Лабораторная работа: Частотно-регулируемый электропривод с Danfoss

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ
НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА ЭАПУ
Лабораторная работа № 1
Исследование алгоритмов управления и характеристик частотно –
регулируемого асинхронного электропривода на базе преобразователя
частоты Danfoss
Факультет
ФМА
Группа
ЭММ-12
Выполнили
Бекк И.В.
Николенко М.Н.
Пороховский Е. Н.
Схоменко А.А.
Преподаватель
Котин Д.А.
Новосибирск, 2015
2
Цель работы: исследование алгоритмов управления и характеристик частотно –
регулируемого асинхронного электропривода на базе преобразователя частоты Danfoss,
при управлении насосной установкой.
1. Статические характеристики насосного агрегата приведены в таблице 1 и графиках 1.1,
1.2, 1.3, 1.4, 1.5.
Таблица 1.
f
[Гц]
0
10
20
30
40
50
Q
[м3/ч]
0
375
930
1450
1920
2450
Pдавление
[Бар]
0
0
0,1
0,33
0,68
1,07
I
[A]
0
0,45
0,38
0,48
0,63
0,83
Unp
[B]
0
70,3
117
182
271
390
Pдв
[Вт]
0
10
30
90
210
390
1,2
P, [Бар]
1
0,8
0,6
0,4
0,2
Q, [м3/ч]
0
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
-0,2
Рисунок – 1.1 Характеристики насоса при различной частоте вращения двигателя
3
3000
Q, [м3/ч]
2500
2000
1500
1000
500
f, [Гц]
0
0
10
20
30
40
50
60
Рисунок – 1.2 Характеристика зависимости расхода от частоты вращения двигателя
1,2
Р, [Бар]
1
0,8
0,6
0,4
0,2
f, [Гц]
0
0
10
20
30
40
50
60
-0,2
Рисунок – 1.3 Характеристика зависимости давления воды от частоты вращения двигателя
4
0,9
I, [A]
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
f, [Гц]
0
0
10
20
30
40
50
60
Рисунок – 1.4 Характеристика зависимости тока статора от частоты вращения двигателя
450
Uпр, [B]
Р, [Вт]
400
350
300
250
200
Unp(f)
150
Р(f)
100
50
f, [Гц]
0
0
10
20
30
40
50
60
Рисунок – 1.5 Характеристика зависимости напряжения преобразователя и мощности от
частоты вращения двигателя
На рисунке 4.1 первое значение тока больше второго, т.к. при трогании двигателя с
места маховые массы двигателя преобладают над моментом, действующим со стороны
воды на лопасти с которыми соединен вал двигателя. По мере разгона двигателя маховые
массы становятся меньше, но Мс не возрастает, поэтому в этот момент времени ток
меньше.
5
2. Характеристики магистрали насосного агрегата для f = 40 [Гц] приведены в таблице 2 и
графиках 2.1, 2.2, 2.3, 2.4.
Таблица 2.
состояние
f
[Гц]
40
40
40
40
40
40
40
40
40
8
7
6
5
4
3
2
1
0
3
Q
[м3/ч]
1920
1850
1800
1700
1530
1300
950
575
0
Pдавление
[Бар]
0,68
0,7
0,8
1
1,28
1,68
2,1
2,35
2,6
I
[A]
0,63
0,63
0,63
0,63
0,63
0,62
0,6
0,56
0,51
U
[B]
271
271
271
271
271
271
271
271
271
P
[Bm]
200
200
200
210
210
210
190
160
120
Р, [Бар]
2,5
2
1,5
1
0,5
Q, [м3/ч]
0
0
500
1000
1500
2000
Рисунок – 2.1 Магистральная характеристики насоса
2500
6
2500
Q, [м3/ч]
2000
1500
1000
500
Р, [Бар]
0
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
Рисунок – 2.2 Магистральная характеристики насоса
0,7
I, [A]
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
Р, [Бар]
0
0
0,5
1
1,5
2
2,5
Рисунок – 2.3 Характеристика зависимости тока статора от давления воды
3
7
300
Uпр, [B]
Р, [Вт]
Unp(Рдавление)
250
200
Р(Pдавление)
150
100
50
Р, [Бар]
0
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
Рисунок – 2.4 Характеристика зависимости напряжения преобразователя и мощности от
частоты вращения двигателя
3. Динамические характеристики пуска электродвигателя показаны на рисунке 3.1.
ω(t)
u(t)
p(t)
i(t
)
t, [c]
Рисунок – 3.1 Динамические характеристики
8
Масштабы по осям представлены на рисунке 3.2.
Рисунок – 3.2 Масштабы по осям для рисунка 3.1
Вывод: исследованы алгоритмы управления и характеристики частотно –
регулируемого асинхронного электропривода на базе преобразователя частоты Danfoss.
Так же исследованы характеристики насосного агрегата и его магистрали. Насос является
«вентиляторной» нагрузкой, поэтому момент сопротивления зависит от квадрата частоты
вращения это и вносит определенный характер изменения параметров, представленных
выше. Здесь стоит отметить то, что при увеличении момента сопротивления в виде
перекрытия клапана, ток и мощность не возрастают как у двигателя включенного
напрямую сеть, а наоборот падают. Дело в том, что асинхронный двигатель подключен к
интеллектуальному устройству, которое представляет собой преобразователь частоты.
Преобразователь обеспечивает векторное управление электроприводом переменного тока
по замкнутому контуру. Обратной связью в данном случае является датчик давления,
который посылает сигнал о текущем давлении в магистрали. И так как в данном случае
выбран ручной режим управления и задана определенная частота вращения, то
преобразователь управляет электродвигателем таким образом, чтобы достичь наилучших
энергетических показателей.