Материал: Применение контроллеров частоты при нефтедобыче
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
где Емакс – максимальное напряжение источника постоянного напряжения, В. В данном случае это напряжение в звене постоянного тока с учетом возможного превышения напряжения сети на 10%.
E |
max |
1,1 U |
d |
1,1 515 566,5 В |
|
|
|
(2.6)
fк – несущая частота, так называемая коммутации ШИМ.
В электроприводе типа АТО несущая частота меняется программно. В
данном случае fк=8 кГц. Предельная частота ограничена допустимой частотой переключения тиристоров, она составляет 10 кГц. Численное значение индуктивности фильтра определится:
L |
|
0,25 515 |
0,003 Гн |
|
|
|
|||
ф2 |
|
0,6 |
8000 8,9 |
|
|
|
|
||
(2.7)
К установке принимает реактор типа РТСТ – 20,5-2,02У3, параметры которого приведены в таблице 2.5
Таблица 2.5 Техническая характеристика реактора РТСТ – 20,5-2,02У3
Наименование |
Размерность |
Значение |
|
|
|
Номинальное линейное напряжение питающей сети, Uсном |
В |
410 |
|
|
|
Номинальный фазный ток, I1ном |
А |
20,5 |
|
|
|
Номинальная индуктивность фазы, Lр |
мГн |
2,02 |
|
|
|
Активное сопротивление обмотки, Rp |
мОм |
265 |
|
|
|
Емкость фильтра определится по формуле:
|
|
|
Т |
|
2 |
C |
|
|
к |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
ф2 |
64 |
k |
|
L |
|
|
r |
|||
|
|
|
|
ф2 |
(2.8)
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
где Тк – период несущей частоты, с;
T |
|
1 |
|
1 |
0,000125 с |
|
|
|
|
||||
к |
|
f |
|
|
8000 |
|
|
|
к |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
(2.9)
kr – коэффициент высших гармоник; kr=0,05;
Численное значение емкости фильтра:
|
|
|
0,000125 |
2 |
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
2,47 |
мкФ |
||
ф2 |
0,05 2,02 |
10 |
3 |
|||||
|
64 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
(2.10)
К установке принимается конденсатор типа МБГО–1-400В–
2,4мкФ%. Дроссели включают в каждую фазу, последовательно с асинхронным двигателем, а конденсаторы соединяют в треугольник и включают параллельно двигателю. Соответственно конденсаторы существенно не влияют на общее сопротивление статорной цепи, поэтому сопротивлением фильтра при расчетах можно пренебречь.
2.4 Расчет и выбор элементов сглаживающего фильтра
Сглаживающие дроссели устанавливаются в звене постоянного тока низковольтных агрегатов и служат для снижения переменной составляющей тока через конденсаторы фильтра и уменьшения зоны прерывистых токов при работе электропривода. Конденсатор предназначен для замыкания реактивной составляющей тока статора.
Качество фильтра определяется коэффициентом сглаживания, который определяется:
q
SLC q вх. (2.11)
вых
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
где qвх – коэффициент пульсаций на входе фильтра;
qвых 
коэффициент пульсаций на выходе фильтра принимается в пределах 0,01…0,1; выберем qвых=0,01.
Коэффициент пульсаций на входе фильтра определяется по формуле:
q |
|
|
|
2 |
1 |
n |
2 |
tg |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
в х |
n |
2 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(2.12)
где n – число пульсаций выпрямителя; для трехфазной мостовой схемы
n=6;
угол управления вентилей выпрямителя; =0 , так как напряжение регулируется в АИН.
q |
|
|
|
2 |
1 6 |
2 |
tg |
2 |
0 |
0,057 |
|
|
|
||||||||
в х |
2 |
1 |
|
|
||||||
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(2.13)
Численное значение коэффициента сглаживания:
0,057
SLC 0,01 5,7
Емкость фильтра принимается из расчета 100 мкФ на 1 кВт мощности двигателя. Расчетная мощность фильтра определится:
Cф1 |
100 Pдв. 100 4 400 мкФ |
(2.14) |
К |
установке выбирается |
конденсатор типа МБГО–1-400 В– |
390мкФ%.
Индуктивность фильтра определяется по формуле:
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
LФТ LФТ
2
|
|
S |
LC |
|
1 |
n |
|
|
|
C |
|
2 |
|
2 |
|||
|
|
|
|
||
|
f |
c |
2 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5,7 |
||
6 |
2 |
314 |
2 |
|
||
|
|
|||||
(2.15)
ф1
3,14 50 314 Гц |
|
|||
1 |
|
|
4,84 10 |
3 |
|
|
|
||
390 |
10 |
6 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
||
(2.16)
Гн
К установке принимает реактор типа ФРОС–250/0,5У3 параметры,
которого представлены в таблице 2.6.
Таблица 2.6 Техническая характеристика реактора ФРОС– 250/0,5У3
Наименование |
Размерность |
Значение |
|
|
|
Номинальный постоянный ток, I1ном |
А |
320 |
|
|
|
Номинальная индуктивность фазы, Lр |
мГн |
4,2 |
|
|
|
Активное сопротивление обмотки, Rp |
мОм |
11,5 |
|
|
|
Разработка структурной схемы силовой части.
Силовая часть электропривода состоит из преобразователя частоты и электродвигателя. Структурная схема силовой части представлена на рисунке
2.1
Рис. 2.1 Структурная схема силовой части электропривода
Динамические свойства преобразователя частоты совместно с блоками измерения и преобразования координат могут быть упрощенно учтены апериодическим звеном с передаточной функцией:
W ( p)ТП |
|
|
k |
пч |
|
(2.17) |
|
Tпч |
|
р 1 |
|||||
|
|
|
|||||
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
где |
|
|
KПЧ |
эквивалентный |
передаточный |
коэффициент |
|||||
преобразователя. |
|
|
|
|
|
||||||
K ПЧ |
|
U |
dм акс |
(2.18) |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
U |
упр.м акс |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
где |
|
Udмакс |
номинальное |
фазное напряжение |
на |
выходе |
|||||
преобразователя, В; |
Uупр макс |
максимальное напряжение |
системы |
||||||||
управления, В. |
|
|
|
|
|
|
|||||
Численное значение коэффициента передачи преобразователя частоты: |
|||||||||||
K |
|
|
220 |
22. |
|
|
|
|
|
||
ПЧ |
10 |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ТТЧ 
эквивалентная постоянная времени преобразователя, с. Она складывается из времени задержки включения ШИМ и времени,
затрачиваемого процессором на преобразование и вычисление сигналов (Тпр=1
мс).
Время задержки ШИМ определится:
T |
|
1 |
|
1 |
0,000125 с |
|
|
|
|
||||
k |
|
f |
|
|
8000 |
|
|
|
k |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
(2.19)
Численное значение постоянной времени преобразователя:
T |
Т |
ПР |
Т |
К |
0,001 0,000125 0,0011 с |
ТЧ |
|
|
|
(2.20)
Электродвигатель представляется передаточными функциями электромагнитной и механической частей, представленных апериодическим и интегрирующим звеньями, соединенными последовательно.