- PDF Free Download

Transkript

1 Vážeí zákazíci, dovolujeme si Vás upozorit, že a tuto ukázku kihy se vztahují autorská práva, tzv. copyright. To zameá, že ukázka má sloužit výhradì pro osobí potøebu poteciálího kupujícího (aby èteáø vidìl, jakým zpùsobem je titul zpracová a mohl se také podle tohoto, jako jedoho z parametrù, rozhodout, zda titul koupí èi e). Z toho vyplývá, že eí dovoleo tuto ukázku jakýmkoliv zpùsobem dále šíøit, veøejì èi eveøejì apø. umis ováím a datová média, a jié iteretové stráky (ai prostøedictvím odkazù) apod. redakce akladatelství BEN techická literatura redakce@be.cz

2 Uvedeé struktury s izolovaými chladièi se jmeují bezpoteciálové a vyikají sadou motáží (bez potíží s izolováím míst motáže) Chlazeí Výkoové kompoety se chladí vzduchem ebo vodou buï vlastím chladièem (pouze vzduchem) ebo chladièem, k ìmuž se pøipeví Pokud vzikají problémy s odvodem tepla a vìtší vzdáleost (apø do cetrálího vzduchového kaálu), pøichází v úvahu tepelá trubice (obr 2 2), pøedstavující pro vedeí tepla praktický zkrat (tepelý) evziká a í témìø žádý teplotí spád Teplo odímá ze zdroje voda ebo smìs vody a etaolu, alézající se ve vyèerpaém itru trubice Kapalia se mìí v páru, ta difuduje do kodezaèího prostoru, pøedá teplo, mìí se opìt v kapaliu a vziklý kodezát se vrací zpìt ke zdroji tepla Obr 2 2 Schématické zázorìí sdíleí tepla tepelou trubicí 1 zdroj tepla (apø pøestupová plocha tyristoru 2), 3 porézí hmota, 4 chladiè, 5 kodezaèí prostor, 6 pára, 7 prostor pøemìy kapaliy v páru, 8 ávrat kodezátu (kapaliy) 78 OTA ROUBÍÈEK: ELEKTRICKÉ MOTORY A POHONY A

3 2 3 Statické mìièe Rozdìleí a zapojeí mìièù Statický mìiè je výkoové elektroické zaøízeí bez pohyblivých souèástí, které mìí parametry elektrické eergie jedoho druhu (velikost a èasový prùbìh apìtí a proudu, kmitoèet a poèet fází) a jié parametry požadovaé elektrické eergie jiého druhu Pokud se mìièe rozdìlí podle toho, jak pøemìa parametrù probíhá (obr 2 3), lze dospìt ke ètyøem základím druhùm: støídavý mìiè, usmìròovaè, stejosmìrý mìiè a støídaè (ivertor) Jak je patré dále, støídavý mìiè se stejosmìrým meziobvodem je tvoøe usmìròovaèem a støídaèem a stejosmìrý mìiè se støídavým meziobvodem støídaèem a usmìròovaèem Støídavý mìiè se stejosmìrým meziobvodem s dobøe vyhlazeým apìtím a paralelím kodezátoru s velkou kapacitou je apì ový mìiè, s dobøe vyhlazeým proudem sériovou tlumivkou s velkou idukèostí je proudový mìiè Støídavý mìiè pro zmìu kmitoètu a zpravidla i velikostí apìtí ebo proudu a pøíp též poètu fází se azývá mìiè kmitoètu Obr 2 3 Základí rozdìleí statických mìièù podle fukce A OTA ROUBÍÈEK: ELEKTRICKÉ MOTORY A POHONY 79

4 Mezi støídavé mìièe patøí též zapojeí pro kompezaci jalového výkou (mìiè jalového výkou) a k výkoovému filtrováí vyšších harmoických apìtí ebo proudu (elektroický výkoový aktiví filtr) Jestliže tok výkou mìièem se stejosmìrým meziobvodem, stejosmìrým mìièem ebo usmìròovaèem má pouze jede smìr ze zdroje do zátìže (tj stejosmìré apìtí i stejosmìrý proud mají pouze jede smìr), jde o jedokvadratový mìiè Tok výkou obìma smìry ze zdroje do zátìže a aopak je možý u dvoukvadratového mìièe (pøi stejosmìrém apìtí pouze jedoho smìru a stejosmìrém proudu obou možých smìrù ebo aopak) ebo u ètyøkvadratového mìièe (obì velièiy mají oba možé smìry) Jakýkoliv mìiè, umožòujícímu výmìu výkou mezi zdrojem a zátìží, se azývá reverzaèí mìiè (vèetì èasto se vyskytujícího reverzaèího usmìròovaèe) Jestliže struktura mìièe má pouze jede stupeò, tj je vyechá meziobvod, jde o mìiè pøímý (viz apø obr 1 51) V opaèém pøípadì, kdy se pøemìa eergie uskuteèòuje postupì, ejméì ve dvou stupích (ve vstupí èásti s meziobvodem a ve výstupí èásti viz apø obr 1 24), pøíp ještì v dalších za sebou zapojeých mìièových jedotkách, jedá se o mìiè epøímý Druhým výzamým hlediskem pro tøídìí je komutace mìièe, to zameá zpùsob, kterým probíhá komutace proudu hlavích vìtví mìièe Zde lze rozlišovat mìièe s vìjší komutací, a to buï vedeou apájecí sítí (usmìròovaèe, støídavé mìièe, cyklokovertory) ebo zátìží a dále pak mìièe s vlastí komutací (støídaèe a stejosmìré mìièe) Statické mìièe se avrhují pro výkoy až øádu MW a pro apìtí až pøes 6 kv Iformativí pøehled pricipiálích schémat a hlavích vlastostí základích typù statických mìièù, ejèastìji používaých ve stejosmìrých a støídavých pohoech, je v pøíloze Elektromagetická kompatibilita mìièù Všeobecì Elektromagetická kompatibilita (EMC) mìièe vyžaduje jeho bezproblémovou sluèitelost s elektromagetickým prostøedím (apájecí sí, provozí prostøedí, okolí prostory apod ) v ìmž je asaze Zameá to, že toto prostøedí esmí elektromageticky rušit a že musí mít dostateèou odolost (imuitu) vùèi elektromagetickému rušeí, produkovaém tímto prostøedím Rušeí prostøedí mìièem K zabráìí rušeí prostøedí mìièem je tøeba u mìièe ošetøit zejméa vysokofrekveèí (rádiové) a ízkofrekveèí (eergetické) rušeí Vysokofrekveèí rušeí je zpùsobeé hlavì spíáím proudù v mìièi (strmá èasová zmìa), dále pak odbìrem eharmoického sí ového proudu pøi deformovaém èasovém prùbìhu sí ového apìtí a proikáím vysokofrekveèích složek øídicích sigálù Toto rušeí mùže být úzkopásmové (apø pøi pulzím øízeí s kmitoètem v okolí jeho kmitoètu) ebo širokopásmové (asi od 10 khz až do stovek MHz) a souvisí s pøítomostí parazitích idukèostí a kapacit 80 OTA ROUBÍÈEK: ELEKTRICKÉ MOTORY A POHONY A

5 v mìièi Do okolí se šíøí pøedevším po vedeích a též idukèími a kapacitími vazbami a vyzaøováím Odstraòuje se vysokofrekveèími odrušovacími filtry a silových i øídicích vývodech ze skøíì mìièe, stíìím rizikových vodièù a èástí mìièe a pospojováím a ízkoimpedaèím zemìím všech eživých èástí zaøízeí pohou Pøíèiou ízkofrekveèího rušeí jsou zpìté vlivy mìièe a sí Jsou jimi poklesy sí ového apìtí od komutace proudu v mìièi (deformují èasový prùbìh sí ového apìtí), rázy èiého a jalového výkou od øízeí mìièe (projevují se jako pøedchozí rušeí a avíc zhoršující sí ový úèiík) a ásledky odbìru eharmoického proudu (vyvolávají deformovaé úbytky apìtí, ásledì zkreslující èasový prùbìh sí ového apìtí a zhoršující sí ový úèiík) Poklesy sí ového apìtí lze potlaèit pøipojeím mìièe do místa sítì s miimálí impedací (charakterizovaou obvykle zkratovým pomìrem, jímž je pomìr zkratového výkou v místì pøipojeí ke jmeovitému zdálivému pøíkou trasformátoru mìièe) Ke kompezaci sí ového úèiíku se ejlépe hodí aktiví polovodièový filtr, pøidávající do apájecího obvodu mìièe buï pøídavý proud (paralelí filtr) ebo pøídavé apìtí (sériový filtr) Vhodým øízeím, apø s pulzì-šíøkovou modulací (PWM), se paralelím filtrem dosáhe odstraìí vyšších harmoických a jalové složky prví harmoické sí ového proudu, takže mìiè odebírá ze sítì pouze èiý pøíko V pøípadì sériového filtru se vyhladí èasový prùbìh apájecího apìtí Patøí sem i vlivy kolísáí sí ového apìtí se subharmoickým kmitoètem pøi impulzím odbìru eergie, jakož i vlivy subharmoických proudù, vytváøeých pøímými mìièi kmitoètu a podobými zaøízeími Rušeí se projeví okem viditelým kolísáím svítivosti pøipojeých svìtelých zdrojù K ovlivòováí prostøedí mìièem lze pøiøadit též jeho vlivy a apájeé motory U støídavých motorù vzikají pøídavé ztráty a pulzaèí toèivé momety, což lze omezit kvalitím øízeím (s PWM) s co možo ejvyšším kmitoètem spíáí (proudový støídaè je v tomto smìru horší ež støídaè apì ový) Stejosmìré motory mohou mít zhoršeou komutaci a zúžeé pásmo komutace Opatøeím je lištìý magetický obvod motoru, použití kvalitích, výrazì odporových kartáèù a dobré vyhlazeí proudu kotvy úèiou tlumivkou Rušeí mìièe prostøedím Za rušeí mìièe prostøedím lze pokládat v prví øadì pøechodá a rázová pøepìtí, vikající do mìièe zejméa po vodièích, pøíp vyzaøováím elektromagetické eergie ebo esprávì seøízeým uzemìím Pøepìtí se omezí pøepì ovými ochraami a výkoových i øídicích vstupech skøíì mìièe, zaøazeím omezovacích èlákù se vzduchovými tlumivkami do vedeí smìrem od sítì a do jisté míry též ochraým pospojováím a stíìím Z prùmyslového prostøedí mùže proikat po vedeích i vyzaøováím též vysokofrekveèí rušeí obdobých parametrù, jak bylo uvedeo v pøedchozím (viz odst ) Potláèí se prostøedky, obdobými tam zmíìým Dále je to ízkofrekveèí rušeí od edostateèé kvality dodávaé elektrické eergie v místì pøipojeí mìièe k síti, projevující se hlavì kolísáím, krátkodobými poklesy a výpadky apìtí, deformací jeho èasového prùbìhu a esymetrií soustavy apájecích apìtí Následkùm tohoto rušeí je tøeba pøedcházet pøedevším A OTA ROUBÍÈEK: ELEKTRICKÉ MOTORY A POHONY 81

6 dostateèou odolostí obvodové struktury mìièe, zajiš ující požadovaý chod pohou i za zhoršeých podmíek Dalším opatøeím mùže být vyhledáí pøipojovacího místa s ejmeší impedací sítì Výzamým zdrojem rušeí je i atmosférická elektøia, zejméa její bouøkové projevy, idukující do vedeí áboje s ásledým vzikem impulzích pøepìtí a bleskových proudù Ochraou jsou svodièe pøepìtí v pøepì ových ochraách rùzých kofigurací (viz èl 5 7 3) Výbìr mìièe Pøi výbìru vhodého mìièe rozhodují údaje strojì techologické, o použitém motoru a o zpùsobu pøipojeí pohou k síti Z ich za hlaví lze pokládat techologické urèeí pohou a prostøedí pro umístìí mìièe, druh motoru a jeho parametry a vlastosti, jmeovité, maximálí a miimálí hodoty velikosti a kmitoèet apìtí a proudù motoru a jejich èasové vymezeí, ároky a reverzaci apìtí a proudu a a jejich dyamiku, pøípusté maximálí zvlìí apìtí a proudu, zkratový výko a ochray sítì v místì pøipojeí 2 4 Poho s idukèím motorem Mìièové pohoy Všeobecì Pøi automatické regulaci rychlosti otáèeí, popø polohy èi toèivého mometu malého a støedího idukèího motoru výkou až øádu stovek kw se ejèastìji používá kmitoètové øízeí motoru pomocí apì ového mìièe kmitoètu v zapojeí podle obr 2 4 (viz též obr 1 24) a pulzì-šíøkovou modulací výstupího apìtí (viz položku d a obr 1 27) V meziobvodì bývá spíací trazistor T B s odporíkem R (obr 2 4), sloužící k brzdìí motoru rozptylem jím vraceé eergie v odporíku Tyto mìièe mají v souèasosti vysoce kompaktí kostrukci postaèuje pouhé pøipojeí k síti a k motoru Miiaturí mìièe je možo vestavìt pøímo do svorkovice motoru (obr 2 5) Pro pohoy s kompaktími mìièi se ujal obchodì-techický ázev mìièové pohoy Pod mìièem se potom rozumí kompletí, øídicí i výkoové pøíslušeství pohoého motoru, umístìé do jedé, pøíp do ìkolika pøístrojových skøíí rozvádìèù (viz apø obr 2 6) 82 OTA ROUBÍÈEK: ELEKTRICKÉ MOTORY A POHONY A

7 Obr 2 4 Obvyklé schéma zapojeí mìièe kmitoètu pro øízeí malých a støedích idukèích motorù Obr 2 5 Mìiè kmitoètu DANFOSS vestavìý v místì svorkovice (pro idukèí motory výkou deseti až jedotek kw) Obr 2 6 Mìièe kmitoètu SIEMENS SINAMICS s úsporým pùdorysem pro idukèí pohoy výkou jedotek až stovek kw A OTA ROUBÍÈEK: ELEKTRICKÉ MOTORY A POHONY 83

8 Možosti programováí øídicí èásti mìièù Sestavy dodávaých, uiverzálì použitelých mìièù mají rozsáhlé softwarové možosti Obvykle je možo programovat druh regulovaé velièiy, vlastosti aalogových vstupù a výstupù (jako apì ové ebo proudové, s árùstem, poklesem ebo iverzí procházejícího sigálu, u vstupù též se smìrováím k ovlivòováí libovolého parametru pohou), orietaci èíslicových ovládacích kaálù (vstup ebo výstup), logické jedotky, rùzé èasové prùbìhy ramp, regulátory typu PID a astaveí jejich parametrù podle požadavkù aplikace, rùzé struktury øídicích obvodù, idikaci provozích a poruchových stavù pohou, kofigurace a parametry pro stadardí, èasto se vyskytující prùmyslové aplikace Uvedeé základí možosti mìièe lze podle potøeby rozšiøovat pomocí dalších modulù pro pøipojeí a èíslicovou sbìrici ebo a jiý procesor K bìžému softwarovému vybaveí mìièù patøí rovìž programy pro èíslicovou komuikaci s adøazeým poèítaèem (zpravidla sériovým rozhraím RS), umožòující èteí, sledováí a astavováí parametrù pohou Programy pro komuikaci mìièù mezi sebou usadòují avrhováí vícemotorových pohoù Jelikož v soustavách prùmyslové automatizace se èasto vyskytují sbìricová komuikaèí uspoøádáí, mají mìièe též rozhraí (apø INTREBUS, PROFIBUS, DeviceNet apod ), tuto komuikaci umožòující Lokálím ovládacím vstupem mìièù bývá klávesice, poho jako souèást urèitého automatizovaého techologického systému je zpravidla ovládá z èíslicových sériových øídicích kaálù adøazeého øízeí ebo pomocí pevì kofigurovaých èíslicových a aalogových vstupù a výstupù Mìièe bývají dále opatøey diagostickými jedotkami a svorkovicemi v podobì aalogových ebo èíslicových výstupù, a které lze pøivést ejrùzìjší logické a diagostické iformace o stavu pohou (apø ztráta apájecího apìtí, mìiè v chodu, dosažeí ulové, jmeovité ebo maximálí rychlosti otáèeí, dosažeí mezího proudu èi mometu, pøehøátí mìièe ebo motoru atd ), využitelé v jeho provozu Na svorkovice jsou vyvedey rovìž kotakty programovatelých relé Nebitové parametry mohou vstupovat do komparátorù s programovatelými prahy pøeputí a hysterezí, jejichž výstupy potom geerují dále použitelou bitovou iformaci Mìièe pro stadardí, èasto se vyskytující prùmyslové aplikace, eí tøeba mauálì programovat v celém rozsahu Do sestav software mìièù jsou totiž zaøazováa též makra (soubory parametrù), s jejichž pomocí se mìiè aprogramuje pro daou aplikaci samoèiì, a základì astaveí jedoho, charakteristického parametru 84 OTA ROUBÍÈEK: ELEKTRICKÉ MOTORY A POHONY A