования по автоматизации управления электроприводом нагнетателей…………………………………………...8

2.5.Требования к конструкции шкафов управления………….10

2.6. Условия эксплуатации……………………………………..10

2.7. Требования к надежности………………………………….11

2.8. Гарантии изготовителя…………………………………….11

3. Расчет и выбор мощности электродвигателей динамических нагнетателей………………………………………………………………12

3.1. Определение мощности и выбор типа насосов…………..12

3.2. Расчет мощности и выбор двигателей насосов…………..13

3.3. Определение мощности и выбор типа вентиляторов……14

3.4. Расчет мощности и выбор двигателей вентиляторов……17

3.5. Определение мощности и выбор типа компрессоров……18

3.6. Расчет мощности и выбор двигателей компрессоров……19

4. Выбор силовых элементов частотного электропривода…………….21

4.1. Выбор полупроводникового преобразователя частоты…21

4.2. Выбор согласующего трансформатора или дросселя……23

4.3. Выбор автоматического выключателя……………………25

5. Обоснование и выбор законов управления…………………………..27

5.1. Законы управления частотного электропривода на базе ППЧ-АД…………………………………………………………………...27

5.2. Законы скалярного регулирования частотного электропривода…………………………………………………………...30

5.3. Векторное управление……………………………………..41

5.4. Прямое управление моментом……………………………47

6. Построение функциональных и структурных схем частотно-регулируемых электроприводов………………………………………...51

6.1. Скалярное управление………………………………………………………………..51

6.2. Векторное управление……………………………………..57

6.3. Прямое управление моментом……………………………64

7. Пример проектирования электропривода переменного тока по системе ППЧ-АД насосной установки………………………………….72

7.1. Краткое описание технологического процесса…………..72

7.2. Исходные данные для проектирования…………………...73

7.2.1. Кинематическая схема насосной установки………..73

7.2.2. Технические и рабочие характеристики насоса……74

7.3. Расчёт и выбор силового оборудования………………….80

7.4. Расчёт и выбор элементов электропривода………………83

7.4.1. Выбор преобразователя частоты……………………83

7.4.2. Выбор согласующего дросселя……………………...88

7.4.3. Выбор автоматического выключателя……………...88

7.5.2. Построение статических характеристик для принятого скалярного закона регулирования…………………………..92

7.5.3. Выбор способа частотного управления…………....101

7.5.3.1. Стабилизация потокосцепления статора

(ψ₁ = const)……………………………………………………………….102

7.5.3.2. Стабилизация потокосцепления ротора

(ψ₂ = const)…………………………………………………………...103

7.5.3.3. Стабилизация потокосцепления в воздушном зазоре (ψ_μ = const)……………………………………………………………….104

7.5.4. Расчёт статических характеристик скалярного регулирования при стабилизации потокосцепления статора………...105

7.6. Моделирование динамических и статических процессов электропривода………………………………………………………….108

7.7. Разработка и построение принципиальной схемы управления электроприводом………………………………………….118

Заключение……………………………………………………………...119