Шпаргалка по "Безопасности жизнедеятельности"

S2 — режим кратковременной нагрузки — работа при постоянной нагрузке в течение заданного времени, меньшего, чем требуется для получения теплового равновесия, с последующим отключенным неподвижным состоянием, имеющим достаточную  продолжительность для достижения машиной температуры окружающей среды θ₀. Характерным параметром является продолжительность кратковременной работы, предпочтительные значения которого 10; 30; 60 и 90 мин.

S3—режим повторно-кратковременной нагрузки — последовательность идентичных рабочих циклов, каждый из которых состоит из периодов работы при постоянной нагрузке и отключенного неподвижного состояния; длительность этих периодов не достаточна для достижения теплового равновесия за время одного рабочего цикла, а наличие пускового тока существенно не влияет на нагревание.

Для режима S3 характерным  параметром является относительная продолжительность работы ПВ = (tp/ Тц) 100%, где Тц = tp + t0 — продолжительность цикла; tp — период работы при номинальных условиях; t0 — период отключенного неподвижного состояния (паузы).

     S4—  режим повторно-кратковременной  нагрузки, включая пуск, — последовательность  идентичных рабочих циклов, каждый из которых состоит из периодов пуска, работы при постоянной нагрузке и отключенного неподвижного состояния; длительность этих периодов недостаточна для достижения теплового равновесия за время рабочего цикла. Под относительной продолжительностью включения понимается для режима S4 ПВ = [(t_П + t_р)/Т_ц]100%,

    S5—  режим повторно-кратковременной  нагрузки, включая электрическое  торможение, —последовательность идентичных рабочих циклов, каждый из которых состоит из периодов пуска, работы при постоянной нагрузке, быстрого электрического торможения и отключенного неподвижного состояния; длительность этих периодов недостаточна для достижения теплового равновесия за время одного цикла.

S6 — режим продолжительной работы при переменной нагрузке — последовательность идентичных ра 
бочих циклов, каждый из которых состоит из периодов работы при постоянной нагрузке и на холостом ходу; длительность этих периодов недостаточна для достижения теплового равновесия за время одного рабочего цикла.

S7 — режим продолжительной нагрузки, включая электрическое торможение — последовательность 
идентичных рабочих циклов, каждый из которых состоит из периодов пуска, работы при постоянной нагрузке и электрического торможения; длительность рабочего периода недостаточна для достижения теплового равновесия за время одного цикла.

Для режима работы S7 характерными параметрами являются число включений в 1 ч, коэффициент инерции и постоянная кинетической энергии. Предпочтительными являются следующие значения: z =30; 60; 90; 120; 180; 240 и 360 вкл./ч;

S8 — режим работы при периодическом изменении частоты вращения и нагрузки — последовательность идентичных рабочих циклов, каждый из которых состоит из периодов ускорения, работы при постоянной нагрузке, соответствующей заданной частоте вращения, затем одного или нескольких периодов работы при других постоянных значениях нагрузки, соответствующих другим частотам вращения; длительность каждого рабочего периода недостаточна для достижения теплового равновесия за время одного рабочего цикла.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.1. Унифицированные системы электроприводов (комплектные электроприводы)

Унифицированные системы выполняются на базе комплектных электроприводов постоянного и переменного токов. Доля электроприводов постоянного тока составляет в новых разработках систем автоматизации примерно 10 %. Преимущественно применяют электроприводы переменного тока с асинхронными, синхронными и индукторными двигателями.

В состав комплектного электропривода входят:

электродвигатель  с датчиком или без датчика  скорости;

управляемый преобразователь, состоящий из силовых полупроводниковых элементов (диодов, тиристоров, транзисторов и др.) с системой охлаждения, защитных предохранителей, разрядных и защитных R L С-цепей, контроллеров управления преобразователями и контроля состояния элементов преобразователей;

силовой трансформатор, автотрансформатор, реактор;

коммутационная  и защитная аппаратура в цепях  постоянного и переменного токов (автоматические выключатели, линейные контакторы, рубильники, предохранители);

устройства торможения электродвигателей;

контроллеры управления электроприводом, модули интеллектуальной периферии, ввода и вывода сигналов, сетевые средства, терминалы, кнопки управления;

пульты управления, содержащие командные, сигнальные и  управляющие устройства;

источники питания.

В соответствии с  идеологией блочно-модульного исполнения комплектных электроприводов, как правило, предусматривается возможность широкого варьирования средств, входящих в состав комплектного электропривода, с целью их адаптации к режимам и условиям работы механизмов в технологических агрегатах.

Типовая структурная  схема комплектного электропривода показана на рис. 2.1, где КЗА — коммутационно-защитная аппаратура; ФНТ1, ФНТ2 — силовые модули фильтрации, согласования напряжений и ограничения токов на входе и выходе электронного преобразователя; М — электродвигатель с датчиком скорости ДС или без него.

Модули электронного преобразователя соответствуют конкретной схеме электропривода. Так, для частотно-регулируемых электроприводов переменного тока применяются модули выпрямителя и инвертора; для электроприводов постоянного тока — модули реверсивного или нереверсивного выпрямителя.

Комплектные электроприводы имеют исполнения, различающиеся:

по току, напряжению и мощности преобразователей;

числу двигателей (одно-, многодвигательные);

наличию или отсутствию реверса (нереверсивные, реверсивные);

способу торможения (с рекуперацией, без рекуперации  энергии в сеть, динамическое торможение);

диапазону изменения  скорости;

регулируемым  переменным (скорость, положение, синхронизация скоростей или положений, нагрузка многодвигательных электроприводов, мощность, натяжение, давление, подача и др.);

напряжению и частоте  питающей сети (380; 660 В; 3; 6 или 10 кВ);

способу связи  с питающей сетью (трансформаторная связь, реакторная связь).

Комплектные электроприводы имеют также различные исполнения: по конструкции; виду охлаждения силовых полупроводниковых элементов (естественное, воздушное с помощью вентиляторов, водяное); по обслуживанию шкафов с аппаратурой (одно-или двустороннее) и т. п.

Указанные признаки находят свое отражение в типе, который присваивает электроприводу завод-изготовитель.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.2. Блочно-модульные принципы комплектования автоматизированных электроприводов

Существует два  блочных варианта выполнения преобразователей: первый — для подключения к сети переменного трехфазного напряжения; второй — в виде автономного инвертора напряжения для подключения к сети постоянного напряжения. Соответственно имеется силовой блок ввода (преобразования переменного напряжения в постоянное), модульные варианты выполнения которого обеспечивают:

шестиимпульсное преобразование переменного напряжения в постоянное (одноквадрантный режим) (рис. 2.2, а, б, в);

шестиимпульсное преобразование переменного напряжения в постоянное и наоборот с использованием тиристоров (четырех-квадрантный режим) (рис. 2.2, г);

шестиимпульсное преобразование переменного напряжения в постоянное и наоборот с использованием силовых транзисторов^-, шунтированных диодами (четырехквадрантный режим) (рис. 2.2, д).

Двенадцатипульсное преобразование обеспечивается двумя трехфазными мостовыми схемами выпрямления, питание которых осуществляется через трехобмоточный трансформатор с двумя вторичными обмотками, сдвинутыми на 30 электрических градусов.

Силовым блоком вывода является автономный инвертор напряжения (рис. 2.2, е). Объединение блоков ввода и вывода соответствует полной схеме преобразователя частоты (ПЧ).

Дополнительными силовыми модулями ПЧ являются модули: коммутационно-защитной аппаратуры (КЗА), дросселей ввода и вывода, фильтров (ввода и вывода) электромагнитных помех, торможения (транзисторные с внутренним или наружным резистором).

При использовании  четырехквадрантного режима преобразования (блок ввода и вывода) возможна рекуперация энергии двигателя в сеть переменного тока. Это происходит в режимах торможения и реверса электродвигателя. Если используется одноквад-рантный режим преобразования (блок ввода), для торможения электродвигателя предусматривается тормозной модуль в виде транзисторного ключа и тормозного резистора, подключенных к сети постоянного напряжения. Происходит рекуперация энергии двигателя через инвертор в сеть постоянного тока и «гашение» ее на тормозном резисторе.

В базовую кофигурацию модульной системы входят входят:

Входной модуль. Через этот модуль к системе подводится трехфазное питающее напряжение. В модуль может быть встроен диодный или тиристорный питающий выпрямитель мощностью до 525 кВ • А

Модуль диодного трехфазного выпрямителя. Этот модуль используется в нерекуперативных системах электроприводов для преобразования трехфазного переменного напряжения в постоянное.

Шинная структура. Питание от общей шины постоянного  тока позволяет осуществлять торможение от двигателя к двигателю без  использования тормозного инвертора  или рекуперативного модуля. Стандартно используются плоские алюминиевые шины.

Модули приводов. Каждый инвертор имеет модуль управления приводом, который содержит контроллер и стандартную плату ввода  и вывода.

Вспомогательный модуль управления. Этот модуль подает напряжение на вспомогательное оборудование, например вентиляторы шкафов электрооборудования, контакторы и реле в секциях приводов, модули подачи питания и управления.

На рис. 2.3 показаны схемы ПЧ, объединяющие основные силовые  модули. Первая схема (см. рис. 2.3, а) обеспечивает в тормозных режимах электродвигателя рекуперацию энергии торможения в сеть переменного напряжения. Для согласования напряжений автономного инвертора и сети применяется повышающий автотрансформатор. В силовом блоке ввода может использоваться неуправляемая группа выпрямителя, если не ставится задача ограничения тока заряда конденсатора при включении ПЧ.

Вторая схема (см. рис. 2.3, б) включает в себя тормозной  модуль для управляемого гашения энергии торможения на резисторе. Преобразователь ПЧ совместно с модулями управления, характеристики которых даны далее, представляется на рисунках книги как блок управления (БУ) приводом. Свойства такого БУ довольно разнообразны.

7.2.2. Электроприводы  постоянного тока

Проекты нового технологического оборудования выполняются с использованием систем автоматизированных электроприводов  переменного тока. Доля электроприводов  постоянного тока в таких проектах незначительна.

Проекты модернизации действующего оборудования в части  автоматизированных электроприводов  выполняются в следующих основных четырех вариантах.

1. Замена аналоговых  и релейно-контактных систем управления  на цифровые с использованием  промышленных компьютеров, технологических контроллеров, логических контроллеров, интеллектуальных модулей периферии и других устройств, соответствующих нижнему и среднему уровню автоматизации.

Вариант 1, дополненный  заменой аналоговых блоков управления комплектных электроприводов постоянного тока на цифровые с использованием контроллеров привода.

Вариант 2, дополненный  заменой силовых блоков комплектных электроприводов. Электродвигатели и сети электропитания остаются неизменными.

Полная модернизация автоматизированных электроприводов. Замена электроприводов постоянного  тока на электроприводы переменного тока.

В состав комплектного электропривода постоянного тока в  общем случае входят управляемые  выпрямители, обеспечивающие регулирование напряжений якоря и тока обмотки возбуждения. В таком варианте обеспечивается двухзонное управление скоростью электродвигателя.

Контроллер обрабатывает информацию, поступающую от внешних датчиков, реализует функции управления и диагностирования. Уставки и фактические параметры могут быть определены в аналоговой или цифровой форме.

Шкаф электроники  содержит аппаратуру электроники и  дополнительные платы. Внешние сигналы (бинарные, аналоговые, импульсные и др.) передаются на модули ввода и вывода по кабелям. Экранированные кабели позволяют устанавливать датчики на некотором расстоянии от силового блока электропривода

К электроприводу через последовательный интерфейс  может быть подключен персональный компьютер

Датчики, интегрированные  в двигателе, позволяют контролировать температуру двигателя, воздушный поток, проходящий через вентилятор, состояние подшипников.