Проект лабораторного стенда з вивчення частотного електропривода з урахуванням автономного инвертора напруги фірми OMRON

року міністерство освіти Російської Федерации.

Череповецький металургійний колледж.

ПРОЕКТ ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА ПО ВИВЧЕННЮ ЧАСТОТНОГО ЕЛЕКТРОПРИВОДА НА БАЗЕ.

АВТОНОМНОГО ИНВЕРТОРА НАПРУГИ ФИРМЫ «OMRON» ЧМК.

Пояснювальна записка.

ДП.1806.00.00 ПЗ Руководитель проекту Консультант по () В. О. Тихомиров економічної части.

13.06.00 () Є.В. Шумова.

13.06.00.

Проект розробив Група: 4 — ПЕ () А. Ф. Дробанов.

13.06.00.

Запровадження …6.

1 Загальна частина …7.

1.1 Коротка історія колледжа…7.

1.2 Сучасні напрями работы…8.

1.3 Призначення й застосування їх частотних перетворювачів «Omron»…10.

4. Принцип роботи инвертора…10.

5. Переваги й недоліки АИН…20.

6. Обгрунтування вибору основних складових комплексного стенда…21.

7. Основні вузли установки…22.

8. Комплексне взаємодія стендів № 6 і № 7…23.

2 Спеціальна часть…24.

2.1 Функціональні можливості стендов…24.

2.2 Описание лабораторних работ…25.

2.3 Вибір кабелю і апаратури защиты…26.

3 Організаційна часть…28.

3.1 Монтаж электрооборудования…28.

3.2 Вимоги до проведення лабораторно-практических работ…30.

4 Економічна часть…33.

4.1 Розрахунок капітальних затрат…33.

4.2 Розрахунок експлуатаційних затрат…34.

5 Техніка безопасности…40.

5.1 Загальні требования…40.

5.2 Порядок виконання работы…40.

5.3 Протипожежні мероприятия…41.

5.4 Доврачебная помощь…41.

5.5 Розрахунок захисного заземления…42.

6 Заключение…43.

Литература

…44.

Додаток, А — Методичні вказівки і лабораторна робота «Ознайомлення з функціональними можливостями пульта оператора АИН «Omron 3G3EV»…45.

Додаток Б — Методичні вказівки і лабораторна робота «Дослідження зовнішнього управління инвертором «Omron.

3G3EV""…54.

Енергетичну основу виробництва становить електричний привід, технічний рівень якого визначає ефективність функціонування технологічного устаткування. Розвиток електричного приводу рухається шляхом підвищення економічності й надійності з допомогою дельнейшего вдосконалення двигунів, апаратів, перетворювачів, аналогових та на цифрових коштів управління. Прогресивним явищем у цьому є застосування мікропроцесора і микроЭВМ, дозволяють істотно розширити функціональні можливості автоматизованого електропривода і поліпшити його технічні й економічні характеристики.

Успіхи у розвитку напівпровідникової техніки дозволили широко залучити до металургії регульовані джерела харчування з урахуванням тиристоров з безконтактними системами автоматичного управління. Потужність окремих тиристорных перетворювачів сягає десятків тисяч кіловат. Велика гнучкість управління і широкі можливості у відношенні повноти автоматизації забезпечуються завдяки широкому застосуванню інтегральних аналогових і дискретних пристроїв, обчислювальної техніки, уніфікованих блокових систем регуляторов.

Електротехнічні установки, машини, агрегати, зокрема дугові, індукційні, плазмові, электронно-лучевые печі, автоматизований електропривод, беруть безпосередню в технологічними процесами. Від технічного рівня, режиму роботи, умов експлуатації електроустаткування залежить продуктивність, якість і собівартість продукції, тобто. все основні показники, що характеризують ефективність роботи, як розписування окремих цехів, і всього підприємства у цілому. У цих умовах успіх виробничої діяльності інженера-металурга істотно залежить з його готовності до виконання цілого ряду функцій, що стосуються грамотної експлуатації електроустаткування цехов.

Розширення та ускладнення виконуваних електроприводом функцій, застосування у ньому нових засобів управління вимагають високого рівня підготовки фахівців, зайнятих його проектуванням, монтажем, наладкою і експлуатацією. Вони мають добре знати призначення та елементну базу окремих вузлів електропривода, їх властивості і характеристики, вміти розумітися на схемах управління електропривода, визначати його економічні показники й вибирати нам його элементы.

1 Загальна часть.

1. Коротка історія колледжа.

Череповецький металургійний коледж було створено 1953 року спочатку як вечірній будівельний технікум зі фахом «Промислове і громадянське будівництво» на прохання керівництва «Череповецметаллургстрой» у зв’язку з які розгорнулися великим обсягом робіт на будівництві Череповецкого металургійного заводу і з потреби у кадрах фахівців. У 1955 року під час технікумі відкрили денне відділення у цій ж специальности.

У тому ж року металургійний завод став чинним підприємством, було отримано перший чавун. А тим щорічно ставали до ладу нові потужності. Зростали й кадри заводу. Слід зазначити, що керівництво заводу приділяло багато уваги питання підготовки кадрів. У 1959 року технікум був реорганізований у Череповецький індустріальний технікум зі спеціальностями: денне відділення — «Промислове та цивільне будівництво»; вечірнє відділення — «Електроустаткування промислових підприємств й установки», «Виробництво сталі», «Прокатне виробництво», «Устаткування заводів чорної металургії», «Промислове та цивільне строительство».

У 1961 року у результаті об'єднання індустріального технікуму з консультационным пунктом при металургійному заводі від московського заочного технікуму важкого машинобудування з’явився Череповецький металургійний технікум з вечірнім і заочним навчанням. Вечірнє відділення: «Електроустаткування промислових підприємств й установки», «Виробництво сталі», «Прокатне виробництво», «Устаткування заводів чорної металургії», «Промислове та цивільне будівництво». Заочне відділення: «Електроустаткування промислових підприємств й установки», «Доменне виробництво», «Виробництво сталі», «Прокатне виробництво», «Технологія коксохімічного виробництва», «Планування на підприємствах металургійної промышленности».

У 1986 року під час технікумі було відкрито денне відділення. Перший набір був 132 людини. Це був чотири групи з трьом спеціальностями: дві групи прокатників, одна — електриків і жодна — механіків. Одночасно навчалися працівники металургійного і сталепрокатного заводів на вечірньому отделении.

1.2 Сучасні напрями работы.

Череповецький металургійний технікум з року став називатися коледжем. Нині був прийом з урахуванням 9 балів класів денного відділення з наступним спеціальностями: 0601 — «Економіка, бухгалтерський облік контроль»; 1105 — «Обробка металів тиском»; 1701 — «Технічне обслуговування може й ремонт промислового устаткування»; 1806 — «Технічна експлуатація, обслуговування може й ремонт електричного і електромеханічного устаткування»; 2101 — «Автоматизація технологічних процесів і виробництв»; 2201 — «Обчислювальні машини, комплексні системи та мережі»; 2203 — «Програмне забезпечення обчислювальної техніки та автоматизованих систем»; 2504 — «Коксохімічне производство».

На базі одинадцяти класів денного відділення навчаються студенти по спеціальностями 0601, 2201, 2203.

На вечірньому відділенні з урахуванням одинадцяти класів навчаються студенти по наступним спеціальностями 0601, 1105, 1701, 1806, 2101, 2202, 2203.

Коледж приділяє багато уваги профільного навчання. За договором із Управлінням освіти Мерії р. Череповця у школах 13, 20, 19, 30, 32 створено спеціалізовані класи. У лабораторіях і комп’ютерні класи коледжу учні 7-х і 8-х класів навчаються основам інформатики, і обчислювальної техніки, кресленню (комп'ютерна графіка), трудовому навчання (мікроелектроніка в хлопчаків вивчення мов програмування у дівчаток). Ця підготовка школярів дозволяє коледжу успішно впроваджувати в навчальний процес нове покоління навчальних класів та програм, що відбивають сучасний стан науку й техники.

При коледжі організуються підготовчі семи-, п’ятиі трёхмесячные курси учнів 9-ых і 11-ых класів до вступу. Також коледж укладає договори зі школами міста у тому, що результати шкільних випускних іспитів охочим діяти за коледж зараховуються як вступительные.

Коледж працює і з вищими професійними навчальними закладами. При коледжі працює учбово-консультаційний пункт Вологодського політехнічного інституту. На заочний відділ приймаються випускники технікумів і коледжів щоб одержати вищої освіти. Настановні сесії й іспити організуються при коледжі. Навчання іде за рахунок наступним спеціальностями: 2101 «Автоматизація і управління технологічних процесів і виробництв», 1201 «Технологія машинобудування», 0608 «Економіка і управління металлургии».

Нині заключён договір з Череповецким державним університетом про продовження навчання випускників коледжу у ВНЗ по спеціальностями 1806 і 2101.

За договором із Фінляндією щороку коледж відправляє кількох студентів навчання у середніх професійних навчальних закладах міста Раахе із можливістю продовжити навчання у вузах фінського міста металургів, знайти там застосування отриманих знань і умений.

Коледж дуже тісно співробітничає з базовим підприємством ВАТ «Північсталь». Існує цільова підготовка фахівців з урахуванням трёхсторонних договорів «студент — коледж — підприємство» (очно-заочная форма навчання). Дисципліни за вибором, дисципліни з резерву часу, факультативні дисципліни рекомендуються вивчення базовим підприємством, цим, відповідаючи вимогам замовника, розкриваючи специфіку навчального заклади й реалізуючи регіональний компонент освіти. Профільні і спеціальні дисципліни, включённые в робочі плани спеціальностей, пропонуються також ВАТ «Північсталь» і орієнтуються на практичне навчання студентів. Практика — технологічна, переддипломна і завершальному етапі перед дипломним проектуванням — відбувається на цехах підприємства. Базове підприємство постійно постачає коледж програмними розробками і необхідними прикладними програмами, обчислювальної технікою та інші технічними засобами навчання. Що ж до дипломного проектування, то ВАТ «Північсталь» у виборі тим, рецензировании. Слід зазначити, що у останнім часом підвищився якість дипломних проектів та виконання робіт щодо використання обчислювальної техніки розробки; досить великій зоні їх відсоток рекомендується і впроваджується у производство.

У місті працює відділ платних послуг коледжу, де учнів 1−11 класів організовані курси користувачів персональних комп’ютерів, інформатики, і обчислювальної техніки, вивчаються різні прикладні програми розвитку й мови программирования.

Рік у рік в коледжі навчається дедалі більше і більше студентів. Перший набір налічував всього 98 людина (3 групи). У 1954 року додалися ще групи, і кількість учнів збільшилося до 190. А 1956 року у стінах коледжу навчалося вже 400 людина. Протягом часу існування коледж підготував більш як вісім тисяч специалистов.

Отже, коледж орієнтується на постійно зростаючі потреби міста Київ і ВАТ «Північсталь» кадрів, цим, розвиваючись і стаючи великим навчальним закладом міста. Сьогодні Череповецький металургійний коледж єдиний середньою фаховою навчальним закладом в Вологодської області з підготовки фахівців із середнім професійним освітою для металургійної промышленности.

Фахівці, випущені коледжем з усіх спеціальностей, відповідають кваліфікаційним характеристикам та санітарним вимогам базовий і підвищеного рівня підготовки. Випускники показують глибокі знання, пов’язані з застосуванням комп’ютерна техніка, використанням їх у виробничих цілях. Високий відсоток працевлаштування говорить про хорошій якості підготовки й конкурентоспроможності випускників коледжу ринку праці, а також про задоволення коледжем запиту міста і області про специалистах.

1.3 Призначення й застосування їх частотних перетворювачів «Omron».

Частотні перетворювачі «Omron» призначені для регулювання частоти обертання валу АТ в межах. Фірма «Omron» пропонує широку лінійку моделей, здатних ефективно працювати з двигунами від 100 Вт до 300 кВт.

Частотні перетворювачі «Omron», отримали стала вельми поширеною, є инверторами напруги, хоча фірма випускає ще ще й інвертори струму. Це тим, що інвертори напруги можуть працювати у многодвигательном привід, і, найголовніше, мають ширший діапазон зміни вихідний частоти. Остання обставина відкриє шлях даним пристроям у виробничу, а й у комунальну сферу, де, наприклад, навантаження водогін вкрай нерівномірна. Частотні перетворювачі допомагають ефективно покінчити з проблемою необгрунтованого перевитрати — коли тиск у трубах нормалізується, інвертор автоматично знижує момент на валу насоса, економлячи у своїй до 30% энергии.

1.4 Принцип роботи инвертора.

1.4.1 Принцип широтно-импульсного (ШИМ) управління та формування вихідного напруги в электроприводах асинхронних двигателей.

[pic].

U, f — вхідні напруга й частота; OUT A — аналоговий вихід; OUT D — цифровий вихід; IN A — аналоговий вхід; IN D — цифровий вхід; УПР — зовнішнє управління; ПДУ — пульт дистанційного управління; ДУ — дистанційне управління; АТ — асинхронний двигун; ПЧ — перетворювач частоти; СУ — систему управління; ПУ — куль управління; БС — блок включення управління тиристоров; У (УВ) — ректифікатор (керований ректифікатор); ФМ — підсилювач — формирователь; БТ — блок гальмівний; Ф1, Ф2,Ф3 — фільтр; ПКА.

— блок вихідних програм; СБ — блок вентиляторів; ИП — багатоканальний джерело харчування; Д — блок датчиків; ДН, ДП — блок захистів; МК — програмний микроконтроллер; ДЧВ — датчик частоти обертання; РА — блок лінійної автоматики; ИРПС — канали интерфейсной связи.

Малюнок 1 — Функціональна схема инвертора з векторным управлением.

[pic].

У — ректифікатор; Ld — дросель фільтра Ф (див. малюнок 3); Id — активна складова струму фільтра; Cd — ёмкость фільтра; Ud — напруга фильтра;

?* - завдання на вході инвертора; F*, U*- частота і значення вихідного напруги відповідно, відповідно до V/f — характеристиці; САР — система автоматичного регулювання; СУИ ШИМ — систему управління широтноімпульсної модуляцією; АИН ШИМ — автономний інвертор напруженості із широтноімпульсної модуляцией.

Малюнок 2 — Спрощена функціональна схема АИН.

[pic].

Cd — ёмкость вхідного фильтра;V1- V6 — IGBT — транзистори; Д1-Д6 — диоды;

АТ — асинхронний двигатель.

Малюнок 3 — Електрична схема инвертора на IGBT — транзисторах.

[pic].

Малюнок 4 — Форми кривих напруження і струму не вдома АИН.

[pic].

Малюнок 5 — Базові комутаційні вектори инвертора.

[pic].

Ud — напруження у ланцюга постійного струму АИН; A, B, C — опору фаз АД.

Малюнок 6 — Ланцюги перебігу струму протягом періоду повторюваності при ШИМ.

[pic].

Uпр — проміжний вектор; U1 — проекція проміжного вектора на основний; і - кут проміжного вектора.

Малюнок 7 — Проміжний вектор у системі базовых.

АИН має характеристиками джерела напруги, його вихідним регульованим параметром є напруга на затисках АТ. Сучасні АИН виконуються з урахуванням повністю керованих силових напівпровідникових приладів — запираемых GTO-тиристоров, або біполярних IGBT-транзисторов з ізольованим затвором. Розглянемо 3-х фазную бруківку схему (дивися малюнок 3). Класифікаційні ознаки схеми — наявність ёмкостного вхідного фільтра Cd і включених встречно-параллельно керованим ключам V1 — V6 діодів зворотного потоку Д1 — Д6. За рахунок почергового перемикання вентилів V1 — V6, постійне вхідний напруга Ud перетворюється на змінне прямоугольно-импульсное вихідний напряжение.

Регулювання вихідного напруги АИН можна проводити двома способами: амплитудным (АР) рахунок зміни величин вхідного напруги Ud і широтно-импульсным (ШИМ) рахунок зміни програми перемикання вентилів V1 — V6 при Ud — const.

Через керовані ключі V1 — V6 протікає активна складова струму АТ, через діоди Д1 — Д6 — реактивна складова струму АТ. Конденсатор фільтра є джерелом реактивної потужності, споживаної АТ, через нього замикається змінна складова вхідного струму инвертора.

Спеціальний алгоритм ШИМ управління АИН здійснює крім регулювання також поліпшення гармонійного складу вихідного напруги, що забезпечує високий рівень синусоидальности струму АД.

ЭП з урахуванням ПЧ з урахуванням АИН ШИМ містить некерований діодний силовий ректифікатор У і АИН ШИМ (дивися малюнок 2). Регулювання гармонік f1 і величини вихідного напруги U1 ввозяться АИН рахунок використання алгоритмів високочастотного ШИМ-управления. Частота ШИМ зазвичай становить від 2 до 12 кГц, тобто. значно перевершує вихідну частоту АИН.

Форма кривою вихідного напруги у своїй є высокочастотную двухполярную послідовність прямокутних імпульсів (дивися малюнок 4). Частота імпульсів визначається частотою ШИМ, тривалість (ширина) імпульсів протягом періоду вихідний частоти АИН промодулирована по синусоидальному закону. Форма кривою вихідного струму — струму АТ практично синусоидальна.

До силовим ключам АИН ШИМ пред’являються вимоги високого швидкодії і малих динамічних потерь.

У гальмовому режимі ЭП АИН з режиму инвертирования перетворюється на режим випрямлення (працює міст діодів зворотного потоку, через керовані ключі підводиться енергія порушення АТ). Полярність напруги на вході АИН зберігається, а струм змінює своє напрям. Тож реалізації гальмівного режиму наведена схема ЭП мусить бути доповнена силовими елементами — або зворотним керованим выпрямителем (працює у режимі залежного мережного инвертора) для регенерації енергії до мережі, або керованим ключем (блок БТ малюнку 1) і гальмівним резистором у ланцюги постійної напруги реалізації електродинамічного торможения.

У режимі Ud = const регулювання значення й зміна форми вихідного напруги можна шляхом трансформування виду комутаційної функції методами широтно-импульсного регулювання (ШИР) і широтноімпульсної модуляції (ШИМ), потребують використання складніших алгоритмів перемикання з багаторазовим перемиканням вентилів. Багаторазовість передбачає багаторазовий перехід із яка проводить стану в закрите і навпаки вентилів, що у протікання струму із ланцюга постійної напруги АИН в фази АТ протягом періоду повторюваності (дивися малюнок 6). Для цього ШИР, як додатковий, використовується переключення, переводящее АИН до одного з нульових станів (1,3,5 чи 2,4,6). Це спричиняє появі нульових пауз на відповідних інтервалах комутаційної функції і відданість забезпечує регулювання чинного значення вихідного напруги буде в діапазоні від «0» до «max».

Для складних алгоритмів управління, заснованих на виключно застосуванні широтно-импульсной модуляції ШИМ, застосовуваних з метою поліпшення якості форми вихідного напруги (його гармонійного складу) використовується метод комутаційного вектора. Метою методу є формування керуючої послідовності, які забезпечують більш плавне зміна вихідних напруг на зміну періодів повторюваності порівняно з східчастої формою напруги, утвореного внаслідок роботи алгоритму почергового управління вентилями. Т.к. в схемах можливі лише 6 робочих (формують вихідний напруга) і 2 нульових станів вентилів, необхідна форма вихідного напруги може бути отримана лише у результаті комбинационного дії різних станів протягом періоду повторяемости.

Розглянемо векторну діаграму, де шість робочих станів видаються як векторів, зміщених щодо один одного ?/3 радий (600). Нульові стану видаються як векторів нульової тривалості, які працюють у початку координат. Ці 8 векторів називаються базовими векторами (дивися малюнок 5). Область, ув’язнена між двома сусідніми осями, визначає період повторяемости.

Метод комутаційного вектора припускає наявність, крім базових, певної кількості проміжних векторів Uпр, розміщених всередині сегментів. Становище кожного проміжного вектора визначається її зміщенням щодо базового вектора для цього сегменту на кут і (дивися малюнок 7). Проміжний вектор то, можливо розкладено на складові шляхом проектування на базові вектори. Кожен період повторюваності розбивається на певна кількість інтервалів (векторів) з тривалістю Tшим. Унаслідок даного алгоритму форма вихідного напруги сглаживается.

1.4.2 Векторное управління асинхронним ЭД.

Для отримання високої якості управління ЭП в статичних і динамічних (перехідних) режимах необхідно матимуть можливість швидкого безпосереднього управління моментом ЭД.

Момент будь-якого ЕД у кожний час визначається величиною (амплітудою) і фазою двох моментообразующих складових: струму і магнітного потоку. У АТ струми і потокосцепления статора і ротора обертаються з однаковими швидкостями, мають різні, изменяющиеся у часі фазові параметри і підлягають безпосередньому виміру й управління. Доступною керованої перемінної в АТ є струм статора, має складові, що утворюють магнітний потік і момент. Фазовая орієнтація цих двох складових можна здійснити була лише зовнішньою управляючим пристроєм, що навіть обумовлений термін «векторное управление».

У структурі електропривода ЕД сприймається як електромеханічний перетворювач ЭМП як ідеалізованого двигуна. Його ротор не наділена безліччю і механічної енергією, немає механічних втрат енергії і жорстко пов’язані з реальним фізичним ротором, які належать до механічної частини ЭП. Такий ЕД то, можливо представлений электромеханическим многополюсником, що містить n пар електричних висновків за кількістю n обмоток, й одне пару механічних висновків (дивися малюнок 9). На механічних висновках внаслідок електромеханічного перетворення (ЭМТ) енергії при швидкості (розвивається електромагнітний момент M. Момент M є вихідний величиною ЭМП і вхідний для механічної частини електропривода. Швидкість (визначається умовами руху механічної частини, але для ЭМП може розглядатися як незалежна змінна. Механічні перемінні M і (пов’язують ЭМП з механічною частиною на єдину взаємозв'язану систему. Усі в ЕД описуються системою рівнянь електричного рівноваги (число рівнянь одно числу обмоток) і рівнянням електромеханічного перетворення. І тому теоретично ЭП використовують двухфазную модель узагальненого ЭП (дивися малюнок 8), до котрої я наводяться геть усе види і типи електричних машин:

[pic].

?,? — нерухомі осі статора; d, q — обертові осі ротора;? — кут повороту ротора; [pic]- кутова швидкість ротора;

Малюнок 8 — Модель узагальненого ЭМП.

Рівняння електричного рівноваги іобмотки:

[pic].

де [pic] - потокосцепление i-ой обмотки; i=1a,…2q; j=1a,…2q, Ri — активне опір обмотки, Li, j — власні і взаємні індуктивності обмоток. Величина взаємних индуктивностей залежить від кута (повороту ротора і південь від просторового зсуву обмоток, тобто. є функцією швидкості (і часу). Саме тому неможливо отримати co? = 1.

Синтез алгоритмів і систем векторного управління АТ виходить з аналізі двухфазной d — q моделі АТ (d і q — ортогональна система координат ротора).

[pic].

Малюнок 9 — Схема векторного управления.

Схема векторного управління складається з з трьох основних функціональних частей:

БРП — блок регуляторів переменных;

БВП — блок обчислення переменных;

БЗП — блок завдання переменных;

На вхід БРП надходять що задають сигнали швидкості і потоку, і сигнали зворотний зв’язок (із виходу БВП) — орієнтовані полем значення складових струму статора, потокосцепления ротора, і швидкості. БРП містить набір регуляторів потоку, моменту, струму, не вдома яких формуються також орієнтовані полем сигнали завдання складових струму статора.

БЗП здійснює фазові і координатні перетворення котрі задають d — q змінних до системи трифазних сигналів управління ШИМ АИН. Блок БВП обчислює поточні значення амплітудних і фазових параметрів d — q змінних АТ, здійснюючи фазові і координатні перетворення реальних трёхфазных сигналів струмів і напруг АТ, вступників з виходів відповідних датчиков.

Координатні перетворення, здійснювані блоком БВП, полягають у переході від координат трёхфазной системи статора АТ з осями d, q (перетворення 3 > 2). Блок БЗП здійснює зворотні координатні перетворення (2 > 3), від d-q до a, b, c.

Фазові перетворення на цих блоках забезпечують прив’язку фазових параметрів змінних у двох системах координат.

На надійність, вартість будівництва і якість характеристик ЭП впливають число вимірюваних параметрів і точність вимірів. Для векторного управління АТ треба вимірювати хоча б дві з чотирьох, доступних до виміру переменных:

1. Струми статора АД;

2. Напруги на затисках АД;

3. Кутова швидкість ротора АД;

4. Углове становище ротора АД;

Векторное управління дозволяє практично будь-якої миті часу, при будь-якому положенні ротора щодо статора, за будь-якої кутовий швидкості і навантаженні на машину, отримати максимальний co? АТ. Це своє чергу, відчутно підвищує К.П.Д і момент ел. машини, який, у разі, слабко від кутовий швидкості двигателя.

1.5 Переваги й недоліки АИН.

1.5.1 Переваги структури ЭП з урахуванням АИН:

а) Практично необмежений діапазон регулювання частоти і швидкості; б) Некритичність до потужності (не більше припустимою) і кількості підключених АТ в) Можливість працювати у режимі холостого ходу при відключенні АТ. р) Високе, близький до «1» значення коефіцієнта потужності сети.

(co ?) переважають у всіх режимах роботи; буд) Синусоидальность вихідного струму, плавне, без стрибків, вращение.

АТ на швидкостях, близьких до нульовим; ж) Високі динамічні показники ЭП, зумовлені високим швидкодією ШИМ управления;

1.5.2 Недоліки структури ЭП з урахуванням АИН:

а) Досить високий рівень радіоперешкод, які можуть викликати сбои.

ЕОМ і контролерів (силові кабелі необхідно прокладати в заземленных трубах). б) Неэкономичность прокладки довгих що живлять кабельних ліній між АИН і двигуном через значних струмів ВЧ — витоку на нуль (падає момент); в) Необхідність установки спеціальних фільтрів як у вході, і не вдома инвертора. Застосування звичайних фільтрів неприпустимо. р) Неприпустимість застосування будь-який коммутирующей апаратури не вдома АИН. буд) Непереборний струм високочастотної витоку на ноль.

1.6 Обгрунтування вибору основних складових комплексного стенда.

1.6.1 Основою стенда № 6 є частотний перетворювач «Omron 3G3EV». При виборі даного устрою ми керувалися, передусім, найширшим набором сервісних функцій із усіх фірм, пропонують автономні інвертори напруги. З іншого боку, серія 3G3EV розрахована на роботи з двигунами потужністю від 100 Вт до $ 1,5 кВт, тому вартість входять до неї інверторів щодо невисока. Нашу увагу залучив інвертор, належить до верхньому межі лінійки потужностей цієї серії, позаяк у коледжі на даний момент вибору инвертора вже була дуже наочна навантаження — відцентрова повітродувка. Потужність її двигуна становила 1,5 кВт, що саме відповідало номінальною навантаженні на інвертор. Застосування воздуходувки цікаво й із боку майбутнього вдосконалення стенда — для побудови замкнутої системи управління і її додати термопару разом із нагревательным елементом, помістивши в повітряному потоці (контролер «Ремиконт Р — 122» вже установлено в стенді № 7).

Автономні інвертори напруги фірми «Omron» дозволяють здійснювати дистанційне управління через дискретні і аналогові входи, що широко використовується на сучасному виробництві. Частотний електропривод найбільш ефективно у системі «інвертор — контролер», що широкі можливості управління (завдання частоти обертання двигуна як і аналоговому, і у цифровому вигляді), можливістю віддаленого контролю над режимом роботи (ход/останов).

1.6.2 Основою стенда № 7 є ніжний регулюючий контролер «Ремиконт Р — 122», що з двох полукомплектов, які дублюють одне одного. З метою зниження експлуатаційних витрат працює лише одне комплект, інші модулі відімкнено із роботи, але встановлено в кошику у разі відмови першого полукомплекта.

При виборі программируемого контролера «Ремиконт» ми керувалися невисокою вартістю даного устрою, експлуатаційної надійністю, підтвердженої виробничими умовами, і реставрацію широкої поширеністю пристроїв такого класу на металургійному комбінаті. Остання обставина дає змогу стверджувати, що компромісу практично будь-які технічні проблеми, що виникли з даним пристроєм, будуть швидко і кваліфіковано вирішені провідними фахівцями, викликаними за угодою з ВАТ «Північсталь». Надалі, за наявності виділених коштів у модернізацію існуючої лабораторії електропривода, можна буде потрапити зробити заміну регулюючого контролера «Ремиконт» більш досконалу модель — «Ломиконт», логічний тендітний контролер. Поки ж, на стадії становлення лабораторії і процесу її основі, технічних можливостей існуючої моделі буде цілком достаточно.

1.7 Основні вузли установки.

Комплексний лабораторний стенд з вивчення частотного електропривода з урахуванням автономного инвертора напруги фірми «Omron» і двох лабораторних стендів: № 6 і № 7. Стенд № 6 представлений частотним перетворювачем «Omron 3G3EV» і асинхронним електродвигуном, працюючим на відцентрову повітродувку. Стенд № 7 — це лагідний регулюючий контролер «Ремиконт Р — 122», з'єднаний зі стендом № 6 у вигляді гнучкого многожильного кабеля.

1.8 Комплексне взаємодія стендов.

Стенд № 6 і № 7 задумали в такий спосіб, щоб використовувати їх як один комплексний стенд. Стенд № 7 реалізує обробку сигналів зворотної зв’язку (у проекті), здійснює управління стендом № 6 (запуск, громовідвід, регулювання частоти обертання, вибір його напрями). Задля реалізації замкнутої системи регулювання до стенда № 7 можуть підключатися різні датчики, але це найбільш перспективної, мій погляд, є система «термопара — нагрівальний елемент», перебувають у регульованим повітряному потоці. Цю систему дозволить як здійснювати підтримку заданої температури, а й здійснювати «аварійне» відключення нагрівального елемента, за його перегрів. Стенд № 7 може також обробляти сигнали і з решти стендів лабораторії електропривода, що дозволить здійснювати демонстрацію всіх можливостей систем приводу, що у коледжі. Планується зав’язати, наскільки можна, все лабораторії, де є программируемые контролери, до мережі. Така система дозволить учням на своєму досвіді відчути реальна взаємодія ПК у складі імітацій різних технологічних процессов.

Спеціальна часть.

2.1 Функціональні можливості стендов.

Лабораторні стенди № 6 і № 7 призначені щодо лабораторних робіт, що з вивченням систем сучасного приводу. Кожен із стендів, виходячи з їхньої технічних і функціональних можливостей, здатний брати аналогові і дискретні сигнали, і видавати їх. Комплексне взаємодія стендів побудовано на взаємній обміні аналоговими і дискретними сигналами, залежно від заповітної мети проведеної лабораторної роботи. Сучасне виробництво виходить з подібному взаємодії, що визначає важливого значення до лабораторій приводу цих стендов.

Лабораторний стенд № 6 побудований з урахуванням автономного инвертора напруги фірми «OMRON». Дане пристрій є найкращим своєму класі. АИН дозволяє управляти асинхронним електродвигуном частотним методом, причому завдання на частоту подають як з аналогового, і з дискретного входу. АИН має низку захистів, які забезпечують високу захищеність як самого инвертора, і підключеного щодо нього двигуна. До цих захистів ставляться: захист від перенапруги у вхідний ланцюга, захист від обриву одній з вихідних фаз, захист від перегріву радіатора вихідних транзисторів, захист від перевантаження по току, захист від збою в електронної частини. Захисної реакцією инвертора є зупинка з дисплейной індикацією коду помилки. Коди помилок, і шляху їхнього усунення наведені у інструкції по эксплуатации.

Лабораторний стенд № 7 побудований з урахуванням регулюючого контролера «Ремиконт Р-122», що складається з двох полукомплектов, які дублюють друг друга. Контролер дозволяє здійснювати дистанційне управління різними пристроями через дискретні і аналогові входи. Для розширення функціональних можливостей цей контролер може бути лише розширено до логічного программируемого, а може бути зав’язаний до мережі коїться з іншими контролерами. У межах даної лабораторії, крім стенда № 6 може управляти іншими стендами, наприклад, стендами з тиристорным приводом.

2.2 Описание лабораторних работ.

2.2.1 Лабораторна робота № 1: «Ознайомлення з функціональними можливостями пульта оператора АИН «Omron 3G3EV».

Мета роботи: вивчити консоль АИН «Omron 3G3EV», ознайомитися з найменуваннями і функціями клавіш пульта оператора, встановити задані параметри инвертора у різних режимах.

Устаткування: стенд № 6.

Ця лабораторна робота варта відпрацювання і закріплення навичок роботи з пультом оператора АИН «Omron» у різних режимах. На початку лабораторної роботи учні закріплюють розташування функціональних клавіш та його призначення. Далі йде зміна параметрів настройки инвертора як зупинки. Після цього відбувається запуск стенда. Працюючи АИН учні змінюють ті параметри, які можна змінювати під час його функціонування, спостерігаючи у своїй реакцію установки.

Методичні вказівки щодо цієї лабораторної роботи зберігають у додатку А.

2.2.2 Лабораторна робота № 2 «Ознайомлення з функціональними можливостями программируемого контролера „Ремиконт Р-122“».

Мета роботи: Вивчити пульт управління ПК «Ремиконт Р-122», навчитися виробляти підготовку його на роботу, вивчити її функціональні возможности.

Устаткування: стенд № 7.

Метою згаданої роботи є підставою закріплення теоретичних знань по запуску, конфигурированию і програмування ПК.

2.2.3 Лабораторна робота № 3: «Дослідження зовнішнього управління инвертором «Omron 3G3EV».

Мета роботи: вивчити порядок переходу від керівництва инвертором зі вбудованого пульта зовнішнього управлению.

Проаналізувати схему управління, дати раду схемної цього переходу. Реалізувати практично дистанційне завдання вихідний частоти инвертора по аналоговому входу.

Устаткування: стенд № 6, стенд № 7.

Метою згаданої роботи є підставою закріплення знань за можливостями зовнішнього управління частотним перетворювачем «Omron 3G3EV». На початку лабораторної роботи учні вивчають схему стенда № 6 і розуміються на тому, що відбувається у схемном відношенні під час переходу від керівництва зі вмонтованого пульта режиму зовнішнього управління. Учні з’ясовують, який з параметрів инвертора необхідно змінити, щоб змусити його сприймати зовнішні сигнали управления.

Для отримання першої спроби із управління АИН «OMRON 3G3EV» учні виробляють запуск і регулювання швидкості автономного инвертора напруги з зовнішніх його входів, засобами стенда № 6.

Далі відбувається запуск управляючого стенда № 7, від якого виробляється посилка дискретних команд на запуск і зупинку инвертора. Аналоговий завдання вихідний частоти також здійснюється зі стенда № 7.

Методичні вказівки щодо цієї лабораторної роботи зберігають у додатку Б.

2.3 Вибір кабелю і апаратури защиты.

2.3.1 Вибір кабеля.

У інструкції по експлуатації вказується, що з вхідні і вихідні ланцюга не можна встановлювати реактори з тривалим струмом менш 10 А. З цього, вибираємо кабель ПВГ (3*1,5) у вхідні і вихідні ланцюга инвертора, кабель з мідними жилами в поливинилхлоридной изоляции.

2.3.2 Вибір апаратури защиты.

У інструкції по експлуатації вказується, що інвертор слід захищати автоматичним вимикачем на 10 А. Вибираємо автомат «FEDERAL FMB-C10» із течією спрацьовування 10 А.

3 Організаційна часть.

3.1 Монтаж электрооборудования.

3.1.1 Монтаж АД.

Електричні машини, вступники на монтаж в поєднанні з механізмом, монтують другого стадії виробництва електромонтажних робіт, коли повністю підготовлені майданчики чи конструкції їхнього установки. У електродвигунів з підшипниками ковзання підшипники промивають і заповнюють олією. Заводську мастило підшипників качения за умови встановлення невеликих машин звичайно заміняють. Перевіряють стан ізоляції обмоток електричних машин і, якщо виникла потреба, сушать обмотки. Підготовлені в такий спосіб машини доставляють на монтажну майданчик, де їх встановлюють, виконують поєднання двигунів з робітниками механізмами і генераторів з двигунами і підключають до неї через пускорегулирующие апарати. Перед установкою електродвигунів по установочным розмірам виготовляють і встановлюють кріпильні конструкції і детали.

Електродвигуни встановлюють на металевих конструкціях, безпосередньо на підлозі чи фундаменті і кріплять з допомогою болтов.

3.1.2 Монтаж АИН «OMRON 3G3EV».

а) Інвертор «OMRON 3G3EV» кріпиться до вертикальної панелі двома гвинтами M4. б) Параметри довкілля та місця для установки.

(температура повітря — 10(50 0С;

(вологість трохи більше 90% (без конденсации);

(інвертор треба розташовувати в чистому місці, вільному від олійних бризок і пилу. Вони ж повністю закривати його, недопущення влучення пилу й бризок внутрь;

(При установці инвертора зверніть особливу увагу неприпустимість на прилад металевої пилу, олії, води та т. д.;

(Інвертор не можна встановлювати на горючих материалах;

в) Простір для монтажа.

(Для нормального охолодження під час монтажу необхідно витримувати мінімальні відстані, як показано малюнку 10.

[pic].

Малюнок 10 — Мінімально допустимі експлуатаційні відстані під час монтажу инвертора.

р) Для правильної роботи инвертора треба уникати установки їх у місцях, де можливі різкі стрибки температури. Якщо інвертор встановлено у закритому кожусі, необхідно використовувати вентилятор чи кондиціонер підтримки температури всередині кожуха нижче 50.

градусів. Температура радіатора може бути 30 градусів вище температури навколишнього воздуха.

Отже, не можна, щоб їхати до радіатору торкалися дроти чи матеріали, які бояться нагрева.

3.1.3 Монтаж контролера «Ремиконт Р-122».

а) Контролер повинен монтуватися в такий спосіб, щоб забезпечувався доступ свіжого повітря до вентиляторам охолодження, встановленим під модульної кошиком. б) Корпус кошика може бути обов’язково заземлен, т.к. інакше центральний процесор може вийти з експлуатації из-за статичного електрики. Температура циркулирующего повітря має перевищувати 50 градусів. в) Блок харчування — також повинен псуватися. Що стосується, якщо температура його радіатора перевищить 80 градусів, може вийти з строя.

3.2 Вимоги до проведення лабораторно-практических работ.

3.2.1 Техніка й методику проведення лабораторних работ.

Лабораторні роботи допомагають учням краще засвоїти пройдений теоретичний матеріал, зв’язати теорію з практикою, закріпити отримані знання, отримати практичні кавыки з постановки і проведення експериментів, і навіть на оформлення відповідних звітів. Правильна організація лабораторних занять сприяє швидкому і продуктивної проведенню лабораторних работ.

Свідоме виконання учнями лабораторної роботи вимагає попередньої підготовки. Тому до учнів може бути доведено графік проведення лабораторних робіт, який має точно виконуватися. З вікових особливостей учнів технікумів корисно під час занять, попередніх черговий лабораторної роботі, видавати їм домашнє завдання з підготовки до майбутнього лабораторній занятию.

Під час підготовки до виконання лабораторної роботи учні повторюють відповідний теоретичний матеріал, і навіть готують «скелет» звіту, який має содержать:

1) титульний лист, заповнюваний відповідно до ГОСТ 2.105−68, разд.

4, ЕСКД — заповнюються поля 1, 2, 4, 6 і 7.

2) мета работы;

3) устаткування (заповнюється за описом лабораторної установки чи залишається вільне місце заповнення робочому місці в лаборатории);

4) домашні розрахунки відповідні їм графіки, наприклад розрахунок градуировочной характеристики термопари і його график;

5) принципова чи функціональна схема лабораторного макета чи установки;

6) хід виконання роботи (коротко вказується пункт роботи. заготовлюються таблиці, записуються розрахункові формули, залишається місце для розрахунків, заготовлюються листи міліметрової або спеціального, наприклад, логарифмічною бумаги);

7) висновки (заповнюються після обробки результатів експерименту) ;

8) контрольні питання й відповіді на них.

Перед допуском учня до робочого місцеві якість підготовки до майбутньої лабораторної роботі має перевірятися викладачем шляхом швидкого опитування з допомогою програмованих контрольних завдань. При проведенні лабораторних занять навчальна група зазвичай розбивається на дві підгрупи, кожна з яких ділиться на бригади. Розбивка на бригади може здійснюватися старостою підгрупи чи викладачем. У кожній бригаді слід призначати старшого (бригадира), під відповідальність якого лаборантом видається необхідна апаратура, приналежності, інструкцією, і т. буд. Бригадир відповідає за порядок робочому місці й по закінченні лабораторного заняття здає робоче місце, і навіть все обладнання та документацію лаборанту.

У першому лабораторному занятті учні мали бути зацікавленими ознайомлені з правилами поведінки які у лабораторії, правилами техніки безпеки і специфікою роботи з робочих місць лабораторії, ні з вимогами, що висуваються до оформлення звіту про виконану роботу. Інструктаж по техніці безпеки необхідно оформити особистими підписами які у спеціальному журнале.

Примерные правил поведінки які у лаборатории:

1) учні, не підготовлені на роботу, не допускаються до її выполнению;

2) неодмінною умовою допуску учня до однієї роботі є здавання їм звіту по попередньої работе;

3) учні, які пройшли інструктаж технічно безпеки, до лабораторним занять не допускаются;

4) спізнюватися навчання, самовільно займати і залишати робоче місце, відлучатися з наукової лабораторії без дозволу викладача нельзя;

5) включення харчування до досліджуваної схемою дозволяється тільки після перевірки схеми лаборантом чи преподавателем;

6) перед включенням харчування все реостати у схемі повинні бути цілком запроваджені, потенциометры — виведені, а многопредельные вимірювальні прилади включені на максимальні межі измерения;

7) включивши харчування, учні повинні пересвідчитися, що стрілки всіх вимірювальних приладів відхиляються у потрібний сторону;

8) все перемикання в досліджуваної схему, і допоміжних ланцюгах здійснюються лише після відключення питания;

9) за наявності будь-яких несправностей в досліджуваної схемою чи використовуваної апаратурі необхідно відключити харчування і доповісти лаборанту чи преподавателю;

10) учні несуть матеріальну відповідальність за ту страшну з вини псування лабораторного оборудования;

11) після виконання кожного пункту завдання отримані результати необхідно показати викладачеві для проверки;

12) розбирання лабораторної установки дозволяється лише з вказівкою викладача чи лаборанта;

13) після виконання лабораторної роботи учні оформляють звіт й складають її проверки;

14) учень, пропустив планове лабораторне заняття або встиг закінчити роботу у термін, виконує роботу позаурочний время.

По виконанні лабораторної роботи учень зобов’язаний скласти звіт з аналізом отриманих результатів і відповідями на контрольні питання, наведені описання лабораторної роботи. Звіт мусить мати назва і номер лабораторної роботи, мета роботи та її стислий зміст, схему досліджуваного устрою, перелік використовуваної апаратури, таблиці з результатами вимірів і обчислень, формули, якими проводилися обчислення, і значення окремих розрахункових констант, графіки, висновки та відповіді контрольні питання. Бажано для оформлення звітів по лабораторним роботам мати спеціальні бланки, які полегшують учням роботу і мають ними дисциплінуюче дію. Правильне оформлення звітів по лабораторним роботам виховує у учнів акуратність, чіткість мислення, послідовність викладу матеріалу. Записи у фінансових звітах їх необхідно виконувати чітко й акуратно чорнилом чи пастою без виправлень. Оформлення тексту, таблиць, розрахунків й графіків має відповідати вимогам ГОСТ ЕСКД. Графіки вычерчиваются спеціальному чи міліметрової папері формату 11. На вісях координат обов’язково надписуються відкладені величини, вказуються одиниці їх вимірювання, і масштаби, і навіть наносяться масштабні розподілу. Криві графіків слід проводити між експериментально отриманими точками усредненно, враховуючи очікувані теоретичні результати. Окремі точки з випадкових чи систематичних похибок може стати поза графіка, та його годиться викинути. У групі тих областях, де хід кривою монотонним, можна обмежитися невеликою кількістю вимірів, тоді як і областях точок перегину чи экстремумов кількість вимірі слід збільшити так, щоб отримати достовірний хід кривою. Часто для зручності порівняння результатів досвіду самих вісях координат будується кілька кривих, які обов’язково би мало бути пронумеровано відповідно до варіантами в таблицях вимірювання, і розшифровані в примітках до графіками. Можна різні криві виконувати у різних квітах. Для зняття частотних характеристик в досить широкому діапазоні частот слід користуватися логарифмическим масштабом частоты.

4 Економічна часть.

4.1 Розрахунок капітальних затрат.

4.1.1 Капітальні витрати — це кошти створення нові й реконструкцію діючих основних фондів. Капітальні витрати складаються з витрат на устаткування й приладів, транспортних витрат, витрат за монтаж. Підставою упорядкування кошторису є: специфікація обладнання, прейскуранти цін, цінники на монтаж.

Для виготовлення лабораторного стенда необхідно електротехнічне устаткування, асинхронний електродвигун змінного струму, кабельна продукція, автономний інвертор напруги «OMRON» 3G3EV, лагідний контролер «Ремиконт Р-122».

4.1.2 Капітальні видатки оборудование Таблица 1 — Смета-спецификация обладнання. | | | |Вартість, крб. | |Найменування |Одиниці измерения|Количество | | |устаткування | | | | | | | |Одиниці |Усього | |Двигун | | | | | |змінного тока,|к-т |1 |800 |800 | |1,5кВт | | | | | |Інвертор «OMRON |к-т |1 |13 512 |13 512 | |3G3EV» | | | | | |Контролер |к-т |1 |26 520 |26 520 | |"Ремиконт Р — | | | | | |122″ | | | | | |Электротехническо|к-т |2 |400 |800 | |е устаткування | | | | | |Кабель силовий |м |15 |22 |330 | |Кабель монтажний |м |15 |15 |225 | | | | | | | |Разом вартість устаткування: 42 187 крб. | |Транспортні витрати |42 187*7,5 / 100= |3164,025 | |7,5% вартості | | | |устаткування | | | |Будівельно-монтажні |42 187*10 / 100= |4218,7 | |роботи 10% вартості| | | |устаткування (СМР) | | | |Накладні витрати, 21% |4218,7*21 / 100= |885,927 | |від СМР (НР) | | | |Планові накопичення 8% |(4218,7+885,927)*8 / |408,37 | |від суми СМР і НР |100= | | |Вартість капітальних |3164,025+4218,7+885,927+|8677,022 | |витрат за устаткування | | | | |408,37 = | | |Разом вартість капітальних видатків: 50 864,022 крб. |.

4.2 Розрахунок експлуатаційних затрат.

4.2.1 Експлуатаційні витрати розраховуються по змінюваним статтям собівартості, до них відносять: амортизаційні відрахування, видатки зміст технічних лабораторій автоматизації, видатки електроенергію, видатки заробітну плату.

4.2.2 Амортизаційні отчисления.

[pic] (1).

где Докапітальні затраты;

Н-норма амортизаційних відрахувань (Н=12%).

[pic].

4.2.3 Витрати на експлуатацію й поточний ремонт.

[pic] (2).

где Нрнорма відрахувань на експлуатацію й поточний ремонт, Нр становить 6% вартості устаткування (Нр=6%).

[pic].

4.2.4 Заробітну плату персоналу обслуговування оборудования.

Режим роботи персоналу — однозмінний. Заробітну плату інженерно-технічних працівників розраховується за системі посадових окладів. Робота з лабораторним стендом і обслуговування обчислювальної техніки необхідний наступний склад персонала:

— Старший лаборант; - Інженер по эксплуатации Таблица 2 — Штатна ведомость.

|Найменування спеціальності |Розряд |Оклад по ЄТС, крб |Усього | |Старший лаборант |5 |133.100 |1 | |Інженер по експлуатації |12 |460 |1 |.

Річний фонд оплати праці - це сума коштів на оплату праці працівників предприятий.

4.2.5 Розрахунок річного фонду оплати праці інженерно-технічних работников:

Оклад старшого лаборанта становить 133,1 рублів. Заробітну плату протягом року (дванадцять месяцев):

[pic] (3).

[pic].

Доплату за вредность:

[pic] (4).

де Еге — відсоток доплати за шкідливість — 15%.

[pic].

4.2.6 Розрахунок фонду оплати праці, з урахуванням районного коефіцієнта, для інженера по эксплуатации:

[pic] (5).

где 1,25 — районний коэффициент.

[pic].

Оклад інженера по експлуатації становить 800 рублів. Заробітну плату протягом року за такою формулою (3):

[pic].

[pic].

Доплату за шкідливість за такою формулою (4).

[pic].

[pic].

4.2.7 Розрахунок фонду оплати роботи з урахуванням районного коефіцієнта для інженера по експлуатації, по формуле:

[pic] (6).

де 1,25 — районний коэффициент.

[pic].

Загальний фонд оплати праці работников:

[pic].

4.2.8 Розрахунок з позабюджетними фондами:

[pic] (7).

де ФОП — Загальний фонт оплати труда;

Т — тариф відрахування на певний позабюджетний фонд, %;

Розрахунок з фондом Соціального страхования:

[pic].

Розрахунок з Пенсійним фондом:

[pic].

Розрахунок із Державним Фондом зайнятість населення РФ:

[pic].

Розрахунок з Фондом обов’язкового медичного страхования:

[pic].

Відрахування у позабюджетні фонди становлять 38,5% річного фонду оплати труда:

[pic].

4.2.9 Експлуатаційні расходы:

[pic] (8).

где, А — річні амортизаційні отчисления;

Ф — плата до держбюджету користування основними фондами, руб.;

Зтр — видатки експлуатацію й поточний ремонт;

[pic] (9).

де До — видатки впровадження устаткування, руб.

[pic].

[pic].

Вывод:

По виробничим розрахунках капітальні видатки розробку та впровадження стендів для лабораторії електропривода склали 50 864,022 руб.

Експлуатаційні витрати під час роботи зі стендом становитимуть 9338,63 руб.

5 Техніка безопасности.

5.1 Загальні требования.

1. У лабораторії за техніку безпеки, несе відповідальність викладач і лаборант.

2. Студенти ж повинні знати суворо дотримуватися справжню інструкцію, виконувати лише роботу, яка доручено йому викладачем чи лаборантом після попереднього пояснення про безпечних прийомах работы.

3. У процесі виконання від студентів потрібно дотримуватися організованість, не відволікатися сторонніми справами, розмовами так і не відволікати других.

4. Що стосується отримання травми припинити роботу, сповістити звідси викладача і звернутися над наданням медичної помощи.

5. Помітивши порушення інструкції іншими які працюють чи небезпеку обману оточуючих, не залишатися байдужими, попередити працюючого підприємства і викладача необхідність дотримання вимог, які забезпечують безпеку работы.

5.2 Порядок виконання работы.

5.2.1 Перед работой.

1. Ознайомитися зі справжньою інструкцією і розписатися у журналі ТБ лаборатории.

2. Приступати до виконання роботи студенти можуть нині лише із дозволу преподавателя.

3. Студентам категорично забороняється доступом до розподільчим щитам і настановам, не які належать до виконуваної ними работы.

4. На початок роботи її мають певний місці докладно ознайомитися з схемою лабораторної установки, звернувши особливу увагу цього разу місце розташування вимикача із боку живильної сети.

5. НАДЗВИЧАЙНЕ УВАГА привертати до ланцюга порушення двигунів постійного струму, генераторів і вторинні обмотки трансформаторів тока.

5.2.2 Під час работы.

1. Включення напруги робити тільки після перевірки схеми викладачем та її разрешения.

2. Якщо з ходу роботи установку потрібно неодноразово включати чи відключати, то ці операції би мало бути доручені лише особі. У аварійних випадках відключення установки можна виготовити будьяким зі учасників работы.

3. Особлива обережність мусить бути під час роботи з движковыми реостатами відкритого типу. При пересуванні движка реостату друга рука має стосуватися заземленных частин чи частин, які перебувають під напряжением.

4. Під час роботи забороняється знімати огорожі з обертових частин машины.

5. Забороняється працювати у шарфах, хустинках (обов'язок), з розпущеними волосами.

6. Забороняється приєднання і від'єднання переносних приладів, потребують розриву електричних ланцюгів, які перебувають під напряжением.

7. Що включеної установку без присмотра.

8. Що стосується аварії, під час роботи НЕГАЙНО відключити який досі живить автомат.

5.2.3 Після работы.

1. Відключити все джерела питания.

2. Прибрати своє место.

5.3 Протипожежні мероприятия.

У разі пожежі: а) негайно відключити головний рубильник; б) викликати пожежну допомогу з телефону 01; в) вжити заходів для ліквідації пожежі, первинними і підручними средствами.

5.4 Доврачебная помощь.

1. Звільнити яке постраждало від дії електричного тока.

2. Викликати лікаря з телефону 03.

3. За необхідності давати нюхати нашатирний спирт, зробити штучне дихання і він масаж сердца.

4. Створити постраждалому покой.

5.5 Розрахунок захисного заземления.

Таблиця 3 — Коефіцієнти використання трубчастих заземлителей.

|Число |Коефіцієнт екранізування n при відношенні відстані | |трубчастих |між трубами до довжині (a/L) | |заземлителе| | |і | | | |3 |2 |1 |3 |2 |1 | | |Труби розміщені до кількох |Труби розміщені по контуру| |5 |0,87 |0,8 |0,68 |- |- |- | |10 |0,83 |0,7 |0,55 |0,78 |0,67 |0,59 | |20 |0,77 |0,62 |0,47 |0,72 |0,60 |0,43 | |30 |0,75 |0,60 |0,40 |0,71 |0,59 |0,42 | |50 |0,73 |0,58 |0,30 |0,68 |0,52 |0,37 | |100 |- |- |- |0,64 |0,48 |0,33 | |200 |- |- |- |0,61 |0,44 |0,30 | |300 |- |- |- |0,60 |0,43 |0,28 |.

а) Периметр заземлення: 152 м; б) Відстань між електродами: 10 м.; в) Розраховуємо ставлення a/l (де a — відстань між електродами, l — довжина заземляющих електродів.): a/l = 10/5 = 2; р) Розраховуємо попереднє число електродів n = L/a (де L — довжина периметра заземлення): L/a = 152/10 =15 прим.; буд) Визначаємо опір одного прутка rо.пр.: rо.пр. = 0,227*(=.

0,227*100 =2,27 Ом; е) По таблиці 3 для n = 15 й стосунку a/l = 2 знаходимо коефіцієнт використання прутків nи.в. = 0,63. ж) Розраховуємо необхідну кількість прутків n1 (де rз — максимальне значення опору заземлення = 0,5 Ом): n1= (rо.пр./r3)* nи. в = 2,27/ 0,5*0,63 = 7,2 (8.

Оскільки n1 < n, то заземлення вибрано з запасом та її опір вбирається у 0,5 Ом.

6 Заключение.

Через війну даного дипломного проекту було розроблено й виготовлений новий стенд № 7 для лабораторії електропривода. Також було розроблено дві лабораторні роботи з проведення на стендах № 6 і № 7. Досить багато уваги було приділено й їх комплексному взаємодії і функціональними можливостями. Був глибоко розглянутий теоретичний питання частотного регулювання в автономних инверторах.

Реалізація лабораторного стенда № 7 з урахуванням регулюючого контролера «Ремиконт Р-122» має важливого значення для лабораторії електропривода, так як сучасна формула забезпечення успіху всіх можливостей виробництва мовою звучить як «контролер — частотний перетворювач». З появою стенда № 6 учні зможуть у повною мірою, практично, відчути необхідність, і ефективність такого технічного взаємодії, зможуть отримати необхідні практичні навички вже у стінах навчального заведения.

Витрати впровадження цього проекту склали 50 864 крб. Експлуатаційні витрати під час роботи зі стендом становитимуть 9338 руб.

1. Технічне опис автономного инвертора напруги «Omron 3G3EV». -.

OMRON Corporation, 1995.

2. «Контролер регулюючий микропроцессорный Ремиконт Р — 110, Р — 112,.

Р-120, Р- 122″.- Технічне описание.

3. «Техніка читання схем автоматичного управління і технологічного контролю». — Москва, Энергоатомиздат, 1991.

4. М. І. Білорусів, А. Є. Саакян, А. І. Яковлєва. «Електричні кабелі, дроту й шнури ». Москва, «Энергоатомиздат », 1988.

5. Б. Ю. Липкин «Електропостачання промислових підприємств й установки «.;

Москва, «Вищу школу», 1990.

ДОДАТОК А.

(обязательное).

Методичні вказівки і лабораторна робота «Ознайомлення з функціональними можливостями пульта оператора АИН «Omron 3G3EV».

року міністерство освіти Російської Федерации.

Череповецький металургійний колледж.

Спеціальність 1806.

Технічна експлуатація, обслуговування може й ремонт електричного і електромеханічного обладнання металлургии.

Ознайомлення з функціональними можливостями пульта оператора.

АИН «Omron 3G3EV».

Методичні вказівки і лабораторна робота з дисципліни «Електричний привід» для студентів III курса Разработал Дробанов А. Ф., студент IV курса.

Череповец.

2000 Ознайомлення з функціональними можливостями пульта оператора АИН «Omron.

3G3EV".

1 Мета роботи: вивчити консоль АИН «Omron 3G3EV», ознайомитися з найменуваннями і функціями клавіш пульта оператора, встановити задані параметри инвертора у різних режимах.

2 Кошти обучения.

2.1 Устаткування: лабораторний стенд № 6.

2.2 Методичні вказівки до лабораторної роботі, задание.

3 Стислі теоретичні сведения.

Автономний інвертор має безліч настройок і параметрів, які роблять його надзвичайно гнучким при застосуванні. Зміна параметрів залежить від зміні цифрових значень відповідних осередків. Кожен параметр инвертора має кодове позначення (дивися таблицю А.1).

Таблица А.1 — Список настроечных параметрів инвертора.

|№ |Индикатор|Описание |Діапазон |Завод-| |пара-ме| | | |скаю | |тра | | | |уставк| | | | | |а | |n01 | |Вибір доступу до |0,1,8,9 |1 | | | |параметрам/инициализация параметрів | | | |n02 |MODE |Вибір методу управління |0−5 |0 | |n04 |F/R |Вибір напрямку обертання |For/Rev |For | |n06 | |Вибір функції программируемого входа|0−4 |1 | |n09 | |Вибір функції программируемого входа|0,1,2 |1 | |n11 |FREF |Задана частота 1, гц |0,0−400 |6,0 | |n12 |FREF |Задана частота 2, гц |0,0−400 |0,0 | |n20 |ACC |Час розгону, з |0,0−999 |10 | |n21 |DEC |Час гальмування, з |0,0−999 |10 | |n24 |FMAX |Максимальна частота, гц |50,0−400 |60,0 | |n25 |VMAX |Максимальне напруга, У |1−255 |200 | |n26 |FBAS |Частота за максимального напряжении,|1,6−400 |60,0 | | | |гц | | | |n31 |THR |Струм, у якому спрацьовує |0,1−8,4 |6,2 | | | |електронна термозащита, А | | | |n33 | |Попередження перекидання ротора |0,1 |0 | | | |під час гальмування | | | |n36 | |Режим роботи після миттєвого |0,1,2 |0 | | | |пропадания харчування | | | |n37 | |Несуча частота |1,2,3,4 |4 | |n39 | |Коефіцієнт передачі за частотою |0,1−2,00 |1,00 | |n40 | |Зміщення за частотою, гц |-99−99 |0 | |n68 | |Історія помилок | | |.

Параметр n01 є ключовим. Він виявляє міру доступу до настройкам инвертора. Нижче слід більш докладний опис його значень (дивися таблицю А.2).

Таблица А.2 — Опис значень параметра «n01».

|Значение «n01» |Опис | |0 |Доступ лише у ключового параметру | | |"n01″ | |1 |Для установки доступні всіх параметрів| | |до «n68» | |8 |Всім параметрів встановлюються | | |заводські установки | |9 |Інвертор входить у 3-х проводную | | |зовнішню схему управління |.

Для проведення цієї лабораторної роботи параметр «n01» може бути встановлено у значення «1». Дані параметри та його значення вводяться при допомоги пульта оператора, передня панель якого показано малюнку А.1.

[pic].

Малюнок А.1 — Пульт управління АИН «Omron 3G3EV».

Введення найчастіше використовуваних параметрів в інвертор, які виведені у вигляді пульту управління, складається з таких операций:

1. Вибір потрібного параметра здійснюється клавіш «MODE» (не плутати з параметром «mode», який висвічується як индикатора!).

У цьому на дисплеї запалюється індикатор, відповідний обраному параметру.

2. Зміна обраного параметра до потрібної величини виробляється клавішами «INCREMENT» і «DECREMENT».

3. Введення зміненого значення досягається шляхом натискання клавіші «Enter».

Якщо зміна відбувається у режимі робочого ходу, то, при багаторазовому натисканні клавіші «MODE» будуть активізуватися лише зелені індикатори. Активізований (підсвічений) індикатор показує, який параметр обраний контролю та. Параметри, пов’язані із червоними індикаторами, вибираються і змінюються лише у режимі зупинки инвертора.

Режим безпосереднього доступу до параметру з його номера (лише у режимі останова):

1) Клавіш «MODE» відбувається послідовний перебір до высвечивания індикатора «PRGM».

Первинне показання на дисплеї висвічує номер обраного параметра «n01» для перегляду і редактирования.

2) Клавішами «INCREMENT» і «DECREMENT» виробляють вибір параметра настройки инвертора (як PRGM), потім натискають «ENTER». Ми увійшли до осередок пам’яті. На дисплеї висвічується поточне значення осередки параметра.

3) За необхідності у вигляді натискання клавіш «INCREMENT» и.

«DECREMENT» змінюють цифрове значення параметра.

4) Задля збереження введеного значення натискають «ENTER».

Миготіння значення припиняється. Воно введено в память.

5) Через 0,5 з. після входження у пам’ять параметра знову стає можливим вибір іншого параметра, його зміну цін і введення (це відбувається в пунктах 2 — 4).

6) Вихід із режиму безпосереднього зміни параметрів виробляється шляхом натискання клавіші «MODE».

Для запуску инвертора необхідно натиснути клавішу «RUN», щодо його зупинки — клавішу «STOP».

Т.к. як робочого ходу червоні індикатори неможливо знайти активізовані з пульта, то фірма — виробник «Omron» запрограмувала АИН в такий спосіб, що шість індикаторів червоного кольору у вигляді послідовної поочередной активізації створюють ефект «вогника, біжить по кільцю». Якщо це «рух» іде за рахунок годинниковий стрілці, то АТ рухається у напрямку, якщо проти годинниковий стрілки — АТ працює у реверсе.

! Для повноцінного управління з пульта необхідно встановити параметр «mode» (n02) в значення «0». (Заводська установка).

! Якщо за подачі харчування на інвертор загорівся індикатор «ALARM» — роботу припинити й повідомити звідси преподавателю!

Контрольні вопросы.

1.Какие параметри инвертора можуть змінитися під час якого роботи? 2. Який параметр (індикатор) відпо-відає напрям обертання двигуна? 3. Які індикатори служать для контролю над роботою електродвигуна? 4. Зміною якого параметра можна обмежити розгін електродвигуна до певної частоти? 5. Як можна подивитися заданий час гальмування чи розгону в режиме.

«Стоп»? 6. У якій порядку відбувається зміну цін і введення кожного з параметрів настройки инвертора?

4 Хід работы.

4.1 Одержати завдання перед преподавателя.

4.2 Прочитати інструкцію технічно безпеки робочому месте.

4.3 Виробити включення автомата «QF» на стенде.

4.4 Параметри, вказаних у завданні, записати на згадку про инвертора й у таблицю в звіті, як показано в таблиці А.3.

Таблиця А.3 — Перелік параметрів для самостійного изменения.

|№ |Индика-|Описание |Диапа-зо|Предыдущее |Заданий | |пара-|тор | |зв |значення |значення | |метри| | | |параметра |для | | | | | | |установки | |n04 |F/R |Вибір напрямку |For/Rev |For |Rev | | | |обертання | | | | |n11 |FREF |Задана частота, гц |0,0−400 |6,0 |30 | |n20 |ACC |Час розгону, з |0,0−999 |10 |15 | |n21 |DEC |Час гальмування, з |0,0−999 |10 |15 | |n24 |FMAX |Максимальна частота, гц |50,0−400|60,0 |30 |.

4.5 Перевести дисплей в Режим контролю вихідний частоты.

4.6 Виробити запуск инвертора, спостерігаючи динаміку розгону по цифровому индикатору.

4.7 Після виходу робочий режим проконтролювати струм, споживаний двигуном (IOUT). Значення споживаного струму занести в отчет.

4.8 Працюючи инвертора змінити значення часу гальмування до 5 с.

4.9 Переключитися в режим моніторингу тока.

4.10 Спостерігаючи струмом зробити реверс инвертора.

4.11 Зупинити установку.

Все натискання кнопок, вироблені пульті инвертора під час даної роботи відбити в звіті. Зробити висновок для роботи. У виведення має виявлятися тема і чітку мету даної лабораторної работы.

1 Технічне опис автономного инвертора напруги «Omron 3G3EV». -.

OMRON Corporation, 1995.

ДОДАТОК Б.

(обязательное).

Методичні вказівки і лабораторна робота «Дослідження зовнішнього управління инвертором „Omron 3G3EV“».

року міністерство освіти Російської Федерации.

Череповецький металургійний колледж.

Спеціальність 1806.

Технічна експлуатація, обслуговування може й ремонт електричного і електромеханічного обладнання металлургии.

Дослідження зовнішнього управління инвертором «Omron 3G3EV.

Методичні вказівки і лабораторна робота з дисципліни «Електричний привід» для студентів III курса Разработал Дробанов А. Ф., студент IV курса.

Череповец.

Дослідження зовнішнього управління инвертором «Omron 3G3EV.

1 Мета роботи: Вивчити порядок переходу від керівництва инвертором зі убудованого пульта зовнішнього управлінню. Проаналізувати схему управління, дати раду схемної цього переходу. Реалізувати практично дистанційне завдання вихідний частоти инвертора по аналоговому входу.

2 Кошти обучения.

2.1 Устаткування: лабораторні стенди № 6 і № 7;

2.2 Методичні вказівки до лабораторної роботі, задание.

3 Стислі теоретичні сведения.

Частотні перетворювачі «Omron» можуть управлятися як зі вбудованої панелі оператора, а й за допомоги зовнішніх управляючих впливів, представлених дискретними і аналоговими сигналами, які подаються на відповідні входи. Такий засіб керування дозволяє здійснювати дистанційний запуск, громовідвід установки, виробляти установку напрями обертання приводного двигуна та її частоти як оператором, але й засобами промислової автоматики. Це широко використовується на сучасному виробництві, де найчастіше потрібна здійснювати централізоване управління безліччю електричних приводов.

На малюнку Б.1 показано принципова електрична схема (стенд № 6) для дистанційного управління инвертором.

[pic].

1 — дискретний сигнал «Назад» від стенда № 7; 2 — дискретний сигнал «Уперед» від стенда № 7; 3 — загальний дискретний вхід; 4 — аналоговий сигнал на завдання швидкості від стенда № 7; 5 — загальний аналоговий вход.

Малюнок Б.1 — Електрична принципова схема підключення инвертора для реалізації зовнішнього управління (стенд № 6).

Для початку режиму зовнішнього управління необхідно, передусім, повідомити инвертору, що сигнали управління (старт/стоп, напрям обертання, завдання на швидкість) слід сприймати з зовнішніх входів. Функція вибору режиму приймання зовнішніх управляючих сигналів покладено на параметр (індикатор) «mode». Нижче подана таблиця можливих його значений.

Таблица Б.1 — Режими зовнішнього управління, поставлені параметром «mode».

|Значение |Команда «Пуск» |Завдання частоти подается…|Установка | |параметра |подається … | |DIP — ключів| |"n02″ | | | | |0 |З пульта оператора |З пульта оператора (n11) |OFF | |1 |З клем управління |З пульта оператора (n11) |OFF | |2 |З пульта оператора |З клем управління (0−10 |OFF | | | |V) | | |3 |З клем управління |З клем управління (0−10 |OFF | | | |V) | | |4 |З пульта оператора |З клем управління (4−20 |ON | | | |mA) | | |5 |З клем управління |З клем управління (4−20 |ON | | | |mA) | |.

DIP-ключи перебувають під передній кришкою инвертора, вагітною «OFF».

У цьому лабораторної роботі використовується режим «3», тобто. режим зовнішнього управління, задаваемый параметром «mode».

Управляючі входи инвертора поділяються на дискретні і аналогові. Завдання напрями обертання і команди «Стоп» і «ПУСК» подаються тільки з дискретних входів. Завдання частоти обертання може статися як і цифровий формі, і у аналогової. У цьому схемної реалізації застосований аналоговий спосіб завдання частоти (потенційний) як більше наочний і простий. Він реалізується у вигляді потенциометра, від якого знімається сигнал 0−10 У і подається на вхід «FR» («FC» — общий).

Задля реалізації зовнішнього управління инвертором засобами стенда № 6 необхідно перевести ключ «SA — I» в верхнє становище. На схемою стенда це відповідає замиканню «SA — I «З «» контактів. З схеми малюнку Б.1 видно, що таке переключення забезпечує подачу яке живить напруги на котушки управляючих реле «KV1 — I» і «KV2 — I», контакти яких коммутируют дискретні входи инвертора «SF» і «SR» із загальним входом «SC». Комутація «SF — SC» забезпечує прямий хід приводного двигуна, «SR — SC» — зворотний хід, тобто. реверс. Оскільки одночасна подача сигналів на два дискретних входу призводить до помилці і останову инвертора, то, при роботі однієї з реле, відповідальних за вибір напрями обертання, його контакти розривають ланцюг харчування реле, відповідального за пуск инвертора до іншої сторону.

Задля реалізації режиму зовнішнього управління на стенді № 6 недостатньо відповідним чином запрограмувати інвертор, необхідно встановити ключ «SA — I» на стенді в крайнє нижнє становище. «SA — I» замикає ланцюг харчування реле «K — I» і комутирує жодну з ланцюгів аналогового входу инвертора. Реле «K — I» спрацьовує, забезпечуючи відключення ручного задатчика частоти (потенциометра) і підключаючи дискретні і аналогові входи. Зауважимо, що ключ «SA — I» використовується для комутації однієї з аналогових входів тому, що з реле «KI» лише чотири нормальнорозімкнутих контакту. Щодо реалізації режиму зовнішнього підключення необхідно роздільно коммутировать п’ять входов.

Для запуску инвертора та її зупинки служить кнопкова станція. Завдання напрями обертання відбувається шляхом подачі управляючого напруги на вхід відповідного реле. Одне з його нормально-разомкнутых контактів забезпечує самоподхват.

Для відпрацювання управління инвертором з допомогою контролерів використовується підключення «Ремиконт Р-122» відповідно до схемою (дивися малюнок Б.2).

[pic].

СБ — блок вентиляторів; 1 — дискретний вихід «Назад»; 2 — дискретний вихід «Уперед»; 3 — дискретний загальний; 4 — аналоговий вихід для завдання швидкості на стенд № 6; 5 — загальна шина ПК «Ремиконт».

Малюнок Б.2 — Електрична принципова схема стенда № 7.

Контрольні вопросы.

1. Яку функцію виконує ключ «SA — I» на стенді № 6? 2. Як здійснюється перехід від керівництва з пульта оператора зовнішнього управлінню? 3. Якими двома шляхами може здійснюватися завдання частоти? 4. Якими двома шляхами може здійснюватися аналоговий завдання частоти? 5. У чому переваги аналогового завдання частоти від цифрового? 6. До чого приведе одночасна подача команд «Уперед» і «Назад»? 7. Яка точність аналогового задания?

4 Хід работы.

4.1 Одержати завдання перед преподавателя.

4.2 Прочитати інструкцію технічно безпеки робочому месте.

4.3 Виробити включення автомата «QF"на стенді № 6.

4.4 Встановити ключ «SA — I» в верхнє положение.

4.5 З знань, отриманих на лабораторних роботах «1» і «2» запустити і на роботу стенд № 7.

4.6 Запустити АИН з зовнішніх входів засобами стенда № 6 (Кнопкова станція, аналоговий задатчик частоти (потенциометр)).

4.7 Коли двигун, що живиться від инвертора, набере швидкість, натиснути кнопку «Стоп» (на стенді), відразу ж для цього — кнопку.

«Назад».

Перетворити увагу, як відбудеться реверс. Під час реверсу проконтролювати вихідний струм. Зафіксувати той час, що він прийме найбільше значение.

4.8 Зупинити инвертор.

4.9 Перевести стенд в режим приймання сигналів від регулюючого контролера «Ремиконт — Р122» шляхом перекладу ключа «SA — I» в нижнє положение.

10. З допомогою заздалегідь введеної програми в контролер здійснити запуск і регулювання оборотів АТ зі стенда № 7.

4.11Осуществить реверс АТ по таймеру.

11. Виробити зупинку АТ по вступі дискретного сигналу на вхід регулюючого контроллера.

Усі натискання кнопок, вироблені пульті инвертора і пульті «Ремиконт Р-122» під час даної роботи, відбити в звіті. Зробити висновок по роботі. У виведення має виявлятися тема і чітку мету даної лабораторної работы.

1 Технічне опис автономного инвертора напруги «Omron 3G3EV». -.

OMRON Corporation, 1995.

2 «Контролер регулюючий микропроцессорный Ремиконт Р — 110, Р — 112, Р;

120, Р- 122″.- Технічне описание.

3 «Техніка читання схем автоматичного управління і технологічного контролю». — Энергоатомиздат, 1991.