книги из ГПНТБ / Андрющенко, В. А. Автоматизированный электропривод систем управления учеб. пособие

2)влияние изменения температуры обмоток контакторов на их сопротивление, что приводит к неодинаковым броскам тока, отлич­ ным от заранее рассчитанных;

3)влияние колебаний напряжения сети на срабатывание кон­ такторов ускорений.

§ 7. У П Р А В Л Е Н И Е В Ф У Н К Ц И И В Р Е М Е Н И

Этот вид управления осуществляется с помощью реле времени. Из пусковой диаграммы (см. рис. 2) видно, что шунтирование пу­ сковых сопротивлений контактами должно происходить после вклю­ чения электродвигателя в сеть, спустя время tx, t2 и t3. Обычно вы­ держка времени реле выбирается на основании расчетов времени

тока (параллельного возбуждения) с использованием электромаг­ нитных реле времени. При замыкании рубильника Р напряжение сети подается на обмотку возбуждения OB электродвигателя и на схему управления. Ток при этом проходит только через обмотки

контактов Л шунтирует кнопку П, а другой разрывает цепь реле времени 1РВ, которое приходит в действие. По истечении выдержки времени оно сработает и его контакты включат контактор ускоре­

после выдержки заданного времени, сработает. При этом контактор ЗУ подключится к сети, шунтируя своими контактами сопротивле­

тактор Л обесточится. Якорная обмотка отключится от сети, и электродвигатель остановится.

Рассмотренная схема запуска электродвигателя постоянного тока пригодна и для асинхронных электродвигателей. В этом слу­

20

торы ускорения 1У, 2У и ЗУ — двухфазные. В электродвигателе постоянного тока они однофазные. /

На рис. 6 изображена схема торможения электродвигателя по­ стоянного тока с параллельным возбуждением в функции времени. После запуска электродвигателя режим торможения наступит при нажатии кнопки «стоп» С. При этом линейный контактор Л отклю­

ЗУ

3PB. n

с

-о I o-

всего времени выдержки, после чего они разомкнутся, обесточив обмотку контактора Т. В течение заданной выдержки времени контактор Т будет подключен к сети, а, следовательно, сопротив­ ление динамического торможения RT будет подключено к якорю электродвигателя.

К достоинствам схем управления электродвигателями в функ­ ции времени можно отнести их простоту и надежность, возможность применения простых электромагнитных реле времени, а также не­ зависимость работы схем от температуры и влажности окружаю­ щей среды и изменения напряжения сети; к недостаткам — воз­ можность возникновения толчков пускового тока, отличных от рас­ четного (при изменении статического момента на валу электродви­ гателя).

21

§ 8. У П Р А В Л Е Н И Е В Ф У Н К Ц И И Т О К А

Управление в функции тока осуществляется с помощью токо­ вого реле ускорения. На рис. 7 приведена схема пуска электродви­ гателя постоянного тока в функции тока. Токовое реле ускорения

В функции тока можно осуществлять и торможение электродвига­ телей.

Достоинством управления в функции тока можно считать под­ держание момента электродвигателя на определенном уровне и не-

22

зависимость работы реле от температуры окружающей среды; не­ достатком — зависимость времени пуска и торможения от момента сопротивления и напряжения сети.

Таким образом, каждому принципу управления свойственны характерные особенности. Поэтому, выбирая тот или иной принцип управления электродвигателями, следует его оценивать, исходя из конкретных технических требований к системе управления, в ко­ торой используются данные электродвигатели.

4. Сравните способы управления электроприводами с точки зрения их технической реализации и экономики.

СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ С ЭЛЕКТРОМАШИННЫМИ УСИЛИТЕЛЯМИ

§ 9. ОСНОВНЫЕ Х А Р А К Т Е Р И С Т И Ч Е С К И Е П А Р А М Е Т Р Ы Э Л Е К Т Р О М А Ш И Н Н Ы Х У С И Л И Т Е Л Е Й

Широкое применение при автоматическом управлении электро­ приводов с электродвигателями постоянного тока получили эле'к- тромашинные усилители (ЭМУ). Они позволяют значительно упростить системы автоматического управления электроприводов, так как имеют большой коэффициент усиления по мощности, обла­ дают свойством интегрирования (суммирования) входных сигналов управления и дают возможность исключить из схем большое коли­ чество контакторов и аппаратуры.

Электромашинный усилитель представляет собой генератор электрического тока с глубоким регулированием выходного напря­ жения и тока при весьма малой мощности возбуждения — управ­ ления.

23

Основными характеристическими параметрами ЭМУ являются следующие:

1. К о э ф ф и ц и е н т у с и л е н и я п о н а п р я ж е н и ю , представляющий собой отношение напряжения на выходе к напря­ жению на входе ЭМУ, т. е.

равный отношению мощности выхода к мощности входа при уста­

' н

24

Тогда степень перегрузки по мощности определяется как

В практике систем управления технологическим оборудованием наибольшее применение получили ЭМУ с независимым возбужде- • нием и поперечным полем.

§ 10. Э Л Е К Т Р О П Р И В О Д С Э М У С Н Е З А В И С И М Ы М В О З Б У Ж Д Е Н И Е М

Примером ЭМУ с независимым возбуждением является обычный генератор постоянного тока, изображенный на рис. 8. ЭМУ выпол­ няет функцию основного генератора в системе генератор—двига­

ния исполнительного электродвигателя осуществляется за счет

Для получения аналитического выражения механических ха­ рактеристик рассматриваемой системы Г—Д исходят из уравнения электрического равновесия для якорной цепи генератора и-испол­

25

с.коэффициент, определяемый конструктивными парамет­ рами электродвигателя.

Так как электромагнитный момент, развиваемый электродви­ гателем, пропорционален току якоря и полезному результирую­ щему магнитному потоку элек­ тродвигателя, т. е.

Входящая в это уравнение скорость вращения идеального хо­ лостого хода исполнительного электродвигателя

изменяется с изменением возбуждения генератора, т. е. с помощью изменения величины э. д. с. генератора Ег. На рис. 9 изображено семейство механических характеристик при различных э. д. с. ЕТ. Наклон механических характеристик определяется коэффициентом перед моментом в уравнении (3.12):

26

являющимся при постоянстве параметров величиной неизменной. Следовательно, в данном случае механические характеристики бу­ дут иметь один и тот же наклон к оси абсцисс, т. е. они будут па­ раллельны друг другу.

Наклон механических характеристик на малых скоростях при генераторном методе регулирования скорости вращения электро­ двигателя меньше, чем при регулировании скорости с помощью изменения сопротивления в цепи якоря электродвигателя. Это по­ зволяет получить в системе Г—Д больший диапазон регулирования, практически равный 6 : 10.

Если регулировать скорость не только изменением напряжения на зажимах генератора, но и изменением потока возбуждения ис­ полнительного электродвигателя (с помощью реостата R на рис. 8), то полный диапазон регулирования системы Г—Д возрастет до 12 + 20.

Зависимость напряжения на выходе ЭМУ от тока'в обмотке воз­ буждения представлена на рис. 10. Характеристика « в ы х — f (/„) в начальной части линейна, а затем в связи с насыщением магнитопровода машины становится нелинейной. Эта характеристика имеет вид петли гистерезиса, нижняя часть которой соответствует нара­ станию тока в обмотке возбуждения, а верхняя уменьшению тока.

Широкое использование ЭМУ с независимым возбуждением в си­ стеме Г—Д получило из-за простоты регулирования скорости вра­ щения исполнительного двигателя в значительных пределах путем регулирования относительно небольшого тока возбуждения ЭМУ, из-за легкости реверсирования путем изменения полярности на зажимах обмотки возбуждения ЭМУ (на рис. 8 переполюсовка на­ пряжения на обмотке возбуждения ОВГ осуществляется с помощью потенциометра Я), а также из-за возможности осуществлять как динамическое торможение Электродвигателя, так и генераторное. Генераторное торможение получается в том случае, когда э. д. с. генератора становится меньше э. д. с. электродвигателя. Последний переходит в генераторный режим и энергию торможения возвра­ щает обратно в сеть через генератор, который работает как двига­ тель и заставляет работать в генераторном режиме вспомогатель­ ный электродвигатель.

В табл. 2 приведены основные параметры некоторых типов ге­ нераторов малой мощности, которые используются в системах уп­ равления в качестве ЭМУ с независимым возбуждением.

Передаточная функция ЭМУ с независимым возбуждением при условии работы его на линейном участке характеристики ивых = = / (7В) имеет вид:

где Ки — коэффициент усиления по напряжению при уста­ новившемся режиме работы;

27

Т а б л и ц а 2

напряжение, превышающее номинальное напряжение обмотки воз­ буждения генератора, поэтому начинается форсированный процесс нарастания его э. д. с.

Степень форсирования процесса возбуждения по напряжению (3.4) определяется величиной коэффициента форсировки, равному отношению действительного напряжения на обмотке возбуждения

28

генератора к его номинальному напряжению, т. е.

воде контроллера в положение «0». При этом происходит самогашение поля генератора, возникающего вследствие подключения обмотки возбуждения генератора, с обязательным соблюдением обратной полярности контактами 2В и 2Н, к его якорной цепи. Этим обеспе­

Реверсирование электропривода осуществляется переводом кон­ троллера из того положения, в котором он находился, в противопо­ ложное. При этом к обмотке возбуждения генератора приклады­ вается напряжение обратной полярности, и процесс протекает сфорсировкой. Вначале ток возбуждения снижается от установившегося

29