Модернизация электрооборудования. Модернизация привода.

Введение
1.Общая часть
1.1.Назначение
1.2.Общий вид
1.3.Принцип действия
1.4.Технические данные.
1.5.Критика существующего
1.6.Задачи модернизации
1.7.Условия работы установки
1.8.Вывод
2.Расчет и выбор элементов силового канала электропривода
2.1.Расчет и выбор электродвигателя с КЗ ротором
2.2.Выбор преобразователя частоты
Другие характеристики
2.3.Вывод
3.Выбор питающего кабеля, пусковой, защитной и вспомогательной аппаратуры
3.1.Выбор питающего кабеля
3.2.Пусковая аппаратура
3.3.Защитная аппаратура
3.4.Вспомогательная аппаратура
3.5.Вывод
4.Заключение

Выбор преобразователя частотыОдним из основных элементов системы управления является электродвигатель. Ранее стандартным способом являлось использование в качестве главного привода двигателя постоянного тока.В данной работе предлагается использование асинхронного двигателя короткозамкнутым ротором и преобразователя частоты.В качестве данного преобразователя частоты выберем преобразователь типа Altivar 71 фирмы SchneifderElectric [3].Преобразователи Altivar 71 являются изделиями концепции SimplySmart* торговой марки Telemecanique и обеспечивают управление асинхронными двигателями мощностью от 0,37 до 500 кВт при трехфазном напряжении питания 200 – 240 В и 380 – 480 В.Новые функциональные возможности Altivar 71 в сочетании с исключительными характеристиками при работе как в разомкнутой, так и в замкнутой системах регулирования обеспечивают оптимальное решение, удовлетворяющее требованиям сложных установок и механизмов большой мощности (транспортировка и подъем грузов, фасовочно-упаковочное оборудование, деревообрабатывающие и текстильные машины, технологическое оборудование и т.д.).Надежный и помехозащищенный Altivar 71 обеспечивает длительную службу механизмов. Он выдерживает падение напряжения питания до 50% и может работать без снижения мощности при температуре до 500С. Благодаря встроенным фильтрам ЭМС ему не страшны индустриальные помехи. Altivar 71 обеспечивает полную безопасность установки, поскольку его многочисленные защитные функции одновременно действуют на уровне преобразователя частоты, двигателя (электронное реле и PTC-датчики) и механизма. Защитная функция блокировки преобразователя PowerRemoval предотвращает несанкционированный пуск двигателя, обеспечивая безопасность персонала в соответствии с категорией 3 нормы EN 954-1 и характеристикой SIL2 стандарта МЭК/EN 61508.Превосходные эксплуатационные характеристики Altivar 71 сочетаются с простотой его применения. На передней панели преобразователя установлен графический терминал. Его использование оптимизирует диалог Пользователя и ПЧ благодаря доступным для понимания сообщениям, графике, ручке навигатора, функциональным клавишам для быстрого просмотра параметров, подсказок и т. д.Altivar 71 имеет возможности индивидуализации параметров, экранов отображения, индикаторных линеек и создания пользовательского меню.Меню ускоренного запуска позволяет осуществить быстрый ввод в эксплуатацию и использовать все возможности Altivar 71 при полной безопасности.Применение специальныхмакроконфигураций упрощает процесс программирования устройства. Многочисленные сервисные возможности с использованием терминала облегчают наладку, контроль и диагностику механизмов. Связь между Altivar 71 и ПК c программным обеспечением PowerSuite может осуществляться посредством беспроводной технологии Bluetooth®. C помощью этого пакета и встроенной в Altivar 71 функции осциоллографа возможна визуализация на экране ПК переходных процессов. PowerSuite является инструментом для конфигурирования всех типов преобразователей Altivar и устройств плавного пуска Altistart. Обладая 150 прикладными функциями, многочисленными входами-выходами, встроенными коммуникационными протоколами Modbus и CANopen, Altivar 71 является полным и экономичным решением, которое подходит для большинства механизмов.В системах автоматизации часто возникает необходимость расширения функциональных возможностей за счет дополнительных входов-выходов, коммуникационных сетей, интерфейсов для импульсных датчиков и т. д. Эта задача решается с помощью дополнительных карт, которые легко устанавливаются впреобразователь частоты. В Altivar 71 можно установить до трех дополнительных карт.С программируемой картой встроенного контроллера Altivar 71 становится ядром системы автоматизации. Он имеет возможность управления другими устройствами и обменом информацией с ними. Встроенные коммуникационные протоколы Modbus и CANopen позволяют интегрировать Altivar 71 в системы промышленной автоматизации без дополнительных затрат.10 коммуникационных карт преобразователя частоты Altivar 71 покрывают все промышленные коммуникационные сети. Помимо этого, Web-браузер Ethernet обеспечивает доступ к информации в любой момент в любой точке Земли.Другие характеристикиСовместимость программных и аппаратных средств с преобразователями предыдущих серий: Altivar 58 и Altivar 68.Основые функции: предварительно заданные скорости, управление моментом, новейшие функции управления подъемными механизмами и текстильными машинами, ПИД–регулятор, функция «ведущий-ведомый», мультиконфигурирование и т. д.Дополнительное оборудование: установочный комплект IP54, фильтры ЭМС класса B, фильтры подавления гармоник, блоки рекуперации энергии в питающую сеть.Преобразователь частоты выбирается по току двигателя, который будет подключен к выходным клемма преобразователя частоты.Преобразователем, удовлетворяющим данным требованиям, является модель ATV 71HD75N4 (U3ф-380В, Iном=167А).Для пуска и стопа будем используются кнопки с НО и НЗ контактами.При нажатии кнопки пуск происходит коммутация напряжения на катушку контактора. Включение контактора приводит к подаче напряжения на входные клеммы преобразователя частоты.При включении происходит срабатывание доп.контактов контактора и контактов R1AR1Cпреобразователя частоты, что приводит к подхвату кнопки «Пуск», после чего ее можно отпустить.В качестве кнопок будем использовать кнопки типа:ПУСК:XB5AA21 (черный цвет, 1 НО контакт)СТОП: XB5AA42 (красный цвет, 1 НЗ контакт)Для задания скорости будем использовать потенциометр типа ZB5AD912.Сигнализация состояния преобразователя индицируется лампами «Работа» и «Авария», подключенным на выходные клеммы преобразователя частоты. В качестве ламп будет использовать светодиодные лампы типа СКЛ-18 производства фирмы «Реле и автоматика».ВыводРассчитан асинхронный электродвигательВыбран преобразователь частотыВыбор питающего кабеля, пусковой, защитной и вспомогательной аппаратурыВыбор питающего кабеляIрасч=134ААварийный ток Iавар=1,3*Iрасч=174,2АПо экономической плотности:В качестве питающего кабеля выберем кабель с медными жилами сечением 50мм2 – ВВГнг 4*50.Пусковая аппаратураНа вход преобразователя частоты установим контактор типа 3RT1055-2AP36. Данный контактор рассчитан на ток 150А, имеет 4 доп.контакта (2 НО + 2 НЗ), катушка контактора управляется напряжением 220В АС.Защитная аппаратураДля защиты от коротких замыканий выберем автоматический выключатель.Учитывая, что номинальный ток выбранного двигателя 134 А, то автомат нужно выбрать на ток не менее 175АА.Таким условия удовлетворяют автоматический выключатель типа 3RV1063-7DL10 фирмы Siemens.Зашита от перегреваТепловая защита двигателя с использованием преобразователя частоты обеспечивается с помощью преобразователя двумя способами:- прямая - путем обработки сигналов терморезисторов, расположенных в обмотках двигателя; - косвенная- с помощью встроенного теплового реле. Косвенная тепловая защита обеспечиваетсяза счет непрерывного расчета теоретического нагрева двигателя. В рассматрвиаемом проекте используется именно такой вариант.Вспомогательная аппаратураВ качестве вспомогательной аппаратуры будем использовать кнопки для пуска и останова главного двигателя; лампы, сигнализирующие работу преобразователя частоты («В работе», «Авария»). Для задания требуемой скорости оборотов будем использовать потенциометр типа ZB5AD912.В качестве кнопок будем использовать кнопки типа:ПУСК:XB5AA21 (черный цвет, 1 НО контакт)СТОП: XB5AA42 (красный цвет, 1 НЗ контакт)Сигнализация состояния преобразователя индицируется лампами «Работа» и «Авария», подключенным на выходные клеммы преобразователя частоты. В качестве ламп будет использовать светодиодные лампы типа СКЛ-18 производства фирмы «Реле и автоматика».ВыводВыбран кабельВыбрана защитная, пусковая и вспомогательная аппаратураЗаключениеВ работе проведен анализ схемы управления токарным станком, проведен расчет электродвигателя, выбран преобразователь частоты, питающий кабель, защитная, коммутационная и вспомогательная аппаратура.Все описанные действия позволят осуществлять полноценное управлять скоростью асинхронных двигателей в широком диапазоне регулирования (1:1000). Частота вращения двигателя не будет зависеть от частоты питающей сети, двигатель будет возможно разгонять выше его номинальной скорости. Так же появилась возможность управления моментом асинхронных двигателей. Список литературыhttp//ru.wikipedia.org/wiki/Токарный_станокКоломенский завод тяжелого станкостроения. КаталогAltvar 71 SchneiderElectric. Каталог.Светосигнальная и коммутационная аппартураHarmony 5 SchneiderElectric. КаталогПриложение 1.Технический паспорт на изделие (копия)