ICMETCRaiova

Cuvant cheie:
   

 

 

...

Raportul Stiintific si Tehnic (RST) in extenso pentru etapa 2: “ Elaborare solutie de realizare a sistemului integrat de actionare cu turatie variabila”

•  Obiectivele generale

Obiectivele proiectului sunt in concordanta cu cerintele Programului 4 din cadrul PNCDI II si corespund cu ariile tematice ale Programul Cadru 7 de realizare de sisteme energetice eficiente si nepoluante.

Obiective de baza

- realizarea unui sistem integrat (hard si soft) convertizor static de frecventa - motor asincron - automat programabil (cu soft de aplicatie performant), prevazut cu traductoare specializate, care sa asigure functionarea optima din punct de vedere energetic si al restrictiilor tehnologice a intregului lant cinematic

- proiect convertizor static de frecventa cu comanda numerica ce inglobeaza si functiile de protectie

- elaborare software pentru maximizarea efectelor pozitive si minimizarea efectelor negative ale alimentarii cu frecventa variabila a motorului asincron.

Proiectul este adaptat problemelor energetice actuale si se incadreaza in obiectivul general Cresterea competitivitatii CD prin stimularea parteneriatelor in domeniile prioritare, concretizate in tehnologii, produse si servicii inovative pentru rezolvarea unor probleme complexe si crearea mecanismelor de implementare” si in obiectivul derivat Cresterea competentei tehnologice si promovarea transferului de cunostinte si tehnologii in domeniul energiei, in conditii de calitate, siguranta in alimentare, cu respectarea principiului dezvoltarii durabile ale Programul 4 din cadrul PNCDI II.

 

•  Obiectivele etapei de executie

 

In conformitate cu planul de realizare, obiectivul etapei il constituie elaborarea solutiei de realizare a sistemului integrat de actionare cu turatie variabila.

In acest scop a fost structurata si dezvoltata o baza de date pentru:

- marimi de intrare

- modele matematice

- scheme de simulare

- algoritmi de calcul si control

•  Rezumatul etapei

In cadrul acestei etape s-au desfasurat activitati de cercetare stiintifica in vederea structurarii si dezvoltarii bazei de date necesare sistemului de actionare conform tematicii propuse in planul de realizare.

S-a selectat si studiat bibliografia in domeniul de aplicare al eficientei energetice in cazul actionarilor cu turatie variabila, urmarind obiectivele propuse de cercetare-dezvoltare aplicativa in cadrul proiectului.

Au avut loc intalniri intre parteneri pentru discutii tehnice si delimitarea aportului fiecaruia.

S-a elaborat de fiecare partener partea de lucrare cu care si-a adus aportul la structurarea si dezvoltarea bazei de date, lucrarea fiind elaborata in forma unitara de catre conducatorul de proiect, ICMET Craiova.

În elaborarea lucrării s-a avut în vedere selectarea, sintetizarea şi tratarea problemelor tehnice cu aplicabilitate directă pentru realizarea obiectivului general al proiectului, necesare pentru dezvoltarea etapei următoare.

Mai jos se prezinta pe scurt continutul lucrarii cu aspectele stiintifice si tehnice care raspund obiectivelor etapei 2 de executie a proiectului.

 

 

 

•  Descrierea stiintifica si tehnica, cu punerea in evidenta a rezultatelor fazei si gradul de realizare a obiectivelor

Capitolul I: Structura sistemului integrat de acţionare cu turaţie variabilă

 

In cadrul acestui capitol se prezinta structura generală a sistemului de actionare cu turatie variabila, care este compusă din trei părţi principale:

- partea de forţă

- partea de comandă

- partea de interfaţă, care asigură culegerea informaţiilor din sistemul de acţionare şi comunicarea cu operatorul uman.

Partea de forţă cuprinde:

•  sursa de energie - reţeaua electrică industrială sau locală de curent alternativ trifazată, monofazată sau de curent continuu, baterie de acumulatori, motor termic

•  convertorul de energie: redresor, variator de tensiune continuă, variator de tensiune alternativă, invertor, cicloconvertor, convertor static de tensiune şi frecvenţă, generator sincron, generator de curent continuu

•  motorul electric: motor de curent continuu cu excitaţie separată sau serie, motor asincron, motor sincron, motor liniar

•  maşina de lucru, cuplată direct la arborele motorului sau prin intermediul unui mecanism de transmisie.

Partea de comandă se compune din:

•  blocul de comandă al convertorului, care cuprinde elemente de separare galvanică între partea de forţă a convertorului şi partea de curenţi slabi. În plus, în funcţie de tipul convertorului static, mai cuprinde:

- un dispozitiv de comandă pe grilă în cazul redresoarelor comandate şi al variatoarelor de tensiune alternativă, care are rolul de a furniza un semnal de comandă a tiristorului sincron cu tensiunea alternativă aplicată şi în concordanţă cu mărimea de conducere

- un generator de impulsuri şi două formatoare de impulsuri în cazul variatoarelor de tensiune continuă, care au rolul de a regla factorul de umplere al semnalului de comandă în concordanţă cu mărimea de conducere

- un distribuitor al impulsurilor de comandă a dispozitivelor semiconductoare din structura invertorului, în cazul invertoarelor sau convertoarelor statice de tensiune şi frecvenţă.

•  blocul de tratare a informaţiilor poate avea o structură analogică şi este compus din regulatoare PI (proporţional integratoare), sau poate fi realizat cu unul sau mai multe microcontrolere (microprocesoare).

Intrările logice furnizează informaţii de tipul:

- start - stop

- mers înainte, mers înapoi

- interblocaje cu alte echipamente

- apariţie defecte (scurtcircuite, supratemperaturi, subtensiuni, lipsă tensiune, etc.).

 

Această structură generală este particularizată în capitolele următoare.

 

Capitolul II: Bază de date pentru mărimi de intrare

 

O bază de date reprezintă un ansamblu integrat de date, anume structurat şi dotat cu o descriere a acestei structuri. Descrierea structurii poartă numele de dicţionar de date sau metadate şi crează o interdependenţă între datele propriu-zise şi programe.

 

Baza de date poate fi privită ca o colecţie de fişiere interconectate care conţin nucleul de date necesare unui sistem informatic. Astfel, poate fi considerată drept un model al unui sistem de actionare. Diferitele obiecte din cadrul sistemului de actionare sunt denumite clase sau entităţi . Pentru aceste obiecte sunt achiziţionate şi memorate date referitoare la diferite caracteristici ( atribute ). Baza de date se constituie ca un ansamblu intercorelat de colecţii de date, prin care se realizează reprezentarea unui sistem de actionare.

Datele constituie orice mesaj primit de un receptor, sub o anumită formă.

Informaţiile reprezintă cantitatea de noutate adusă de un mesaj din exterior (realitate).

Un fişier este un ansamblu de înregistrări fizice , omogene din punct de vedere al conţinutului şi al prelucrării.

O înregistrare fizică este o unitate de transfer între memoria internă şi cea externă a calculatorului.

O înregistrare logică este unitatea de prelucrare din punct de vedere al programului utilizator.

O înregistrare se compune din câmpuri ( atribute ) care descriu anumite aspecte ale realităţii.

Câmpurile sunt înregistrări logice.

O baza de date trebuie să asigure:

- abstractizarea datelor

- integrarea datelor

- integritatea datelor

- securitatea

- partajarea datelor

- independenţa.

Sistemele de baze de date sau băncile de date reprezintă un sistem de organizare şi prelucrare, respectiv teleprelucrare (prelucrare la distanţă) a informaţiei, constituit din următoarele 3 elemente:

- colecţie de date aflate în interdependenţă

- descrierea datelor şi a relaţiilor dintre ele

- un sistem de programe care asigură exploatarea bazei de date (actualizare, interogare).

Arhitectura sistemului de baza de date este formată din următoarele componente:

- baza/bazele de date

- sistemul de gestiune a bazei/bazelor de date

- alte componente.

Datele dintr-o bază de date pot fi structurate pe 3 niveluri, în funcţie de categoria de personal implicată:

- nivelul conceptual (global)

- nivelul logic

- nivelul fizic .

Avand în vedere obiectivele etapei s-au definit colectiile de date primare pentru mai multe categorii de sisteme de acţionare la care reglarea turaţiei conduce la creşterea eficienţei energetice:

- structură bază de date acţionare pompă caracteristică artificială liniară

- structură bază de date acţionare pompă caracteristică artificială parabolică

- s tructură bază de date acţionare pompă algoritm randament maxim

- s tructură bază de date acţionare pompă algoritm debit impus

- s tructură bază de date acţionare pompă algoritm de asigurare presiune impusă la refularea pompei

- s tructură bază de date acţionare pompă algoritm de asigurare presiune impusă la refularea circuitului

- s tructură bază de date acţionare ventilator algoritm randament maxim

- s tructură bază de date acţionare ventilator algoritm debit impus.

 

Capitolul III: Modele matematice. Scheme de simulare

 

In cadrul acestui capitol s-au elaborat modelele matematice şi schemele de simulare ale sistemelor de actionare cu motoare asincrone, incluse in Biblioteca EEATV. Acesta este un document electronic atasat si separat de Raportul pe suport de hartie.

Astfel, s-au tratat in detaliu mai multe aspecte tehnice legate de:

- modelarea motorului asincron

- modelarea motorului sincron cu magneţi permanenţi

- modelarea sistemelor de reglare vectorială a motorului asincron

- comanda cu orientare după fluxul rotoric

- comanda cu orientare după fluxul statoric

- comanda cu orientare după fluxul de magnetizare

- modelarea sistemelor de reglare vectorială a motorului sincron cu magneţi permanenţi

Pentru simularea sistemelor de acţionare cu motoare de c.a. a fost realizată o bibliotecă Simulink ce regrupează modele primare ale componentelor necesare. A fost utilizată versiunea Matlab 7 (R14).

După descrierea componenţei bibliotecii, s-au prezentat câteva exemple de modele Simulink ale sistemelor de acţionare cu motoare de c.a., realizate prin asamblarea modelelor primare din biblioteca realizată.

 

Capitolul IV: Algoritmi de calcul

 

In cadrul acestui capitol s-au elaborat algoritmi de calcul si control pentru sisteme de acţionare cu turaţie variabilă , prezentandu-se relatiile de calcul pentru:

- sistemele de acţionare cu turaţie variabilă a pompelor

- determinarea formei analitice a caracteristicii pompei la turaţie nominală

- determinarea formei analitice a caracteristicii pompei la o turaţie oarecare

- determinarea r andamentul global al instalaţiei

- reglarea instalaţiei de pompare

- realizare caracteristică artificială liniară

- realizare caracteristică artificială parabolică

- determinarea turaţiei la randament maxim

- asigurare debit impus

- asigurare presiune impusă la refularea pompei

- asigurare presiune impusă la refularea circuitului

- sistemele de acţionare cu turaţie variabilă a ventilatoarelor

- sistemele de acţionare cu turaţie variabilă a benzilor transportoare.

Etape
 

 

 

 

 

 

 

 

 

Copyright © 2010 ICMET Craiova
Privacy Policy    |    Terms of Use

 

.