новая папка 1 / 541638

3125

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВ АНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра электропривода

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД РАБОЧИХ МАШИН И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

Методические указания к лабораторным работам по теме “Асинхронный электропривод

на стенде ПАиЭП-СК”

П.Н. Левин

Липецк Липецкий государственный технический университет

2015

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД РАБОЧИХ МАШИН И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

Методические указания к лабораторным работам по теме “Асинхронный электропривод

на стенде ПАиЭП-СК”

П.Н. Левин

Липецк Липецкий государственный технический университет

2015

2

УДК 621.34(07) Л363

Рецензент - В.Н. Мещеряков, проф., д-р техн. наук

Левин, П.Н.

Л363 Автоматизированный электропривод рабочих машин и

технологических установок [Текст]: методические указания к лабораторным работам по теме “Асинхронный электропривод на стенде ПАиЭП-СК” / П.Н. Левин. - Липецк: Изд-во Липецкого государственного технического университета, 2015. - 12 с.

Методические указания содержат описание выполнения лабораторных

работ по дисциплине «Автоматизированный электропривод рабочих машин и технологических установок» на стенде ПАиЭП-СК, раздел «Электрический привод».

Предназначены для студентов направлений «Электроэнергетика и электротехника» (профиль «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов») и «Мехатроника и робототехника», а также для студентов смежных специальностей.

Табл. 2.

©ФГБОУ «Липецкий государственный

технический университет», 2015 г.

©Левин П.Н., 2015

3

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1 Исследование асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым

ротором

Цель работы

Исследование характеристик асинхронного электродвигателя, построение энергетических диаграмм электродвигателя.

Предварительное домашнее задание

Изучить содержание данной работы и раздел курса «Асинхронный электропривод», быть готовым ответить на контрольные вопросы.

Методические указания к проведению работы

Перед проведением лабораторной работы необходимо привести модули в исходное состояние:

-провести инструктаж по технике безопасности;

-преобразователь Unidrive SP перевести в режим поддержания скорости при ручном управлении;

-преобразователь Delta перевести в режим поддержания момента.

В работе исследуются свойства асинхронного двигателя, каталожные данные которого приведены в приложении.

Для проведения данной работы на персональном компьютере должно быть загружено и установлено программное обеспечение DeltaProfi.

1. Механическая и электромеханическая характеристики двигателя

Механическая характеристика представляет собой зависимость частоты вращения двигателя от полезного момента на валу двигателя f MВ при постоянном значении частоты и амплитуды питающего напряжения. Электромеханическая характеристика двигателя представляет собой

4

зависимость частоты вращения от тока статора f IC .

Опыт проводится в следующей последовательности:

-включить автоматический выключатель QF1;

-подать питание на преобразователь частоты с помощью модуля питания ПЧ;

-подать питание на сервопреобразователь включением кнопки «Сеть»;

-разрешить работу преобразователя частоты тумблером SA2, выбрать направление вращения тумблером SA3. Потенциометром RP1 модуля преобразователя частоты вывести асинхронный двигатель на номинальную скорость вращения;

-задавая момент нагрузки с помощью синхронного электродвигателя,

следить за частотой вращения. Если она увеличивается, поменять направление момента нагрузки;

- снять несколько точек двигательного режима, поменять направление момента, снять несколько точек генераторного режима. Данные опыта занести в таблицу 1.

Таблица 1

n, об/мин

U Ф , В

IC , А

PC , Вт

, 1/с

S, В А

PЭЛ , Вт

PМЕХ , Вт

PВ , Вт

М В , Н м

После проведения опыта необходимо привести модули в исходное состояние. Произвести следующие расчеты:

Частота вращения двигателя, 1/с: 2 n / 60 , где n - скорость вращения электродвигателя, об/мин.

Полная мощность, потребляемая из сети, В А : S 3 UФ IC ,

где U Ф - фазное напряжение питающей сети, В; IC - ток фазы статора

5

По данным опытов построить механическую, электромеханическую характеристику, а также зависимости , cos f MB .

2. Энергетические диаграммы

Энергетические диаграммы представляют собой графическое отображение распределения потерь и показывают направление потоков мощностей в электроприводе. Диаграмма отображается в масштабе для конкретного режима работы и для конкретной точки. Направление потоков мощностей показывается стрелками с указанием величин потерь. В лабораторной работе необходимо построить диаграммы для двигательного режима, а также для режима холостого хода.

Контрольные вопросы

1.Как изменить направление вращения асинхронного двигателя?

2.Как изменится момент асинхронного двигателя при понижении напряжения питающей сети?

3.Может ли асинхронный двигатель создавать момент при синхронной частоте вращения?

4.Как изменяется ток статора двигателя при повышении напряжения и неизменной нагрузке на валу двигателя?

5.Объяснить физический смысл зависимости cos f P2 .

6

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2 Программирование преобразователя частоты UNIDRIVE М. Снятие характеристик разомкнутой системы «Преобразователь частоты –

асинхронный двигатель»

Цель работы

Знакомство с программированием преобразователя Unidrive SP.

Исследование свойств разомкнутой системы "Преобразователь частоты - асинхронный двигатель" (ПЧ-АД), частотного регулирования скорости вращения асинхронных электродвигателей.

Предварительное домашнее задание

Изучить содержание данной работы и раздел курса «Регулирование координат в системе “Преобразователь частоты - асинхронный двигатель”, быть готовым ответить на контрольные вопросы.

Методические указания к проведению работы

Порядок приведения стенда в исходное состояние такой же, как и в предыдущей работе.

1. Программирование преобразователя частоты

Перед началом работы с преобразователем частоты необходимо запрограммировать его на заданный режим работы, так как преобразователь частоты может обеспечивать работу электродвигателя в различных режимах.

Перед настройкой преобразователя на конкретный режим работы необходимо сбросить настройки преобразователя на заводские (по умолчанию). Это необходимо сделать, так как в ходе работы с преобразователем могли быть изменены некоторые настройки, не удовлетворяющие требуемому режиму работы.

В преобразователе частоты Unidrive M701 меню программируемых параметров разделено на 22 подменю, в каждом из которых собраны

7

параметры, отвечающие за определенную функцию. Для облегчения работы с преобразователем в меню 0 собраны копии параметров, наиболее часто используемых при работе с приводом. При программировании ПЧ используется кнопочная панель с двустрочным светодиодным индикатором.

Для программирования ПЧ необходимо:

-подать напряжение на ПЧ последовательным включением автоматического выключателя QF1, расположенного на модуле питания стенда

иконтактора КМ2, расположенного на модуле питания ПЧ;

-клавишами «вверх», «вниз» панели управления добиться вывода на индикацию параметра 0.00 (верхний индикатор);

-зайти в параметр 0.00 нажатием кнопки «М»;

-сбросить настройки привода на заводские для 50 Гц установкой в параметре значения 1233;

-подтвердить установку нажатием кнопки «М»;

-нажать кнопку «Стоп/сброс»;

-установить в параметре 0.51 значение 8;

-нажать кнопку «Стоп/сброс».

После сброса настроек необходимо установить в преобразователе

номинальные данные электродвигателя и произвести автонастройку привода:

-в параметре 0.042 установить число полюсов;

-в параметре 0.043 установить номинальный коэффициент мощности;

-в параметре 0.044 установить номинальное линейноенапряжениедвигателя;

-в параметре 0.045 установить номинальную скорость двигателя;

-в параметре 0.046 установить номинальный ток двигателя;

-в параметре 0.047 установить номинальную частоту двигателя;

-для разрешения автонастройки установить в параметре 0.40 значение 2;

-нажать кнопку «Стоп/сброс»;

-разрешить работу привода переключением тумблера SA2 в положение

«1», тумблера SA3 - в положение «Вперед». Преобразователь совершит автонастройку и при успешном окончании сбросит параметр 0.040 в 0;

8

- после окончания процедуры снять разрешение на работу ПЧ (SA2), установить SA3 в положение «Стоп».

2. Пробный пуск привода

Пробный пуск привода необходимо выполнить для того, чтобы убедиться в правильных настройках ПЧ и возможности плавного задания выходной частоты и напряжения.

Для пробного пуска ПЧ необходимо:

-подать разрешение на работу ПЧ (переключатель SA2);

-задать необходимое направление вращения (переключатель SA3);

-установить потенциометром RP1 модуля необходимую частоту вращения, электродвигатель должен разогнаться до скорости, соответствующей установленной частоте;

-опробовать реверс двигателя переведением переключателя SA3 в положение, противоположное установленному ранее;

-остановить двигатель (SA3 в среднее положение «Стоп»);

-убрать разрешение на работу ПЧ.

Выходную частоту можно наблюдать в параметре 5.01, выходное напряжение UC - в параметре 5.02, полный ток статорной цепи IC - в параметре

4.01. Переход в меню 1, 2, 3, и т.д. осуществляется кнопками «влево», «вправо» кнопочной панели ПЧ.

3. Регулировочные характеристики разомкнутой системы

Регулировочные характеристики представляют собой зависимости выходной частоты, напряжения, мощности от сигнала задания при постоянном моменте на валу двигателя: f ,UC , P, S f U З , МВ const .

Для снятия характеристик необходимо:

- установить максимальную выходную частоту преобразователя частоты

60 Гц (параметр 0.02=60);

9

-запустить ПЧ и разогнать двигатель до максимальной скорости, соответствующей частоте 60 Гц;

-задав нагрузку с помощью синхронного двигателя, уменьшать выходную частоту ПЧ, фиксируя необходимые параметры. Сигнал задания (параметр 7.01) отображается в процентах от максимального сигнала (10В). Выходная частота отображается в параметре 5.01;

-снять задание на нагрузку и повторить опыт для режима холостого хода.

Результаты опыта занести в таблицу 2.

Таблица 2

U ВХ , В

f, Гц

UС , B

IС , А

n, об/мин

SС , В А, 1/с

PЭЛ , Вт

PВ , Вт

PС , Вт

М В , Н м

где PМЕХАД - механические потери двигателя, Вт (см. приложение), Вт; PС -

активная мощность в фазе статора, Вт.

10