Mio-tech-service.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Электропривод для асинхронного двигателя схема

Частотный преобразователь для асинхронного электродвигателя: выбор и расчёт, управление, сборка своими руками

  1. Понятие о принципе работы частотника
  2. Советы по выбору частотников
  3. Расчёт частотника для электродвигателя
  4. Необходимые материалы для самодельного частотника
  5. Подключение и настройка
  6. Эксплуатация частотника

Одним из главных недостатков асинхронных двигателей является сложность регулировки частоты вращения. Изменять её можно тремя способами: изменением количества пар полюсов, изменением скольжения и изменением частоты. В последнее время для регулирования скорости вращения асинхронного короткозамкнутого двигателя частоту тока меняют с помощью частотных преобразователей для электродвигателя.

Асинхронные машины общепромышленного применения

ЭДС и частота в обмотке ротора зависят от скорости пересечения вращающим полем проводника об­мотки ротора, т. е. от разности частоты вращения поля nо и ротора nр. Чем больше разность (n — nр), тем большая индуцируется э.д.с. и тем выше ее частота изменения. Следовательно, необходимым усло­вием для возникновения в асинхронном двигателе вращающего момента является неравенство (асинхронность) частот вращения n и nр Именно поэтому двигатель и называется асинхронным (не син­хронным). Разность частоты вращения поля статора и ротора характеризуется коэффициентом скольжения s = (n — nр) /n.

Если асинхронная машина нормального исполнения, то при номи­нальном режиме работы скольжение должно быть в промежутке 0,01—0,1. С появле­нием нагрузки на валу двигателя оно повышается, что вызывает увеличение тока в обмотке ротора, а следовательно, и электромаг­нитного момента. Чем ниже величина скольжения, тем экономичнее работает двигатель. Вращающееся поле, которое создает обмотка статора, может быть двухполюсным, четырехполюсным и так далее. Число пар полюсов – определяют при проектировании обмотки статора. При одной и той же частоте тока в обмотке статора многополюсное поле будет вращаться медленнее, пропорционально числу пар полюсов, что часто используется при ступенчатом регу­лировании частоты вращения.

Важными эксплуатационными характеристиками асинхронных машин, работающих в приводах главного движения станков, являются их максимальная перегрузочная способность и кратность пускового момента (отношение максимального момента к номинальному).

Перегрузочной способностью Км называют отношение максималь­ного момента Мтах,, развиваемого двигателем, к номинальному Мн. Это отношение составляет обычно Ки = Мтахн = 1,8 — 2,5. Мо­мент, развиваемый двигателем при пуске (nр= 0), называется пус­ковым моментом.

Отношение пускового момента к номинальному называют крат­ностью пускового момента Кп = Мпуск/Мн. Кратность пускового момента составляет 1,1 —1,8.

Чем выше перегрузочная способность Км, тем выше способность двигателя к перегрузкам. Больший пусковой момент Кп соответ­ствует двигателям со значительным моментом нагрузки на валу.

Пуск асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором со­провождается довольно большим скачком пускового тока. Он иногда может в семь-десять раз превышать номинальный. Обычно двигатели малой мощности пускают прямым пуском.К числу таких двигателей относятся и двигатели приводов металлорежущих станков. Пуск мощных асинхронных приводов сопровождается большой просадкой напряжения, поэтому их пуск производят через различные пусковые устройства или пускают на холостом ходу.В некоторых механизмах иногда требуется плав­ный разгон двигателя. В этом случае наиболее эффективен пуск с помощью тиристорного блока управления, позволяющего плавно уве­личивать частоту питающего напряжения.

Скорость вращения асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором как правило регулируют либо изменением числа пар полюсов, либо изменяют частоту и величину питающего напряжения на статоре машины. Первый способ позволяет довольно просто осуществить лишь ступенчатое регулирование, причем чем больше число пар полюсов обмотки, тем ниже частота вращения. При втором способе достигается плавность регулирования в широком диапазоне, но тре­буются специальные сложные и дорогостоящие электронные системы управления.

Читать еще:  Saab стук в двигателе saab

На станках применяют в основном общепромышленные асинхрон­ные двигатели единых серий 4А и АИ (рис. 2.4).

Диапазон мощности выпускаемых двигателей единых серий пол­ностью обеспечивает все потребности станкостроения. В состав этих серий также входят асинхронные двигатели специального исполнения: с повышенной точности по установочным раз мерам; со встроенным электромагнитным тормозом; с повышенным пусковым моментом.

В маркировке асинхронного двигателя указывается его конструк­тивное исполнение, материал подшипниковых щитов и станины, высота оси вращения, установочные размеры, число пар полюсов и климатическое исполнение. Например, 4А80А2УЗ — асинхронный электродвигатель четвертой серии (4А). Тип исполнения — закры­тое (А), высота оси вращения 80 мм, количество пар полюсов — два (2) исполнение для умеренного климата (УЗ).

Во многих станках для подачи масла и охлаждающих жидкостей широко применяются электронасосы серий П и ПА, объединяющие в едином корпусе центробежный насос и нерегулируемый приводной асинхронный двигатель. Мощность и соответственно габаритные раз­меры электронасосов зависят от количества жидкости, подаваемой в единицу времени. Обычно их мощность составляет 0,1—0,6 кВт.

Принцип работы электрозадвижек для трубопроводов и область их применения

Современный монтаж запорной арматуры, в подавляющем большинстве случаев, ведется с применением электрозадвижки для трубопроводов. Особенно в системах трубопроводов воды, нефти и газа. Связано это с тем, что механические задвижки в современных условиях уже морально устарели. А возможность перекрывать поток через трубопровод дистанционно, гораздо удобней, экономичней и быстрее, чем непосредственное перекрывание вентиля. Это дает возможность строить сложные автоматизированные системы управления потоками жидкости или газа в разных направлениях промышленности или водоснабжения.

Принцип работы электрозадвижки

В конструктивном исполнении существует несколько видов задвижек:

  1. Клиновые. Плоская заглушка перекрывает поток перпендикулярно, как бы вбивается клин.
  2. Поворотные. Заслонка располагается в самой трубе и при ее повороте поток перекрывается.
  3. Параллельные. Делятся на одно- или двух кольцевые. Поток перекрывается после опускания дисков в специальные углубления.
  4. Шланговые. Затвор осуществляется путем сильного сжатия шланга.

В большинстве случаев при работе электропривода используется клиновое исполнение задвижек

Чтобы из механической задвижки сделать задвижку с электроприводом, достаточно к существующей конструкции добавить асинхронный двигатель и червячный редуктор. Вращение вала передается на редуктор, который приводит в движение задвижку.

Рис. 1: Червячный редуктор

Использование электропривода позволяет дистанционно управлять процессом отпирания/запирания заглушек, что получило широкое применение во многих сферах.

Рис. 2: Внешний вид электрозадвижки

В зависимости от параметров системы на конечный выбор конструкции электрозадвижки будет влиять следующие факторы:

  • агрессивность среды потока
  • рабочее давление в системе
  • условия окружающей среды
  • необходимые системы защиты и безопасности.

Электрозадвижка всегда дублируется в механическом исполнении на случаи отсутствия питания. Для переключения на ручной режим на месте расположения трубопровода и задвижки выносят элементы управления переключением на ручной режим работы.

Блок схема устройства электрозадвижки показана на рис. 3.

Рис.3: Блок схема управления задвижкой

Приводы оснащаются концевым выключателем с помощью которого регистрируются положения задвижки и поступают сигналы в систему управления по достижении ей крайних положений. Муфта ограничения крутящего момента позволяет обезопасить трубопровод от повреждений при заклинивании задвижки или попадании в место перекрытия посторонних предметов, предотвращает повреждение всей системы.

Читать еще:  Двигатель f1ce3481j технические характеристики

Электрическая схема подключения электрозадвижки в общем виде без системы контроля датчиков давления или сложной системы управления электроприводом выглядит следующим образом:

Рис. 4: Электрическая схема подключения электропривода

На данной схеме сигналы с концевых выключателей останавливают работу двигателя, и задвижка находится или в состоянии «открыто» или «закрыто».

Материалы изготовления электрозадвижек

Изготавливаются задвижки из следующих видов металлов:

  • Латунь
  • Бронза
  • Сталь
  • Чугун

Наибольшее распространения получили исполнения из стали из чугуна, как наиболее надежные в работе способные прослужить достаточно долго без нареканий, что и является основным критерием выбора. Исполнения из бронзы и латуни зачастую используются в специфических системах трубопроводов, где значения выбора материала изготовления задвижек имеет большое значение.

В чем преимущество использования электрозадвижек?

Очевидным преимуществом использования электрозадвижек является возможность дистанционного управления системой, особенно это получило распространение на пожарных водопроводах. В это входит не только понятия открывание и запирание потоков, но и регистрация нештатных ситуаций и предотвращение аварийных ситуаций. Стоимость электрозадвижки хоть и выше, чем стандартной механической, но получаемые преимущества быстро окупают все расходы в процессе эксплуатации.

Также обеспечиваются другие преимущества:

  • возможность монтажа трубопроводов в труднодоступных местах, где не будет необходимости постоянно осуществлять управление системой непосредственно на трубопроводе.
  • быстрое реагирования на текущую ситуацию.
  • значительно более быстрое отпирание/запирание больших диаметров труб, в сравнении с ручными задвижками.
  • возможность построения сложных трубопроводных систем, в том числе автоматических без участия оператора.

Классификация задвижек с электроприводом.

С распространением использования запорной арматуры в начале 19 века была разработана и принята таблица фигур запорной арматуры. В ней были установлены ряд правил для более легкого и удобного чтения и обозначение различных исполнений запорной арматуры. Так как задвижка — это только один из видов запорной арматуры имеет смысл указать как будет выглядеть маркировка задвижек с электроприводом, на примере 30с941нж.

Рис. 5: Задвижка 30с941нж

«30» – обозначает непосредственно тип арматуры, а именно задвижки.

«с» – обозначает материал из которого изготовлен корпус запора, в данном случае сталь углеродистая.

«9» – тип используемого привода, в данном случае электромоторный.

«41» – обозначает номер изделия на заводе-изготовителе.

«нж» – материал уплотнителя, нержавеющая сталь.

Остальные типы маркировки указаны на рис. 6.

Рис. 6: Таблица фигур запорной арматуры

Другим важным параметром при выборе задвижки является DN (или ДУ). DN принятый современный стандарт обозначения условного прохода. ДУ (диаметр условный) устаревшее название, постепенно выходящее из оборота. Условный проход обозначает внутренний диаметр трубы, выраженный в миллиметрах. Например, DN50 (или ДУ50) обозначает трубу с внутренним диаметром в 50 мм. Условным размер называют не случайно, т.к. при изготовлении труб выдержать точные размеры внутреннего диаметра не имеет экономического смысла, поэтому он может в небольших пределах варьироваться, однако считать этот размер точным нельзя.

Не менее важным является параметр PN (или РУ) обозначающий предел давления, при котором обеспечена нормальное функционирование устройства. Например, PN15 означает, что данное изделие гарантирует функционирование при давлении в системе в 15 Бар.

Читать еще:  Что такое тутаевский двигатель

Соответственно в зависимости от исполнения задвижки и диаметра трубы на котором она будет использоваться осуществляется подбор типа электропривода к данной задвижке. Разница в использовании электропривода на трубу с ДУ50 и ДУ600 очевидна, поэтому на один и тот же тип задвижки может выбираться разный электропривод.

Из отечественных изготовителей приводов самыми распространенными являются изделия заводов ОАО «ЗЭиМ» и ОАО «Тулаэлектропривод». Наибольшее распространения получили двигатели серии ПЭМ-А11 использующиеся на самые распространенные размеры труб от ДУ50 до ДУ150.

Виды электрозадвижек и систем управления

По системам управления электроприводами различают несколько типов:

  • Многооборотные. Элекрозадвижки способные запирать поток не только в двух положениях открыто/закрыто, а с возможностью контроля потока еще в нескольких промежуточных положениях.
  • Взрывозащитные. Системы с усиленной конструкцией на случай возникновения нештатных ситуаций. Используются в основном в системах с взрывоопасными жидкостями. В основном нефтяной, химической и газовой промышленности.
  • Интегрированные. Задвижки, оборудованные системой датчиков контроля состояния потока. Способные в автоматическом режиме менять положение задвижке в зависимости от текущей ситуации в арматуре.

Правила установки и регулировки

Перед началом установки задвижки в обязательном порядке необходимо убедиться в ее корректной работе. Для этого клин необходимо нанести смазку на силиконовой основе, если она отсутствует, то пролить обычной водой. Потом необходимо провести ее до состояния закрытия и вернуть в открытое состояния до упора. Убедившись, что проверка на работоспособность задвижки прошла успешно на полном цикле в ручном режиме и при работе электропривода. Убедитесь, что в трубопроводе отсутствуют посторонние предметы и приступайте к ее монтажу. Если выяснится, что заслонка не работает после монтажа это приведет не только к экономическим, но и моральным неудобствам.

Также до установки убедитесь, что изделие вам подходит по всем параметрам, если с ДУ будет трудно ошибиться, то вот значение PN обязательно необходимо проверить. Этот параметр должен обязательно соответствовать условиям эксплуатации.

Крепление задвижки к ответному фланцу должно осуществляться болтами определенного диаметра, в зависимости от ДУ оно меняется. Их значения приведены в таблице ниже.

Рис. 7: Таблица рекомендованных диаметров болтов для крепления задвижек в зависимости от значений диаметра трубы и давления в системе

Количество болтов крепления и их расположения фланцевых отверстий должны соответствовать ГОСТ 12821. Далее устанавливаете электропривод и производится окончательная установка и монтаж систем управления.

Срок службы и рекомендации по эксплуатации

Гарантийный срок стандартных задвижек составляет 2 года, срок службы – 10 лет. Средний ресурс не менее 2500 циклов. При верно выбранном значении PN и бережной эксплуатации изделия без чрезвычайных ситуаций прибор может прослужить исправно гораздо дольше. Крайне не рекомендуется обслуживать изделие персоналу не обученном работе, настройке и эксплуатации задвижек. В случае если в системе возможны запредельные значения давления, необходимо установить в ней опоры или компенсаторы.

Нельзя использовать арматуру в качестве опоры для трубопровода, это сильно уменьшает срок эксплуатации прибора. Запрещено менять набивку сальника или осуществлять его до набивку.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector