Нагрузочные (механические) характеристики рабочих машин

Выбор преобразователя частоты

При определении характеристик преобразователя частоты для заданной нагрузки необходимо принимать во внимание нагрузочных характеристик рабочих машин (Х=1; 2; 0 -1). Существуют четыре различных способа расчета требуемых выходных параметров, при этом выбор способа зависит от характеристик электродвигателя.

Типоразмер преобразователя частоты зависит от механической характеристики рабочей машины. Наиболее широко используются две механические (нагрузочными) характеристиками при Х = 0 и Х = 2 – вентиляторная. При Х = 0 механическая характеристика не изменяется (она постоянна), при Х = 2 ее можно принять за квадратическую.

• При увеличении скорости центробежных насосов и вентиляторов потребляемая ими мощность возрастает в третьей степени (Р = п³).

• Обычный рабочий диапазон центробежных насосов и вентиляторов лежит в пределах скоростей от 50 до 90 %. Коэффициент нагрузки возрастает пропорционально квадрату скорости, т. е. приблизительно от 30 до 80 %.

Оба эти фактора проявляются в характеристиках крутящего момента электродвигателя, управляемого преобразователем частоты.

На рис 3.08 и 3.09 показаны характеристики крутящего момента для двух типоразмеров преобразователей частоты, один из них (рис. 3.09) имеет меньший диапазон мощности, чем другой. Для обеих характеристик крутящего момента были заданы одинаковые нагрузочные характеристики центробежного насоса.

На рис. 23 и 24 весь рабочий диапазон насоса
(0, 100 %) находится в пределах номинальных значений параметров двигателя. Поскольку обычный рабочий диапазон насоса находится в пределах 30, 80 %, то можно выбрать преобразователь частоты с меньшей выходной мощностью.

На рис. 23 и 24 по оси ординат показано изменение крутящего момента, про оси абсцисс – изменение скорости вращения.

Рисунок 23. Преобразователь частоты большой
мощности

Если нагрузочный момент постоянен (Х = 0), электродвигатель должен быть способен развивать крутящий момент, превышающий нагрузочный момент, поскольку избыточный крутящий момент используется для разгона.

Для разгона и обеспечения высокого начального момента, например в случае привода ленточных транспортеров (Х = 0), достаточен кратковременный перегрузочный момент, составляющий 60 % от момента, развиваемого преобразователем частоты. Перегрузочный крутящий момент также обеспечивает системе способность преодолевать внезапные увеличения нагрузки. Преобразователь частоты, который не допускает никакого перегрузочного момента, должен выбираться таким образом, чтобы ускоряющий крутящий момент находился в пределах номинального крутящего момента.

Рисунок 24 Изменение перегрузочного крутящего
момента, используемого для разгона

В составе ЧРЭП для асинхронного ЭД выбор и согласование параметров ПЧ и КЗ ЭД является главным вопросом.

Для выбора ЭД и ПЧ нужно учитывать следующие параметры [1]:

· диапазон регулирования частоты вращения ЭД (для определения числа пар полюсов ЭД и номинальной частоты вращения ЭД);

· нагрузочную характеристику (она определяет ограничения, связанные с охлаждением ЭД и выходом в зону ослабленного поля, т.е. на частоту вращения ротора ЭД выше его номинальной по техническим условиям на ЭД);

· требуемый крутящий момент ЭД (он требуется для определения мощности ЭД);

· тип и мощность ПЧ, учитывая следующие особенности:

1. управление одним ЭД или группой;

2. двигатель погружной;

3. двигатель взрывозащищенный;

4. многоскоростной ЭД.

Нагрузочные характеристики определяются четырьмя вариантами работы электродвигателя, с помощью которых принимаются решения относительно выбора типоразмера преобразователя частоты по мощности. Рассмотрим эти четыре этапа.

1. Выбор преобразователя частоты по току
_, который потребляет электродвигатель (рис. 25). Если электродвигатель загружается не полностью, его ток может быть из­мерен при работе аналогичной системы с полной нагрузкой.

Рисунок 25 Выбор преобразователя частоты на
основе номинального тока

Мощность ПЧ выбирают так, чтобы номинальный ток ЭД I_дв был меньше или равен току на выходе ПЧ I_пч

, А.

Дата добавления: 2015-06-29