Забезпечення надійності електропривода на стадії його проектування
Основним способом підвищення надійності ЕП є введення різного виду надмірності, під якою мається на увазі додаткові засоби та можливості, які перевищують мінімально необхідні для виконання заданих функцій. Надмірність може бути внутрішньоелементною, структурною та тимчасовою.
Внутрішньоелементна надмірність передбачає зниження електричних навантажень на елементи системи. Це досягається заміною одного елемента іншим, функціонально подібним, але з більш високими визначальними параметрами. Наприклад, застосування конденсатора з номінальною напругою вище розрахункової створює запас електричної міцності і тим самим підвищує надійність роботи конденсатора в схемі.
Структурна надмірність, яка називається також резервуванням, є ефективним засобом підвищення надійності ЕП. Резервування припускає вмикання в схему ЕП додаткових резервних елементів, блоків і пристроїв, що дозволяє створювати навіть з не дуже надійних компонентів надійні ЕП. Важливо відзначити, що вмикання в схему ЕП додаткових елементів, блоків і пристроїв збільшує його масу, габарити і вартість, тому застосування цього способу повинно бути економічно обгрунтованим.
Резервування може бути найрізноманітнішим за своєю реалізацією. Загальне резервування передбачає резервування ЕП у цілому, а роздільне – окремих його компонентів.
При постійному резервуванні додаткові елементи та пристрої приєднані до основних (робочих) протягом усього часу їх роботи в електроприводі та знаходяться з ними в однакових умовах. При резервуванні заміщенням додаткові елементи включаються в роботу тільки після відмовлення основних.
|
|
|
Тимчасова надмірність передбачає використання технологічних резервів часу для відновлення працездатності ЕП. Наприклад, такий резерв часу для електроприводу верстата, який працює у складі автоматичної лінії, може бути створений за рахунок накопичення деякого запасу оброблених на ньому деталей. Якщо час відновлення працездатності ЕП (наприклад, за рахунок уведення резерву) буде менше часу, за який буде витрачений цей запас деталей, то простою лінії не буде.
Підвищення надійності електропривода за рахунок забезпечення його завадозахищеності
Робота ЕП характеризується дією як корисних електричних сигналів, які забезпечують належне (розрахункове) його функціонування, так і шкідливих, непередбачених заздалегідь (випадкових) збурень, які називаються завадами. Завади викликають збої в роботі елементів і вузлів ЕП, а іноді їх пошкодження, знижуючи тим самим надійність його роботи і різко ускладнюючи його налагодження та експлуатацію. Особливо чуттєві до завад електронні пристрої керування ЕП, які оперують з малопотужними корисними електричними сигналами.
|
|
|
Всі виникаючі завади можна умовно розділити на дві групи – власні та зовнішні.
Підвищення завадозахищеності ЕП повинно здійснюватися зменшенням як власних, так і зовнішніх завад. Тому будь-який ЕП повинен бути спроектований, виготовлений і змонтований таким чином, щоб, з одного боку, його компоненти не створювали завад один одному та сусіднім електроустановкам, а з іншого боку, він повинен бути захищений від впливу зовнішніх завад, які створюються іншими електроприймачами.
Розглянемо коротко ті технічні заходи, які дозволяють підвищити завадозахищеність ЕП і тим самим надійність та якість його роботи.
Власні завади. Основними джерелами цих завад в електроприводах є електричні двигуни, релейно-контакторна апаратура, тиристорні перетворювачі та електромагнітні пристрої. Такі завади можуть створюватися також при коротких замиканнях в електричних колах, при виникненні перенапруг, зв'язаних з відключенням кіл з індуктивністю, при зміні напруг на сусідніх проводах.
Завади в електричних двигунах створюються при комутації, погіршенні контакту між щітками та колектором або контактними кільцями, вібрації вала. Для зменшення цих видів завад застосовуються різні фільтри, додаткові компенсаційні обмотки, шаруваті ретельно притерті щітки, металізація внутрішньої поверхні пластмасових корпусів. Крім того, повинен бути здійснений надійний електричний контакт між частинами двигуна, а також ретельне їх складання.
|
|
|
Завади виникають при роботі електричних апаратів і різних електромагнітних пристроїв – гальм, муфт, затискних пристосувань, електромагнітів. При їх відключенні на обмотках апаратів і одночасно на проводах, які підводять живлення, з'являються перенапруги, які можуть у багато разів перевищувати номінальний (робочий) рівень. Ці перенапруги можуть викликати як пробій ізоляції обмоток, так і появу завад в мережі живлення та навколишньому середовищі.
Зменшення перенапруг і, тим самим, рівня завад звичайно здійснюється за допомогою схем, у яких застосовуються резистори, діоди, стабілітрони, варистори, конденсатори. Найбільше розповсюдження, в силу універсальності, простоти та ефективності, знайшли RС-кола. Будучи увімкненими паралельно котушці апарата або електромагнітного пристрою, вони істотно гасять амплітуду та швидкість наростання перенапруг, викликаних процесом відключення. Розрахунок величин R і С здійснюється виходячи з параметрів обмотки і допустимого рівня перенапруги.
|
|
|
Завади при роботі реле, контакторів, магнітних пускачів та іншої комутаційної апаратури виникають при вібраціях і деренчанні їхніх контактів, а також при пробої або виникненні дуги в міжконтактному проміжку. Зниження цього виду завад досягається застосуванням іскро- і дугогасників і фільтрів; схем, які здійснюють комутацію при рівності нулю струму (напруги) у колі; екранованих кабелів; кабелів зі скрученими жилами.
Завади при роботі тиристорних перетворювачів створюються через викривлення ними синусоїдальної форми напруги та струму, внаслідок чого створюються високочастотні завади (гармоніки напруги та струму). Крім того, тиристорні перетворювачі створюють завади за рахунок комутаційних процесів, які постійно протікають в них, зв'язаних з відчиненням одних тиристорів і зачиненням інших.
Найбільш ефективним засобом зменшення завад тиристорних перетворювачів є встановлення різних фільтрів. Інший шлях зменшення створюваних ними завад зв'язаний з вибором таких режимів роботи перетворювачів і способів керування ними, при яких викривлення кривих напруги та струму будуть мінімально можливими.
Зовнішні завади. Ці завади на ЕП можуть надходити через кола живлення або за рахунок дії електростатичних і електромагнітних полів, які створюються сусідніми електроустановками. До таких установок крім ЕП відносяться електричний транспорт усіх видів, повітряні лінії та підстанції електропередач, електрозварювальне устаткування, різні високочастотні промислові та наукові установки, автомобілі з двигунами внутрішнього згоряння, обчислювальні комплекси. Способи зменшення зовнішніх завад визначаються тим, чи надходять вони в ЕП по проводах (гальванічні завади) або за рахунок дії електростатичних або електромагнітних полів (ємнісні або індуктивні завади).
Гальванічні завади можуть надходити в схему ЕП у тому випадку, коли він має загальні для декількох електроприймачів кола живлення або загальний провід.
Зниження впливу гальванічних завад через мережу живлення досягається наступними основними заходами: встановленням RLС-фільтрів у місці приєднання ЕП до мережі живлення; використанням окремих блоків живлення для пристроїв керування ЕП або живленням їх через гальванічно розв'язані вторинні обмотки розділового трансформатора; застосуванням проводки з максимально можливою відстанню між проводами системи живлення та внутрішнього розведення. При цьому кола живлення доцільно виконати з максимально коротких проводів великого перерізу.
Крім кола живлення завади можуть надходити на елементи та пристрої ЕП через загальний провід, відносно якого визначається потенціал сигнальних (вимірювальних) провідників і точок схем керування. Ефективним засобом боротьби з такого роду завадами є з'єднання загального проводу схеми керування ЕП з заземлюючим контуром. У результаті завади, які надходять на ЕП через мережу живлення або виникаючі через наявність паразитних ємнісних зв'язків через кожухи блоків керування і корпус шафи, не потрапляють на пристрої керування ЕП.
При наявності декількох шаф керування здійснюється вирівнювання потенціалів їхніх корпусів за рахунок їх з'єднання в схему зірки, загальна точка якої з'єднується з контуром заземлення і струмоведучими конструкціями будівель.
Зменшення завад за рахунок дії електростатичних і електромагнітних полів може здійснюватися декількома способами.
Найбільш діючий спосіб зменшення цього виду завад передбачає розміщення блоків і пристроїв керування в металевих (феромагнітних) корпусах, а всього електроустаткування електроприводу — в металевих шафах. У результаті цього шкідливі зовнішні поля екрануються цими металевими корпусами і не викликають появи завад в електричних колах ЕП.
До цього ж способу зменшення зовнішніх завад відноситься екранування проводів і кабелів, розміщення їх у металевих трубах або коробах.
Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 1144; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!