6. Категория размещения - 3 (эксплуатация в закрытых помещениях без искусственного регулирования температуры при отсутствии прямого солнечного излучения, воздействия осадков и ветра).
7. Конструктивные характеристики:
7.1. на передней панели прибора находятся элементы ручного управления оператором и блок индикации;
7.2. элемент коммутации располагается на передней стороне устройства снизу (клемник);
7.3. конструкция устройства должна обеспечивать подключение его к сети переменного тока напряжением 220В и подключение к преобразователю двигателя мощностью до 2 кВт;
7.4. габаритные размеры изделия: не более 250×160×120;
7.5. масса: не более 2 кг.
8. Электрические характеристики:
8.1. питание частотного преобразователя осуществляется от сети переменного тока напряжением 220 В;
8.2. потребляемый ток в зависимости от мощности двигателя (не более 9 А).
9. Требования по стойкости к климатическим воздействиям:
9.1. температура окружающего воздуха от минус 10 °С до плюс 45 °С;
9.2. максимальная относительная влажность воздуха – 93%;
9.3. атмосферное давление от 84 до 107 кПа.
10. Требования по стойкости к механическим воздействиям:
10.1. прибор не должен иметь конструктивных элементов с резонансными частотами в диапазоне от 10 до 70 Гц.
10.2. прибор должен быть устойчив перед ударными ускорениями до 98 м/с2, длительностью от 5 до 10 мс, частотой от 40 до 80 мин-1;
11. Среднее время наработки на отказ: не менее 5 тыс. ч.
1.4 Анализ и сравнение аналогов
При разработке любого устройства необходимо оценивать целесообразность его производства. Создаваемое оборудование, должно иметь малую себестоимость производства наряду с повышенными техническими характеристиками по отношению к аналогам. Устройство «Частотный преобразователь» востребовано на рынке промышленного оборудования, т.к. это относительно новый вид оборудования. Оно позволяет плавно изменять параметры различных техпроцессов (скорость подачи, вентиляции и т. д.) и при этом экономить электроэнергию. Именно в этих качествах данного вида оборудования заинтересованы предприятия-потребители. Спрос на преобразователи частоты растет, а значит и растет предложение. В данной ситуации конкуренция между основными производителями быстро нарастает. Оборудование становится дешевле, но в то же время оно не лишается своих технических характеристик.
Предлагаемая модель преобразователя частоты отличается своей функциональной простотой, а следовательно и простотой в управлении. Однако это не делает ее не конкурентно-способной по отношению к аналогам, учитывая то, что ее стоимость ориентировочно не будет превышать 80$. Приведем несколько аналогов данного оборудования и сравним их характеристики.
Модель серии ЕI-8000 производство фирмы «Веспер» со встроенным промышленным PLC контролером. Рекомендуется для управления приводами с постоянной, быстроменяющейся, а также вентиляторной нагрузкой. Подъемно-транспортное оборудование, транспортеры, конвейеры, экструдеры, куттера, упаковочные и дозирующие машины, сушильные агрегаты, сепараторы, мельницы, дробилки, вентиляторы, насосы, компрессоры и т.д.
- мощность: до 1,5 кВт.
- выходная частота от 0,1 до 650 Гц.
- полная защита двигателя от перегрузок.
- векторное управление без обратной связи.
- встроенный ПИД-регулятор.
- встроенный контроллер.
- программирование групп преобразователей с помощью модуля копирования.
- возможность дистанционного управления и мониторинга по RS-232/RS-485 (протокол MODBUS).
- встроенный ЭМИ фильтр класса А.
- аналоговые и цифровые входы/выходы для регулирования и дистанционного управления.
Преобразователь фирмы HITACHI серии L200. Инвертор совмещает в себе отлаженную внутреннюю структуру и самые современные компоненты для обеспечения наилучшей производительности.
Основные характеристики:
- встроенный фильтр ЭМИ категории С3;
- мощность 1,5кВт;
- соотвествие мировым стандартам;
- встроенный ПИД-регулятор;
- встроенный интерфейс RS485 с протоколом Modbus;
- вход датчика тепловой защиты электродвигателя;
- цифровой дисплей с встроенным потенциометром;
- функция быстрого запуска;
- функции защиты от перегрузки по току, от повышенного и пониженного напряжения, от перегрева, от короткого замыкания;
- функцию ограничения перегрузки и т.д;
- возможность подключения выносного пульта управления.
Преобразователь частоты VFD-S фирмы «DELTA». Предназначен для управления скоростью вращения, плавного пуска/останова и защиты трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором. Работа преобразователя в составе конкретного устройства может быть оптимизирована с помощью его параметрирования (всего 100 программируемых параметров, разбитых на 9 функциональных групп). Параметрирование осуществляется пользователем со встроенного пульта управления или по последовательному интерфейсу.
Особенности:
- современный компактный транзисторный преобразователь частоты с микропроцессорным управлением.
- реализует частотный способ управления двигателем, с широкой возможностью корректировки зависимостей Uвых = f(Fвых) и Fвых = f(Uупр).
- частота ШИМ устанавливается пользователем в диапазоне от 3 до 10 кГц.
- подъем начального пускового момента и компенсация скольжения.
- встроенный тормозной ключ - динамическое торможение двигателя и торможение постоянным током.
- встроенный программируемый логический контроллер.
- последовательный интерфейс RS-485 (MODBUS со скоростью обмена до 38 400 бод).
- автоматический рестарт после кратковременного пропадания питающего напряжения.
- перегрузочная способность – 150% от номинального момента в течение 60 сек.
Характеристики рассмотренных аналогов и разрабатываемого устройства приведены в таблице 1.1.
Таблица 1.1 - Сравнительные характеристики частотных преобразователей
|
Параметр |
«Веспер» EI-8000 |
«HITACHI» L200 |
«DELTA» VFD-S |
Разрабатываемое изделие |
|
Напряжение питания, В |
220 |
220 |
220 |
220 |
|
Мощность, кВт |
1,5 |
1,5 |
1,5 |
2 |
|
Выходная частота, Гц |
от 0,1 до 650 |
от 1 до 400 |
от 0,1 до 400 |
от 1 до 99 |
|
Защита двигателя от перегрузки по току |
да |
да |
да |
да |
|
Защита двигателя от повышенного и пониженного напряжения |
да |
да |
нет |
да |
|
Контроллерное управление |
да |
да |
да |
да |
|
Возможность дистанционного управления и мониторинга (протокол MODBUS) |
да |
да |
да |
нет |
|
Встроенный фильтр ЭМИ |
класс А |
класс С3 |
нет |
нет |
|
Аналоговые и цифровые входы/выходы для регулирования и дистанционного управления |
да |
нет |
нет |
нет |
|
Вход датчика тепловой защиты электродвигателя |
нет |
да |
нет |
нет |
|
Функция быстрого запуска |
нет |
да |
нет |
нет |
|
Возможность подключения выносного пульта управления |
нет |
да |
нет |
нет |
|
Диапазон частот ШИМ, кГц |
до 10 |
до 10 |
до 10 |
до 10 |
|
Встроенный тормозной ключ |
нет |
нет |
да |
да |
|
Автоматический рестарт после кратковременного пропадания питающего напряжения |
нет |
нет |
да |
нет |
|
Стоимость, у.е. |
195 |
220 |
251 |
75 |
1.5 Анализ элементной базы
В современных устройствах необходимо стараться применять элементную базу, характеризующуюся высокими функциональными возможностями, гибкостью использования, высокой надежностью и массогабаритными показателями. По возможности следует использовать технологию поверхностного монтажа, так как она способствует уменьшению габаритов печатных плат, а также упрощает технологию производства.Для того чтобы у разрабатываемого изделия была более высокая технологичность число различных типоразмеров электрорадиоэлементов должно быть минимальным. На основании описанной в п.1.1 схемы электрической принципиальной, выбрана элементная база частотного преобразователя. Выбор всех элементов осуществлялся по следующим критериям: соответствие заданному рабочему диапазону температур; устойчивость к заданным внешним механическим воздействиям; выбранные элементы не ухудшают электрические характеристики схемы. Также при выборе элементов осуществлялся анализ экономической целесообразности использования данного элемента в устройстве.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21
