Расчёт и выбор преобразователя частоты для регулирования электропривода

В соответствии с заданием расчётная номинальная мощность исполнительного электродвигателя составляет 8 кВт. В качестве приводного двигателя применяем асинхронный электродвигатель серии МАП421-4 со следующими техническими характеристиками:
- число полюсов – 4;
- мощность – 10 кВт;
- частота вращения – 1425 об/мин;
- линейный ток при 380 В – 19,2 А;
- максимальный момент – 220 Н∙м;
- пусковой момент – 160 Н∙м;
- пусковой ток при 380 В – 130 А.
Для выбранного асинхронного электродвигателя произведем выбор преобразователя частоты ATV71HD11N4 со следующими техническими характеристиками:
- Серия продукта Altivar 71;
- Тип продукта - привод с регулируемой частотой вращения;
- Мощность двигателя, кВт 11 кВт, 3 фазы в 380...480 В;
- Мощность двигателя, л.с. 15 лс, 3 фазы в 380...480 В;
- Напряжение сети 380...480 В - 15...10 %;
- Число фаз 3 фазы;
- Линейный ток 30 А для 480 В 3 фазы;
36,6 А для 380 В 3 фазы;
- Фильтр помех – встроенный;
- Полная мощность 24,1 кВ·А в 380 В 3 фазы;
- Предполагаемый линейный Isc 22 кА для 3 фазы;
- Номинальный выходной ток 28,7 А в 2,5 кГц 380 В;
- Макс. переходной ток 41,6 А для 60 с;
- Выходная частота 0,1…500 Гц;
- Номинальная частота коммутации 2,5 кГц;
- Частота коммутации 2,5...8 кГц регулируем. 2,5...8 кГц с понижающим коэффициентом.
Типовая схема соединения силовых цепей и цепей управления преобразователя частоты переменного тока представлена на рисунке 3.1.
Рисунок 3.1 – Схема подключения преобразователя частоты.
Преобразователь частоты подключается к сети трехфазного переменного тока через устройство защиты (автоматический выключатель, предохранители) и сетевой радиочастотный фильтр на клеммы L1, L2, L3.
Статорные цепи асинхронного электродвигателя подсоединяются на выход инвертора к клеммам U, V, W. Корпуса электродвигателей и преобразователя должны быть надежно заземлены.
Торможение на сопротивление позволяет преобразователю Altivar 71 обеспечить остановку или работу электропривода в генераторном режиме, рассеивая энергию на этом сопротивлении

. Преобразователь ATV71HD11N4 оснащен встроенным тормозным транзистором (прерывателем). Тормозные сопротивления для подъемно-транспортного оборудования (ПТО) обеспечивает работу преобразователя Altivar 71 при торможении до полной остановки путем рассеивания энергии торможения.
Преобразователь Altivar 71 имеет встроенную программную функцию, позволяющую ограничить перенапряжения на клеммах двигателя. Программная функция ограничивает перенапряжение на клеммах двигателя до двойного напряжения звена постоянного тока. Для всех применений с тормозными циклами, при которых напряжение промежуточного звена постоянного тока превышает нормальный его уровень, определяемый напряжением питания, умноженным на .
Интерфейсная карта датчика RS 422 ESIM (Encoder SIMulation) позволяет выдать контроллеру движения информацию о положении и скорости двигателя с помощью выхода ESIM с интерфейсом RS 422.
Законы управления двигателем:
1 Векторное управление потоком в замкнутой системе.
По току: обеспечивает наилучшие характеристики момента в статическом и динамическом режимах.
2 Векторное управление потоком в разомкнутой системе.
По напряжению: может использоваться при работе с одним или несколькими параллельно включенными двигателями.
По току: характеристики при этом законе управления лучше, чем в предыдущем случае, однако не пригодны для параллельной работы двигателей.
3 Векторное управление с ограничением напряжения (задание по двум точкам).
Зона работы с постоянной мощностью может быть оптимизирована путем задания дополнительной точки в законе управления.
Эта функция используется с двигателями при задании зоны ослабления поля из двух частей.
Функция позволяет ограничить напряжение на клеммах двигателя в тех случаях, когда напряжение сети превосходит номинальное напряжение двигателя.
4 Скалярное управление (закон "напряжение/частота").
Этот закон управления адаптирован для специальных двигателей (высокоскоростные двигатели, асинхронизированные синхронные двигатели и т.д.)