Навигация
Описание электрической схемы электропривода
29013
знаков
7
таблиц
13
изображений
2.1 Описание электрической схемы электропривода
Схема приведена в конце курсового проекта. Приложение 2
Основные элементы, входящие в Функциональную электрическую схему асинхронного ЭП с ПЧ: UZ – неуправляемый выпрямитель; L0, Со – фильтр; RT – термистор, ограничивающий ток заряда конденсатора С0; R0 – разрядное сопротивление для конденсатора Со, FU1, FU2 – предохранители; R, С – цепь защиты (снаббер) от перенапряжений на ключах IGBT; RS – датчик тока для организации защиты (FA) от сквозных и недопустимых токов перегрузки через IGBT; VT – VD – интегрированный трехфазный инвертор на IGBT с обратным диодным мостом.
Основные блоки в системе управления:
- блок питания, содержащий восемь развязанных между собой источников напряжения;
- микроконтроллер AD на базе сигнального процессора 1899BE1;
- плата индикации DS с переключателем способа управления местное / дистанционное;
- блок сопряжения ТВ по работе с внешними сигналами или командами;
- согласующие усилители UD – драйверы IGBT.
2.2 Структура и принцип действия преобразователя частоты с промежуточным звеном постоянного тока
В преобразователе применена наиболее распространенная для управления асинхронным короткозамкнутым двигателем схема ПЧ с автономным инвертором напряжения (АИН) с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) напряжения на выходе и неуправляемым выпрямителем на входе силовой части схемы и микропроцессорным управлением. При питании от сети 380 В наиболее рациональным является применение в инверторе полупроводниковых вентилей нового поколения – биполярных транзисторов с изолированным затвором IGBT.
Основные элементы, входящие в схему (2): UZ – неуправляемый выпрямитель; L0, Со – фильтр; RT – термистор, ограничивающий ток заряда конденсатора С0; R0 – разрядное сопротивление для конденсатора Со, FU1, FU2 – предохранители; R, С – цепь защиты (снаббер) от перенапряжений на ключах IGBT; RS – датчик тока для организации защиты (FA) от сквозных и недопустимых токов перегрузки через IGBT; VT – VD – интегрированный трехфазный инвертор на IGBT с обратным диодным мостом.
Основные блоки в системе управления:
- блок питания, содержащий восемь развязанных между собой источников напряжения;
- микроконтроллер AD на базе сигнального процессора 1899BE1;
- плата индикации DS с переключателем способа управления местное / дистанционное;
- блок сопряжения ТВ по работе с внешними сигналами или командами;
- согласующие усилители UD – драйверы IGBT.
Работает электропривод следующим образом. При подаче силового напряжения 380В на вход выпрямителя UZ в звене постоянного тока происходит процесс заряда конденсатора фильтра C0, который определяется величинами L0, C0. Одновременно с этим в информационную часть схемы подается питание (напряжения U1 – U8). В процессе выдержки времени на установление напряжений стабилизированных источников питания U1 – U4 аппаратная защита FA блокирует открывание ключей инвертора и происходит запуск программы управления процессором по аппаратно-формируемой команде "Рестарт". Выполняется предустановка ряда ячеек ОЗУ процессора (установка начальных условий), определяется способ управления "Местное/Дистанционное", "по умолчанию" устанавливается режим работы "Подача" (Q). Если с датчиков тока фаз двигателя ТАА – ТАС, аппаратной защиты FA, напряжения сети Uс поступает информация о нормальных параметрах, то привод готов к работе, на цифровой индикатор выводятся нули, светится светодиод "Подача". В противном случае загорается светодиод "Авария" и на цифровом индикаторе появляется код срабатывания той или иной защиты.
Для управления двигателем процессор формирует систему трехфазных синусоидальных напряжений, изменяемых по частоте и амплитуде, и передает их в модулятор, в котором синусоидальные сигналы управления фазами – “стойками” инвертора, состоящими из последовательно включенных ключей IGBT, преобразуются в дискретные команды включения и отключения транзисторов классическим методом центрированной синусоидальной ШИМ. Несущая частота ШИМ составляет от 5 кГц до 15 кГц.
Методика расчета приводится для ПЧ с АИН (рис. 7.2), выполненного на гибридных модулях, состоящих из ключей IGBT и обратных диодов FWD, смонтированных в одном корпусе на общей тепловыводящей пластине.
2.3 Расчёт инвертора
Максимальный ток через ключи инвертора определяется из выражения:
(2.1)
А
А
где Pн – номинальная мощность двигателя, Вт; kI = (1,2–1,5) – коэффициент допустимой кратковременной перегрузки по току, необходимой для обеспечения динамики электропривода; k2 = (1,1–1,2) – коэффициент допустимой мгновенной пульсации тока; ηн – номинальный КПД двигателя; Uл – линейное напряжение двигателя, В.
Среднее выпрямленное напряжение
(2.2)
В
где kсн = 1,35 для мостовой трехфазной схемы; kсн = 0,9 – для мостовой однофазной схемы.
Выбираем IGBT модуль при условии Iс ≥ Iс.макс. и Uce≥Ud
Выбрали 3 модуля CM100D-Y-12H для функциональной электрической схемы АД эл. привода с ПЧ.
Параметры IGBT модуля CM100D-Y-12H
| Тип прибора | Предельные параметры | Электрические характеристики | Обратный диод | Тепловые и механические параметры | Масса,г | |||||||||||||
| UCE(sat), B | Cies, нФ | Cоes, нФ | Cres,нФ | td(on),нс | tr, нс | td(off), нс | tf, нс | |||||||||||
| UCES, B | IC, A | PC, Вт | типовое | максимальное | Uf, B | trr, нс | Rth(c-f), oC/Вт | IGBT | Диод | |||||||||
| Rth(j-f), oC/Вт | ||||||||||||||||||
| CM100D-Y-12H | 600 | 100 | 400 | 2,1 | 2,8 | 10 | 3,5 | 2 | 120 | 300 | 200 | 300 | 2,8 | 110 | 0,15 | 0,31 | 0,7 | 190 |
Примечание: UCES – максимальное напряжение коллектор-эмиттер; IC – макси мальный ток коллектора; PC – максимальная рассеиваемая мощность; UCE(sat) – напряжение коллектор-эмиттер во включенном состоянии; Cies – входная емкость; Cоes – выходная емкость; Cres – емкость обратной связи (проходная); td(on) – время задержки включения; tr – время нарастания; td(off) - время задержки выключения; tf – время спада; Uf – прямое падение напряжения на обратном диоде транзистора; trr – время восстановления обратного диода при выключении; Rth(c-f) – тепловое сопротивление корпус-охладитель; Rth(j-f) – тепловое сопротивление переход-корпус.
Похожие работы
... . Целью дипломного проекта является разработка и исследование автоматической системы регулирования (АСР) асинхронного высоковольтного электропривода на базе автономного инвертора тока с трехфазным однообмоточным двигателем с детальной разработкой программы высокого уровня при различных законах управления. В ходе конкретизации из поставленной цели выделены следующие задачи. Провести анализ ...
... (М) при заданных скоростях ветрового потока (ВП). При этом математическое описание параметров ВП может быть получена вероятностными методами. Рисунок 1.9 – Структурная схема ВЭУ Одним из возможных направлений разработки АЭП имитатора является его реализация на базе привода постоянного тока (рис. 1.10). Одним из достоинств ДПТ является широкое и плавное регулирование скорости вращения, ...
0 комментариев