Преобразователи частоты

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 19 Февраля 2011 в 14:47, реферат

Описание работы

Для всех видов перекачиваемой жидкости преобразователи частоты обеспечивают более экономичное, более эффективное и более надежное регулирование, чем известные механические способы. Независимо от области использования (добыча и транспорт нефти, электроэнергетика, жилищно-коммунальное хозяйство и т.д.) эффект от частотного регулирования насосов общеизвестен:

•экономия электроэнергии до 30 – 60 %;
•снижение утечек жидкостей до 5 %;
•экономия тепловой энергии до 10 %;
•увеличение срока службы оборудования в 1.5-2 раза;
•уменьшение вероятности возникновения разрывов трубопроводов;
•повышение эффективности защиты электропривода;
•улучшение экологической обстановки.

Содержание работы

Введение…………………………………………………………………… 3
1. Основные сведения о частотно-регулируемом электроприводе……….. 4
2. Преимущества использования регулируемого электропривода в технологических процессах……………………………………………………
6
3. Структура частотного преобразователя………………………………… 8
4. Области применения преобразователей частоты……………………….. 9
5. Принцип работы преобразователей частоты…………………………… 15
6. Выбор преобразователя частоты ……………………………………….. 20
7.Преобразователь частоты HITACHI SJ300-055HF ……………………… 21
8. Схемы подключения преобразователя частоты HITACHI SJ300-055HF.. 29
9. Автоматизированная станция управления насосами……………………. 38
10. Связь преобразователя частоты с персональным компьютером……… 45
Заключение…………………………………………………………………….. 47
Список использованных источников…………………………………………

Скачать архив (148.33 Кб) Сколько стоит заказать работу?
Файлы: 1 файл

РЕФЕРАТ.docx

— 593.34 Кб (Скачать файл)

     Данный частотный преобразователь обеспечивает:

  • плавный пуск без пусковых токов и ударов и остановку электродвигателя, а также изменение направления его вращения;
  • полная электрозащита двигателя от перегрузок по току, перегрева, обрыва фаз и   утечек на землю;
  • плавное регулирование скорости вращения электродвигателя практически от нуля до номинального значения в ранее нерегулируемых технологических процессах;
  • создание замкнутых систем с возможностью точного поддержания заданных технологических параметров;
  • синхронное управление несколькими электродвигателями от одного преобразователя частоты;
  • уменьшение потребления электроэнергии за счет оптимального управления электродвигателем в зависимости от нагрузки;
  • увеличение срока службы электропривода и оборудования. 
    повышение надежности и долговечности работы оборудования, упрощение его технического обслуживания.
 

Таблица 1 – Технические характеристики преобразователя частоты HITACHI SJ300-055HF.

Степень защиты IP20 (NEMA1)
Максимальная  мощность применяемого двигателя, кВт 5.5
Входное напряжение 3 фазы 380-400В  (±10%)/ 50Гц (±5%)
Выходное  напряжение 3 фазы 380-400В  (в зависимости от напряжения  питания)
Номинальный выходной ток, А 12
Метод управления Высокочастотный ШИМ
Диапазон  выходной частоты 0,1-400 Гц
Точность  частоты При цифровой установке: ±0,01% от макс. частоты, при  аналоговой установке: ±0,02% (25±100С) от макс. Частоты
Шаг выходной частоты При цифровой установке: ±0,01 Гц, при аналоговой установке: (Макс. частота/4000)
Вольт-частотные характеристики V/f (линейная, квадратичная), базовая частота может быть настроена в диапазоне 30-400 Гц, бессенсорный векторный контроль
Перегрузка  по току 150% в течение 60 с, 200% в течение 0,5 с
Время разгона/ замедления 0,01~3600,0 с  (при линейной и нелинейной характеристиках разгона/ замедления)
Пусковой  момент 200%/0,5 Гц (в режиме бессенсорного векторного контроля), 150%/0 Гц (при использовании двигателей на 1 класс ниже)
Торможение Торможение  с использованием внешнего тормозного резистора Тормозной резистор встроен в инвертор Торможение  с использованием внешнего модуля торможения
Торможение  постоянным током Торможение  активизируется при заданной частоте  или при подаче внешнего сигнала (частота, время торможения и тормозной  момент программируются произвольно)
Входной терминал Стандартное управление Установка выходной частоты клавишами ВВЕРХ/ ВНИЗ на пульте оператора
Установка выходной частоты внешним управляющим  сигналом 0~+10 В, -10~+10 В (входное сопротивление 10 Ом), 0~20 мА, 4~20 мА (входное сопротивление 100 Ом)
Выходной  терминал Установка частоты с внешнего порта Интерфейс RS485/ RS422
Стандартное управление запуском/ установкой Клавиша RUN/ STOP на пульте оператора
Запуск/ остановка в прямом и обратном направлении внешним сигналом Клеммы  FW, RV (замыканием/ размыканием), трехпозиционное управление
Управление  запуском/ остановкой с внешнего порта Устанавливается RS485/ RS422
Программируемые дискретные входы 8 произвольно настраиваемых клемм (RV, CF1-CF4, JG, DB, SET, 2 CH, FRS, EXT, USP, CS, SFT, AT, SET3, RS, STA, STP, F/R, PID, PIDC, UP/DOWN, UDC, SF1-SF7, LOAD, TL, TRQ1, TRQ2, P/PI, NON)
Вход  термистора ТН (специальный  вход) 
Выходной  сигнал Программируемые выходы 5 произвольно программируемых выходов с программируемым коллектором (RUN, FA1, OL, OTQ, FA2, AL, OD, AC0, AC1, AC2, AC3, FA3, IP, UV, TRQ)
Аналоговые  выходы 0-10 В, 4-20 мА (линейные), импульсный (отображение выходного тока, вращающего момента, выходного напряжения, мощности)
Рабочие функции Базовые функции Установка произвольной вольт-частотной характеристики, установка базовой и максимальной частоты, установка резонансных частот, 16-ти ступенчатый многоскоростной режим, 2-х стадийный разгон/ замедление, ручная настройка повышения момента работы на выбеге и остановка, функция внешнего управления электронным потенциометром установки частоты, ПИД-регулятор, 3-х позиционное управление запуском/ остановкой, энергосберегающий режим, настройка аналоговых входов и выходов, установка стартовой частоты, установка несущей частоты (ШИМ), электронная защита двигателя, установка диапазона рабочих частот, автоматический перезапуск после мгновенного пропадания напряжения питания, толчковый режим, торможение постоянным током, токоограничение, блокировка программного обеспечения, инициализация заводских исходных данных, внешнее отключение
Контрольные функции Функция AVR (стабилизация напряжения в зоне постоянного тока), Характеристика разгона/ замедления, Автонастройка, Управление 2-мя двигателями в режиме бессенсорного векторного контроля
Функции отображения Выходная  частота, Выходной ток, Момент двигателя, Преобразованное значение частоты, Состояние дискретных входов и выходов, Выходная мощность, Выходное напряжение, Данные об аварийных отключениях
Несущая частота (ШИМ) 0,5~15 кГц
Функции защиты Защита  от перегрузки по току, напряжению, от пониженного напряжения, электронная  термозащита двигателя, защита от перегрева, от короткого замыкания, от кратковременного пропадания напряжения питания, защита от неполнофазного режима работы, защита от перегрузки устройства динамического торможения: BRD, защита при сбоях во внешнем оборудовании
Пульт управления Цифровой 4-х разрядный светодиодный дисплей (стандартная комплектация), пульт  дистанционного управления, DRW (на 6 языках: английский, немецкий, французский, испанский, итальянский, португальский)
Условия Температура окружающей среды (хранения) -10~500C/ -20~650C
Влажность 25-90% без  конденсата
Вибрация 5,9 м/с2 (0,6G) 10~55 Гц
Установка Высота  не более 1000 м, в помещении свободном  от коррозийных газов и пыли
Дополнительное  оборудование Фильтр  электромагнитной совместимости, Входные/ выходные дроссели, дроссель для звена  постоянного тока, устройства динамического  торможения (>18,5 кВт), Тормозной резистор, Синус-фильтр
Габариты, ВхШхГ, мм 255х150х140
Масса, кг 3,5
Цвет серый
 

     8. Схема подключения преобразователя частоты HITACHI SJ300-055HF 

     Схема подключения данного преобразователя частоты показана на рис. 11. 

Таблица 2 – Описание силовых клемм.

Символ  Описание клеммы Функциональное  назначение
R, S, T (L1, L2, L3) Клеммы питания Подключается  источник переменного тока
U, V, W (T1, T2, T3) Выход преобразователя  частоты Подключается  трехфазный двигатель
PD, P (+1, +) Подключение дросселя в промежуточном звене постоянного тока При подключении  дросселя необходимо убрать медную перемычку между PD и Р
P, RB (+, RB) Внешний тормозной  резистор Подключается  внешний тормозной резистор (существует возможность установки внешнего тормозного резистора на инверторы  мощностью до 11 кВт)
P, N (+, -) Внешний модуль торможения Подключается  устройство динамического торможения (BRD-XX)
G Защитное заземление Клеммы (на корпусе  ПЧ), к которым подключается заземление
 

Рис. 11 – Схема подключения преобразователя частоты HITACHI SJ300-055HF. 
 
 
 
 

Таблица 3 – Описание клемм управления.

  Символ Описание клеммы Функциональное  назначение
Аналоговый Источник  питания L Клемма «общий»  для аналоговых входов и выходов Общая клемма для аналоговых входов (0, 02, 01) и аналоговых выходов, АМ, АМI. Не заземлять
H Питание потенциометра  задания частоты Поступление питания  DC+10 В на клеммы Допустимый  ток нагрузки 20мА
Установка частоты O Клемма установки  выходной частоты напряжением При подаче сигнала  DC от 0 до 10В – максимальная выходная частота будет соответствовать сигналу 10В. Если требуется, чтобы выходная частота соответствовала сигналу <10В, необходимо дополнительное программирование А014 Входное сопротивление 10кОм. Допустимое максимальное напряжение 12В
O2 Дополнительная  клемма установки выходной частоты  напряжением При подаче сигнала  ±10В, этот сигнал добавляется к сигналу, поданному на клемму 0 или OI Входное сопротивление 10кОм. Допустимый максимальный ток нагрузки 20мА
O1 Дополнительная  клемма установки выходной частоты  током При подаче сигнала 4-20мА – максимальная выходная частота  будет соответствовать сигналу 20мА. Если активизирован только терминал At – сигнал, поданный на эту клемму эффективен Входное сопротивление 10кОм. Допустимый максимальный ток нагрузки 24мА
Просмотр AM Импульсный  выход (напряжение) Выходной  сигнал следующих параметров: выходной частоты, выходного тока, момента, выходного напряжения, потребляемого тока, уровня нагрева корпуса Допустимый  максимальный ток 2мА
AMI Аналоговый  выход (ток) Допустимый  импенданс 250Ом
Дискретный FM Импульсный  выход (напряжение) Позволяет реализовать  функции клеммы АМ + индикация выходной частоты в цифровой форме Допустимый  максимальный ток 1мА, максимальная частота 3,6кГц
Источник  питания P24 Клемма питания Внутренний  источник питания +24 В. Используется для  подачи управляющего сигнала на программируемые  дискретные входы Допустимый  максимальный ток 

100 мА

CM1 Клемма «общий» Клемма  «общий» для выходов FM и ТН. Не заземлять
PLC Общая клемма для  внешнего источника питания (программируемого контроллера) При помощи установки перемычки может быть перенастроена на следующие режимы: “sink” (перемычка установлена на клеммы P24 и PLC) – клемма используется в качестве источника питания для подключения программируемого контроллера, “source” (перемычка на клеммах СМ1 и PLC) – является общей клеммой для внешнего источника питания
Входной сигнал Установка FW Прямое вращение При подаче управляющего сигнала – запуск двигателя  в прямом направлении, при отключении - остановка Допустимое  максимальное напряжение 27В, диапазон напряжений управления от 3 до 18В (рекомендуется – 24В)
Выбор функции 1,2

3,4

5,6

7,8

 Программируемые дискретные входы Выберите  любые 8 функций из 48 и запрограммируйте на клеммы с 1-й по 8-ю
Выходной  сигнал Состояние/ ошибка 11

12

13

14

15

 Программируемые дискретные выходы Выберите  любые 5 функций из 13 и запрограммируйте на клеммы с 11-й по 15-ю Допустимое  максимальное напряжение 27В, номинальный  ток 5мА
СМ2 Клемма «общий» Клемма  «общий» для программируемых  выходов 11-15 
 
 
 
 
 
AL1

AL2

 Реле сигнализации Выберите  необходимую функцию и присвойте  клеммам AL1, AL2. Нормальное состояние AL1 и AL2 - замкнуты Характеристика  контакта. Макс.: AL1-AL0: AC 250B, 2А (резистивная нагрузка), 0,2А (индуктивная нагрузка), AL2-AL0: 1А (резистивная нагрузка), 0,2А (индуктивная нагрузка). Мин.: АC 100В, 10мА
AL0 Клемма «общий» Клемма  «общий» выхода реле сигнализации
Аналоговый Датчик TH Вход термистора Если  на клеммы ТН и СМ1 будет подан сигнал о перегреве двигателя Допустимое  максимальное сопротивление 10кОм, минимальная  мощность 100мВт
 
 

     9. Автоматизированная  станция управления  насосами 

     Состав  станции управления:

     1. Преобразователь частоты фирмы HITACHI, включенный в контур регулирования и обеспечивающий управление производительностью агрегатов (насосов, компрессоров, вентиляторов).

     2. Программируемый логический контролер,  обеспечивающий выполнение заданного  управляющего алгоритма, реализующий  функции контроля и управления  преобразователем частоты и группой  магнитных пускателей.

     2.Сетевой дроссель, защищающий преобразователь частоты от воздействия изменений параметров питающего напряжения.

     3.Фильтр электромагнитной совместимости, подавляющий высокочастотную составляющую выходного сигнала частотного преобразователя.

     4. Группа магнитных пускателей  силовой коммутации.

     5. Выносной датчик давления.

     Исполнение:

     Система расположена в электрическом  шкафу управления степени защиты не ниже IP54, имеющем на лицевой стороне арматуру индикации и управления.

     Основные  функции: 

     1. Поддержание заданного, стабильного  давления на выходе одного  или группы насосов в автоматическом  и ручном режиме. Осуществляется  изменением производительности  работающего насоса.

     2. Контроль состояния входа и  выхода магистрали.

     3. Изменение фиксированных установок  значений выходного давления  через заданный промежуток времени.

     4. Переход станции в релейный  режим работы при отказе преобразователя  частоты.

     5. Задание уровня давления в  магистрали с панели управления  шкафа.

     6. Контроль состояния электродвигателя  по потребляемому току.

     7. Контроль за работой станции и выдача сигналов:

  • сигнал повреждения магистрали - отказ преобразователя частоты;
  • индикация работающего насоса - авария любого из насосов.

     8. Тепловая защита преобразователя  частоты и двигателей.

     9. Повторное автоматическое подключение  к питающей сети после пропадания  напряжения.

     Станция управления обеспечивает:

     1. Экономию электроэнергии и снижение  потребления воды.

     2. Ограничение пусковых токов в  сети.

     3. Увеличение ресурса электродвигателя.

     4. Исключение гидроударов в магистрали.

     Принципиальная  схема автоматизированной станции управления насосами представлена на рис. 12.

     

    Рис. 12 – Принципиальная схема автоматизированной станции управления насосами.

     Описание  основных элементов шкафа управления представлено в таблице 4. 

Таблица 4 – Основные элементы автоматизированной станции.

Описание  элемента Функция
Автоматический  выключатель Для защиты входных  цепей ПЧ
Электромагнитный  контактор Для снятия и  подачи напряжения на ПЧ
Сетевой дроссель для улучшения коэффициента мощности Этот элемент  используется при перекосе фазного  напряжения ≥3% и питания от сети ≥500кВА, а также при питании  от нестабильной электросети
Фильтр  радиопомех Использование ПЧ может привести к появлению  помех в периферийном оборудовании через линии питания. Этот элемент  уменьшает помехи
Фильтр  электромагнитной совместимости  Этот фильтр уменьшает общие помехи, производимые между источником питания и землей, а также нормальные помехи. Устанавливается  на входе ПЧ
Входной фильтр радиопомех (конденсаторный) Ослабляет помехи, наводимые входным силовым кабелем
Дроссель  в звене постоянного тока Осуществляет  гармоническое сглаживание
Тормозной резистор, устройство динамического  торможения Эти элементы используются в случае, когда необходимо увеличить  тормозной момент ПЧ или при частых включениях и выключениях, а также  при пуске высокоинерционных нагрузок
Фильтр  радиочастотных помех  Этот элемент  уменьшает помехи, генерируемые на выходе ПЧ (возможно использование  на входе и выходе)
Выходной (моторный) дроссель для уменьшения колебаний  Пуск двигателя  с помощью ПЧ генерирует колебания  большие, чем при пуске от промышленной электросети. Этот элемент, установленный  между ПЧ и двигателем, уменьшает  пульсации (неравномерность) момента. Если длина кабеля между ПЧ и двигателем велика, принимаются соответствующие  меры для функционирования теплового  реле
LCR-фильтр SIN-фильтр на выходе ПЧ
 

     Структурная схема станции управления представлена на рис. 13.

Рис. 13 – Структурная схема станции управления. 
 
 
 

     10. Связь преобразователя частоты с персональным компьютером 

     Программное обеспечение VFD-Setup представляет собой мощный инструмент для эксплуатации преобразователя частоты. Это программное обеспечение работает под Windows и позволяет эксплуатировать преобразователь частоты с помощью обычного персонального компьютера.

     Имеется возможность налаживать, эксплуатировать  и контролировать несколько преобразователей частоты – параллельно через  сеть или с помощью компьютера или ноутбука.

     Для связи между преобразователем частоты  и компьютером используется либо сеть RS485, либо непосредственное соединение с помощью переходного кабеля SC-FR PC, предлагаемого отдельно.

     Особенности:

  1. Одно программное обеспечение позволяет одновременно эксплуатировать до 32 преобразователей частоты.
  2. Простое согласование параметров благодаря общим и функциональным обзорам.
  3. Индикация данных, аналоговое отображение, осциллографическое отображение и индикация тревожной сигнализации с помощью хорошо понятных функций индикации.
  4. Испытательный режим для имитации рабочих условий и согласование с помощью функции автонастройки.
  5. Параметры можно сохранять на персональном компьютере и распечатывать на принтере.
  6. Обширный оперативный справочник, отвечающий на вопросы по наладке и эксплуатации.

     Для связи преобразователя частоты  с компьютером требуется конвертор  портов RS232 в RS485. Для этого используем преобразователь интерфейса IFD8500.

     Технические характеристики преобразователя интерфейса IFD8500:

     1.  Напряжение питания: +9 …+30 В постоянного тока.

     2.  Потребляемая мощность: 1.2 Вт.

     3.  Гальваническая изоляция: 3000 В постоянного тока.

     4.  Скорость передачи: до 115.2 кбит/сек.

     5.  RS-232: разъем 9pin D-SUB (гнездо).

Информация о работе Преобразователи частоты