книги / Электрооборудование одноковшовых экскаваторов
..pdfбалансу моста, т. е. г'6Сув > гбСув) и достижения поло
жительной обратной связи по напряжению генератора, уменьшающей форсировку по м. д. с. управления при торможении реверсом (если г'6Сув < гбСУВ)-
Основные параметры схемы управления главными приводами экскаватора ЭШ-14/75 приведены в табл. 6-7 и 6-8
6-11. УПРАВЛЕНИЕ ЭКСКАВАТОРОМ ЭКГ-8 С ТИРИСТОРНЫМ ВОЗБУДИТЕЛЕМ
На рис. 6-19 приведена система Г—Д с тиристорным возбудителем ТВ, используемая при модернизации экс-
UC~220B
Рис. 6-19. Схема привода по системе Г—Д с тиристорным возбуди телем.
251
каватора ЭКГ-8. В ней тиристорный возбудитель ТВ аналогичен приведенному на рис. 3-31, т. е. реверсивный, собран по трехфазной мостовой схеме со встречно-па раллельным включением тиристоров. Защита тиристо ров от недопустимых токов в аварийных режимах осу ществляется установочным автоматом А с электромаг нитными расцепителями. Внутренние коммутационные перенапряжения снимаются цепочками —Сф, а внеш ние— фильтрами R—С и выпрямителями ВС, работаю щими в качестве разрядников. .
Параллельно обмотке возбуждения ОНГ рключены встречно направленные диоды и разрядный резистор Граз. В схеме использована система управления с обрат ной связью по току с отсечкой 1 и непрерывной обрат ной связью по напряжению 2. В системе применяется один регулятор, состоящий из суммирующего магнитно го усилителя ЕМУ и системы управления тиристорами
СИФУ(Н) и СИФУ(В).
Требуемые статические характеристики и необходи мое быстродействие обеспечиваются совместной настрой кой обеих обратных связей. В качестве задающего эле мента 3 в схеме использован, сельсинный командоаппарат СКА.
Г Л А В А С Е Д Ь М А Я
ЭКСКАВАТОРЫ С ПРИВОДОМ НА ПОСТОЯННОМ ТОКЕ ПО СИСТЕМЕ Г—Д С МАГНИТНОЙ ОТСЕЧКОЙ
ПО ТОКУ
7-1. УПРАВЛЕНИЕ ПРИВОДОМ ПОДЪЕМА ЭКСКАВАТОРОВ ЭКГ-8И И ЭВГ-4И
Экскаватор ЭКГ-8 первых выпусков имел рабочее оборудование прямой лопаты с реечным напором и двух балочной рукоятью и систему управления приводами Г—Д с ЭМУ/ С 1964 г. стал выпускаться экскаватор ЭКГ-8И с канатным напором и с иной компоновкой узлов. На базе новой модели ЭКГ-8И был разработан экскаватор ЭВГ-4И, который в зависимости от навешен ного рабочего оборудования может быть использован как карьерный или вскрышной. В последнем случае удлиняется стрела и навешивается ковш меньшей емко-
252
сти (4 мэ). Для экскаваторов ЭКГ-8И и ЭВГ-4И разра ботана схема с магнитным усилителем с магнитной от сечкой по току и без узла отсечки по напряжению, т. е. с непрерывной обратной связью по напряжению генера-
Рис. 7-1. Упрощенная схема главного привода экскаватора ЭКГ-8И.
тора. На рис. 7-1 показана упрощенная схема управле ния главного привода, а на рис. 7-2 приведена принци пиальная схема привода подъема экскаватора ЗКГ-8И с разбивкой ее на узлы (см. § 6-1).
253
vwft
^
^
||* N
Рис. 7-2. Схема подъема экскаватора ЭКГ-8И.
*254
Напомним, что в рассмотренных ранее схемах управ ление СМУ было симметричным. Особенностью данной схемы является раздельное несимметричное управление с помощью контроллера КК каждым из двух однотакт ных МУ (МУ1 и МУ2), образующих двухтактную схему (см. § 3-12). Это обеспечивает.получение специальных результирующих характеристик двухтактного усилителя (см. рис. 3-30). На рис. 7-2 даются обе обмотки управ ления двухтактного блока усилителей, например МУГ12(1),шгде последняя буква П указывает на при надлежность к приводу подъема, цифра 2 означает вто рой однотактный МУ> цифра в скобках 1 означает за водской номер его обмотки.
Привод подъема. Экскаваторная характеристика при вода как в основном, так и в промежуточных положе
ниях КК обеспечивается совместным действием |
трех |
главных узлов схемы: узла 1— задающих обмоток |
03 |
на рис. 7-1, МУИ1(1), МУП2(1) на рис. 7-2; узла 2 — |
обратной связи по напряжению генератора с обмотками ОН на рис. 7-1, МУИ1(4) и МУП2(4) на рис. 7-2 и узла 3 отрицательной обратной связи по току якоря с об
мотками |
ОТ на |
рис. 7-1, МУИ1(3) и |
МУ112(3) |
на |
|
рис. 7-2. |
|
|
|
|
|
Узел |
смещения магнитных |
усилителей |
(узел 4 |
на |
|
рис. 7-2 |
и 7-1) |
включает две |
пары обмоток смещения: |
МУП1(2), МУП2(2) и МУИ1(5), МУП2(5), включенных последовательно и согласно. Обмотки МУИ1(5), МУП2(5) создают постоянное отрицательное сме щение, а обмотки МУП1(2), МУП2(2) создают в зависимости от положения ККП сильное от рицательное смещение (при нулевом положении ККП) либо слабое положительное (при рабочих положениях ККП). Рассмотрим подробнее эту зависимость, исполь зуя рис. 7-2 и 7-3. Когда командоконтроллер ККП установлен в положение О, обмотки смещения МУИ1(2), МУП2(2) создают сильное отрицательное смещение FCM\' (0,8 А, см. рис. 7-3,а). При этом ток положи тельной полярности (от зажима 60, рис. 7-2) прохо дит от конца к началу их обмоток через замкнутый кон такт К1 ККП (узел 4). Одновременно включается контактор 1П, который шунтирует контакт К1 своим замы кающим контактом. При переводе рукоятки ККП в лю бое рабочее положение (включая основное положение III) контакт К1 размыкается, а контактор 1П остается
255
включенным. В связи с этим ток в обмотках смещения МУП1(2) и МУП2(2) изменяет свое направление и уже проходит от начала к концу этих обмоток по цепи: плю совый зажим 60, резисторы 8СУП и 9СУЛ, обмотки
МУП1(2), МУП2(2), зажим 137, резистор 11СУП, зам кнутый замыкающий контакт 1П, минусовый зажим 61. В результате этими обмотками создается слабое поло жительное смещение, которое может регулироваться с помощью резистора 8СУП.
Рис. 7-3. Статические характеристики магнитного двухтактного бло ка и электропривода рабочего механизма.
а — при нулевом положении КК.\ б — при его рабочем положении; в — основ
ная характеристика привода.
/ — характеристика вход — вь ход МУ/; 2 — то же МУ2\ 3 — результирующая
характеристика.
Каждый магнитный усилитель налаживается таким образом, что при р а б о т е п р и в о д а (см. точки А и А' на рис. 7-3,6) он имеет слабое отрицательное сме щение двух указанных‘обмоток: рбмотки МУП1(5), со здающей слабое отрицательное постоянное и независи мое от положения ККП смещение (0,2—0,25А), и об мотки МУ11(2), создающей при переводе рукоятки ККП из нулевого в любое рабочее положение слабое положи тельное смещение (0,12А). Слабое отрицательное сме щение при работе привода необходимо, чтобы результи
256
рующая характеристика «вход — выход» магнитного блока в области, близкой номинальному току выхода блоха (см. участок ob кривой 3, рис.- 7-3,6), имела не резкий (линейный) спад, а некоторый перегиб, что улуч шает устойчивость системы при действии размагничи вающей токовой обмотки, не вызывая перемагничиваиия блока. Такое смещение необходимо также для того, что бы молено было__равномерно разбить по ступеням напря жение генератора, а следовательно, и частоту вращения двигателя.
Рис. 7-4. Внешние характеристики генератора привода подъема экс каватора ЭКГ-8И.
€, I, II, III — положения рукоятки КК; 1— кривая динамического торможения; 2 —кривая торможения с действием узла реверсирования.
Введение зоны нечувствительности усилителей / за счет сильного отрицательного смещения при нулевом пололсении контроллера (рис. 7-3,а) необходима для обеспечения быстрого уменьшения поля генератора, а также исключения действия связи по току в пределах нормальных нагрузок. Это одновременно позволяет по лучить достаточно жесткую характеристику привода при удерлсании груженого ковша, соответствующую жест кости естественной характеристики в системе Г—Д (см. характеристику 0 на рис. 7-4).
Узел задающих обмоток управления МУ (узел 1 на рис. 7-2), как в рассмотренных ранее схемах, служит для управления приводом. Обратимся к рис. 7-1 для
257
пояснения работы этого узла. При положении IKK, до пустим Вперед, замыкаются контакты КЗ и К2. Тогда задающий ток ia от плюсового зажима проходит по по тенциометру ЗСУ к резистору 7СД. Здесь ток ia развет вляется. Часть его (h) проходит по резистору 4СУ в об мотку 1Н— 1К, МУ2 (так как выпрямитель 1ВВ вклю чен в непроводящем направлении) и через контакт КЗ попадает к минусовому зажиму. Другая часть задающе го тока (t2) в свою очередь разветвляется, поскольку выпрямитель 2ВВ подключен в проводящем направле нии. Значительная доля этого тока будет проходить по цепи:'выпрямитель 2ВВ, контакты К2 и КЗ, минусо вый зажим. Лишь небольшая доля этого дока *"2 прой дет по цепи задающей обмотки 1Н— 1К усилителя МУ1, так как эта цепь обладает большим сопротивлением
(#5су+ гоз), чем шунтирующая ее цепь'(ЯбСУ/2).
В результате такого включения выпрямителей 1ВВ, 2ВВ и контактов КК в задающих обмотках получаются различные токи, а следовательно, м. д. с. Fa. На рис. 7-1 м. д. с. задающих обмоток обозначены для каждого по ложения КК как Fai, Fau и Fam, а размеры стрелок при этих обозначениях примерно пропорциональны значе ниям соответствующих м. д. с. На рис. 7-3,6 отрезками
0—1, О—II и О—III для МУ1 и 0—F, О—IF и 0—IIF для
МУ2 обозначены управляющие токи / у', соответствую щие различным ступеням частоты вращения, т. е. раз личным значениям Fa. Хотя м. д. с. Faj обмотки 1Н— IK усилителя МУ1 незначительна по сравнению с м. д. с. Fai усилителя МУ2 (см. рис. 7-1 и 7-3,6), она намагни чивает МУ1, так как действует против м. д. с. FCM об мотки смещения 5Н— 5К, создающей отрицательное сме щение. Ток нагрузки (см. рис. 7-3,6) на выходе усили теля МУ1 увеличивается, в то время как ток выхода 2МУ почти не изменяется, так как м. д. с. FCJJl действует согласно с м. д. с. f 3i усилителя МУ2. В этом случае на рис. 7-3,6 ток нагрузки блока (точка а) определится вычитанием из отрезка ГВ (ток выхода усилителя МУ1) отрезка СД (ток выхода усилителя МУ2).
При переключении КК в положение II размыкается контакт 1(2. но остаются включенными контакт К5 и реле <3/7, в результате чего в цепь, шунтирующую за дающую обмотку усилителя МУ1, вводится дополнитель ный резистор 8СД. Поскольку сопротивление в шунти
258
рующей цепи возрастает (R^/2 + #8Сд)> произойдет
новое распределение тока, после чего по задающей об мотке 1Н— 1К усилителя МУ1 станет проходить боль ший ток, чем при положении /. Соответственно увеличи вается и гок выхода усилителя МУ1 (см. отрезок ЕМ на рис. 7-3,6). В этом случае ток нагрузки блока (точ ка b на кривой 3) определится разностью токов выходов усилителей МУ1 (отрезок ЕМ) и МУ2 (отрезок КЛ).
В основном положении III КК шунтирующая цепь отключается, так как размыкается контакт К5. Задаю щие обмотки МУ1(1) и МУ2(1) включаются параллель но через одинаковые резисторы 4СУ и 5СУ и образуют обычную.задающую обмотку двухтактного усилителя, как при симметричном управлении МУ, вследствие чего по обеим задающим обмоткам проходят токи одинаковой величины (см. рис. 7-3,6, точки III и III'). Магнитодви жущая сила Р3т обмотки 1Н—1К (03) усилителя МУ1
обеспечивает такое его насыщение, что рабочая |
точка |
d (см. рис. 7-3,6) на статической характеристике |
блока |
оказывается в зоне глубокого насыщения усилителя. Это обстоятельство и позволяет получить в рабочей области (db) жесткую основную характеристику привода (III на рис. 7-3,б и 7-4). Таким образом, требуемое заполнение экскаваторной характеристики в этом положении КК достигается нелинейностью характеристики усилителя, который работает в режиме глубокого насыщения. Не обходимая частота вращения идеального холостого хода электродвигателя обеспечивается соответствующей си лой тока возбуждения генератора в зоне насыщения маг нитного усилителя, а требуемое значение стопорного то ка — выбором коэффициента обратной связи по току и соответствующим значением сигнала управления за дающей обмотки (подробнее будет изложено ниже).
Узел непрерывной связи по напряжению генератора и реверса (узел 2 на рис. 7-2). Обмотки МУП1(4) и МУП2(4), соединенные между собой встречно и после довательно, включаются либо параллельно к части по тенциометра 6СУП, либо в диагональ моста, образуемо го резисторами 6СУП, 9СДП и 7СУП и замыкающим контактом, реле 1РН. Такие схемы включения указанных обмоток усилителей позволяют в зависимости от того-, включено или выключено реле контроля напряжения генератора 1РН, осуществлять отрицательную обратную связь по напряжению генератора при нормальной работе
259
•аналогично работе обратной связи по напряжению в ра нее приведенных схемах (отключено реле 1РН) либо положительную обратную связь при реверсировании (реле 1РН включено и при наладке подобрано опреде ленное соотношение плеч с резисторами 9СДП и 7СУП) подобно описанному в § 6-9.
Реле 1РН выключено при всех положениях ККП Вперед, так как вентиль ВЗ (узел 2) запирает эту цепь (вывод Я1П генератора ГП имеет положительную по лярность). В рабочих положениях ККП Назад реле 1РН не включится до тех пор, пока не увеличится на пряжение на генераторе до 500 В.
Во всех этих случаях, когда реле 1РН выключено, ток проходит по цепи: участок 120—102 6СУП, обмот ки МУП(4), резистор 9СДП. При этом обмотки МУП1(4) к МУП2(4) выполняют роль непрерывной отрицательной •обратной связи с функциями, аналогичными функциям в ранее приведенных схемах. В режиме х. х. генератора результирующая м. д. с. каждого, усилителя определяет
ся |
(см. рис. 7-1 и 7-3,6) |
соотношениями:. |
|
|
||
|
= Л . МУ1 |
-^н» |
Fyt= |
F3,МУ2 |
^И* |
|
Так, например, |
при работе |
на подъем |
в |
положении |
||
/ ККП задающая м. д. с. F3'МУ2 имеет большое значе |
||||||
ние |
(точка Д на рис. 7-3,6), |
поэтому Fu не |
оказывает |
-на усилитель МУ2 заметного влияния, и он остается полностью размагниченным. Результирующая м. д. с. не большая, и усилитель МУ1 дает на выходе тОк возбуж дения, необходимый для получения первой частоты вра щения при х. х. Таким образом, в зависимости от поло жения ККП усилитель МУ1 обеспечивает на выходе ток нагрузки ' (возбуждения), соответствующий выбранной -скорости подъема (кривые / —III на рис. 7-4).
Когда рукоятка ККП установлена в положение III Назад, .задающие обмотки усилителей (узел 1) подклю чаются к участку 105—138 потенциометра ЗСУП через контакт К4, и направление м. д. с. задающих обмоток изменяется на противоположное. С достижением напря жения на генераторе ГП порядка 500 В (между II и III частотами вращения) срабатывает реле 1РН, что приводит к реверсированию тока в обмотках МУИ1(4) и МУ112(4). Теперь ток будет проходить по цепи: уча сток 101—120 6СУП, обмотки МУП(4), резистор 7СУП
и замкнутый контакт реле 1РН, 136 6СУП. При этом
260