14. Технико-экономические показатели частотно-регулируемого асинхронного привода.

Достоинства:

-широкий диапазон регулирования скорости при плавном регулировании

-плавный пуск-вход при пониженной частоте с ограничением пускового тока

-регулирование скорости, как в низ, так и вверх

-высокий КПД, быстродействие, малые габариты, высокая надежность

-возможность рекуперативного торможения

-возможность реверса двигателя с помощью инвертора

Недостатки:

-низкий коэффициент мощности

-сложность системы управления

Вопрос 16: «система пчи-ад с управляемым звеном постоянного тока»

Преобразователь частоты со звеном постоянного тока (система электропривода)

она позволяет применить асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором получить большой диапазон регулирования и добиться высоких динамических показателей электропривода. Применение систем ПЧИ-АД является единственно возможным для крановых механизмов, работающих в условиях, где не возможен доступ для обслуживания (агрессивные и радиоактивные среды).

	ПЧИ-АД
Источник питания	~ / =
Регулирование скорости	Вниз 1:10 Вверх 2:1
Диапазон мощностей	5-100 кВт

С хема ПЧ со звеном постоянного тока состоит из двух основных блоков: упра­вляемого выпрямителя 2 (рис.3.10 ) и управляемого инвертора 3 с блока­ми 1 и 5 управления.

Рис.3.10 Схема ПЧ со звеном постоянного тока

Напряжение сети U1 стандартной частоты f1 подается на вход упра­вляемого выпрямите­ля 2, преобразующего переменное напряжение U1 в постоянное Е0. Это напряжение можно регулировать в широ­ких пределах с помощью блока управления. Выпрямленное и регулируемое напряже­ние E0 подается на вход инвертора 3, который преобразует напряжение постоянного тока Е0 в тре­хфазное напряжение Uрег регулируемой частоты fрег, которое подается на двигатель 4. Частота выходного напряжения fрег инвертора регулируется блоком 5 управления в функции сигнала управления Uy.1

В ПЧ со звеном постоянного тока регулирование напряжения на нагрузке (статоре АД) производится или от специального регулятора напряжения, или самим инвертором.

Первый способ, в свою очередь, может быть реализован двумя путями—за счет использования управляемого выпрямителя (фазовое управление) или неуправляемого выпрямителя и размещаемого между ним и инвертором широтно-импульсного преобразователя (ШИП) (амплитудное регулирование напря­жения). К достоинствам этого способа следует отнести широкий диапазон регулирования напряжения и воз­можность использования для любого типа инвертора.

Второй способ связан с совмещением функций регулирования частоты и напряжения в самом ин­верторе. Оно реализуется с помощью; сложных алгоритмов управления тиристорами и предусматри­вает использование широтно-импульсной модуляции (ШИМ).

С хема управления параметрами системы

Рис.3. 11.: Схема ПЧ со звеном. постоянного тока и АИН

На рис.3.11 показана схема силовой части ЭП с асинхронным двигателем 3, в котором использован ПЧ со звеном постоянного тока и автономный инвертор 2 напряжения. В этой схеме на выходе управляемого выпрямителя 1 включены реактор фильтра l0 и конденсатор Со, обеспечивающий вместе с диодами VD7— VD12 циркуляцию реактив­ной мощности. Автономный инвертор 2 напряжения выполнен на тиристорах VS1 — VS6. Конденсаторы С и реакторы L вместе с диодами VD1—VD6 об­разуют цепи искусственной коммутации, обеспечи­вающие выключение тиристоров VS1— VS6 в нужный момент. Амплитуда напряжения на выходе инвертора регулируется изменением напряжения Е0 на его входе с помощью блока управления выпрямителем 1, а его частота fper определяется частотой коммутации ти­ристоров VS1—VS6, задаваемой блоком управления инвертором.

Частотное управление является экономичным, так как обеспечивает регулирование скорости АД без больших потерь мощности в роторной цепи, ухуд­шающих КПД ЭП и приводящих к необходимости завышения мощности АД.

Регулирование в этой системе может осуществ­ляться плавно, в широком диапазоне, в обе стороны от естественной характеристики, т.е. АД может иметь скорость как больше, так и меньше номиналь­ной.

Вопрос№18Технико-экономические показатели частотно-регулируемого асинхронного привода.

Самым распространенным электродвигателем, используемым в быту, промышленности, строительстве и сельском хозяйстве, на сегодняшний день, является асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором (АД с КЗ ротором). Основным его преимуществом, перед другими типами двигателей является простота, надежность и дешевизна. Основным недостатком асинхронных электродвигателей является постоянная частота вращения ротора электродвигателя, практически не зависящая от нагрузки. Однако подавляющее большинство систем, элементами которых являются приводимые электродвигателем механизмы, работают в режимах с переменной нагрузкой. Для регулирования их производительности существуют различные способы, но наиболее распространенным в настоящее время методом регулирования производительности насосов и вентиляторов является уничтожение избыточной мощности при дросселировании расхода посредством клапанов и заслонок. Экономическая эффективность подобных решений крайне неудовлетворительна. Это всех устраивало до тех пор пока на электро и тепловую энергию  мы тратили примерно 3-4% от всех затрат в СССР. Сейчас тратим примерно 18 % в промышленности, 17% в транспорте, 11% в сельском хозяйстве. Но тенденции таковы, что вступление в ВТО доведет этот процент до 20-25. Примение преобразователей частоты (ПЧ) позволяет очень просто, без больших затрат, усовершенствовать технологии регулирования. Главное при этом не нужно менять электропривод, зачастую не требует изменения и технологическая схема, так как применение ПЧ, позволяет регулировать параметры асинхронного или синхронного электродвигателя, обеспечивая технологические параметры процесса, позволяет значительно повысить качество продукции или процесса и добиться при этом экономии электроэнергии.

С применением ПЧ появляются новые возможности:

• Регулирование скорости вращения асинхронных и синхронных электродвигателей.

• Программируемые режимы работы.

• Бесперебойность работы, плавный (частотный пуск) и самозапуск.

• Построение схем автоматизации с применением ПЧ, обеспечивающих заданные значения технологических параметров (давление, расход и др.).

• Управление группой электродвигателей с помощью одного ПЧ.

• Все многообразие защит электродвигателей и преобразователей.

Выгоды использования ПЧ:

Сокращение расхода электроэнергии на 20 — 50% и более.

Особенно большой эффект от использования преобразователя частоты получается там, где нагрузка привода меняется в широких пределах, где требуется точное поддержание технологических параметров, где срок службы и работоспособность технологического оборудования зависят от плавности пуска, качества регулирования, контроля условий эксплуатации.

Например, согласно данным Минэнерго, использование преобразователя частоты на центральных тепловых пунктах городов, позволяет круглые сутки автоматически поддерживать давление в системе горячего водоснабжения и при этом получить до 40% экономии электрической энергии, до 30% экономии тепловой энергии и до 15% экономии воды.

Вопрос № 28. Классификация прокатных станов по режиму работы электропривода.

Для правильного выбора электропривода важное значение имеет классификация прокатных станов по скоростному режиму работы. В соответствии с этим все прокатные станы можно разделить на три основные группы:

1). Реверсивные станы горячей и холодной прокатки;

2). Нереверсивные регулируемые станы;

3). Нереверсивные нерегулируемые станы.

Режим работы реверсивных станов характеризуется тем, что направление вращения валков меняется после каждого прохода, и прокатка металла осуществляется в прямом и обратном направлении.

К реверсивным станам относятся : обжимные станы, двухвалковые и четырёхвалковые клети толстолистовых станов, реверсивные клети заготовочных, рельсобалочных, сортовых, полунепрерывных листовых станов и реверсивные станы холодной прокатки листа.

На нереверсивных регулируемых и нерегулируемых станах прокатка ведётся только в одном направлении. Реверс привода производится на холостом ходу.

На нереверсивных регулируемых станах регулирование скорости прокатки производится при обработке полос разного сортамента.

Все станы, относящиеся к этой группе, можно разделить на две подгруппы:

1. Станы, на которых прокатка полос одного сортамента ведётся на постоянной скорости, тонкие профили прокатываются на более высоких скоростях.

К этой группе относятся: непрерывные заготовочные, сортовые станы; листовые станы горячей прокатки с рабочей скоростью прокатки до 10 м/с и непрерывные трубные станы.

2. Станы, привод которых работает с ускорением при прокатке одной полосы.

К ним относятся: непрерывные тонколистовые станы горячей и холодной прокатки.

На нереверсивных нерегулируемых станах прокатка всегда ведётся на постоянной скорости.

К ним относятся: черновые группы клетей непрерывных широкополосных станов горячей прокатки; некоторые прошивные станы и станы холодной прокатки труб.

Вопрос №38. Требования к электроприводу и выбор типа привода непрерывных станов.

Современный прокатный цех представляет собой сложный комплекс механического и электрического оборудования. Следует отметить, что прокатные цеха содержат наибольшее количество электроприводов. Так, например, на непрерывном широкополосном стане 2000 горячей прокатки установлено около 2000 электродвигателей.

Правильный выбор типа и мощностей двигателей механизмов прокатных станов обеспечивает надежную и экономичную работу электропривода, следовательно, и всего цеха. К электроприводу прокатных станов предъявляются высокое требования, связанные с особенностями работы привода этих станов.

К основным особенностям работы электропривода валков прокатных станов относятся: большое число включений (до 1000 включений в час для реверсивных станов), ударный характер нагрузки, превышающий номинальную нагрузку двигателей, а также разгон и торможение двигателя с металлом в валках, обеспечение высокой производительности прокатных станов.

Соответственно этим особенностям к электроприводу предъявляются следующие требования:

• широкие пределы регулирования скорости;

• высокая перегрузочная способность по моменту;

• хорошая эксплуатационная надежность;

• минимальный маховый момент;

• большой пусковой момент;

• жесткие механические характеристики.

На основании требований, предъявляемых к электроприводу, производится выбор типа электродвигателя. Широкие пределы регулирования, большую перегрузочную способность, высокий КПД., минимальный маховый момент и высокую надежность имеют двигатели постоянного тока с независимым возбуждением.

Поэтому для привода валков прокатных станов применяют в основном двигатели постоянного тока с независимым возбуждением типа МП, П, ПБК, ДПП, ( двигатели типа ПБК и ДПП сняты с производства).

Электропривод валков прокатного стана может быть групповой и индивидуальный. Групповой привод валков осуществляется от одного двигателя через шестеренную клеть и универсальные шпиндели. При индивидуальном приводе каждый валок приводится во вращение своим двигателем.