Тема 7. Замкнутые системы автоматического
Управления электроприводами
Элементы систем автоматического регулирования (САР). Классификация САР. Типы обратных связей. Автоматическое управление электродвигателями с применением электромашинных усилителей (ЭМУ) поперечного поля. Автоматическое управление электроприводами с применением магнитных усилителей (МУ). Автоматическое управление электроприводами с использованием тиристорных преобразователей. Устойчивость систем автоматического управления.
Методические указания
Для обеспечения режимов работы современных высокопроизводительных механизмов к системе электропривода предъявляются высокие требования относительно точности поддержания постоянства или изменения по заданному закону какой-либо величины (скорости, тока, момента и т.п.) независимо от возмущающих воздействий, увеличения быстродействия системы в переходных режимах относительно использования экономичных режимов торможения и т.п. Электроприводы, построенные по разомкнутому циклу, не могут обеспечить выполнение указанных требований и в этом случае применяют системы электропривода, управляемые по замкнутому циклу. Поскольку практически все элементы электропривода обладают инерционностями того или типа, то при определенных параметрах системы может случиться так, что при отклонении регулируемой величины от установившегося значения сигнал обратной связи будет способствовать еще более сильному изменению регулируемой величины на выходе системы, то есть электропривод будет работать неустойчиво. Поэтому замкнутые системы проверяются на устойчивость в отличие от разомкнутых систем, которые всегда устойчивы.
|
|
|
При рассмотрении конкретных примеров замкнутых систем электропривода следует понять принцип построения и назначения САР, реальное исполнение, назначение и влияние на работу системы каждой обратной связи.
Контрольные вопросы
1. Как классифицируют системы автоматического управления?
2. Какие типы обратных связей существуют?
3. Опишите принцип работы ЭМУ поперечного поля.
4. Какая система называется устойчивой?
5. Назовите критерии устойчивости.
6. Какова физическая сущность неустойчивого режима замкнутой САР?
7. Опишите принцип осуществления частотного управления асинхронным двигателем.
8. Поясните вид механических характеристики двигателя постоянного тока в схеме регулирования скорости с помощью МУ.
9. Каковы роль и назначение каждой обратной связи в схеме автоматического регулирования скорости вращения двигателя постоянного тока от тиристорных преобразователя?
|
|
|
10. Опишите работу схемы автоматического регулирования скорости вращения двигателя постоянного тока от тиристорного преобразователя.
Тема 8. Типовые схемы автоматического управления
Электроприводами
Управление асинхронными двигателями. Управление синхронными двигателями. Управление двигателями постоянного тока независимого и последовательного возбуждения. Управление электродвигателями с электромашинными усилителями. Регулируемый электропривод тиристорными преобразователями.
Методические указания
Типовые схемы являются основой многих систем управления электроприводами.
При изучении данной темы рекомендуется рассматривать работу схемы автоматического управления в следующей последовательности: по схемным решениям и применяемой аппаратуре выявить принцип осуществления пуска, реверсирования и торможения, уяснить состояние схемы в исходном положении, то есть при замкнутых рубильниках силовой и управляющей схем, на нулевых положениях командоаппаратов; проследить изменение состояния схемы во всех положениях командоаппаратов; представить механические и электромеханические характеристики привода во всех состояниях схемы, уяснить защиты, применяемые в данных схемах.
|
|
|
Необходимо четко представить назначение всех блокировок и каждого элемента схемы.
Контрольные вопросы
1. Начертите и поясните работу схемы управления асинхронным короткозамкнутым двигателем с нереверсивным магнитным пускателем.
2. Начертите и поясните работу схемы управления асинхронным короткозамкнутым двигателем с реверсивным магнитным пускателем.
3. Начертите и поясните работу схемы управления асинхронным короткозамкнутым двигателем с использованием динамического торможениия.
4. Начертите и поясните работу схемы реверсивного управления асинхронным короткозамкнутым двигателем с командоконтролером
5. Начертите и поясните работу схемы тиристорного управления асинхронным двигателем.
6. Начертите и поясните работу схемы управления синхронным электродвигателем с возбуждением от тиристорных преобразователей.
7. Какие блокировки применены в схеме управления двухскоростным двигателем?
8. Приведите механические характеристики асинхронного короткозамкнутого двигателя в схемах управления с динамическим торможением, торможением противовключения.
9. Начертите и поясните принцип работы схемы подачи постоянного тока в обмотку возбуждения синхронного двигателя при достижении двигателем подсинхронной скорости.
|
|
|
10. Назначение и способы выполнения форсировки возбуждения синхронного двигателя.
11. Что понимают под легким и тяжелым пуском синхронного двигателя?
12. Как осуществляется ограничение пусковых токов синхронного двигателя?
13. Основной вид торможения двигателя в системе Г-Д.
14. Поясните назначение и работу обратных связей в схеме реверсивного управления электроприводами по схеме Г-Д.
15. Поясните, как защищаются тиристоры и электродвигатель в схеме управления двигателем независимого возбуждения с реверсивным тиристорным преобразователем.
16. Приведите и поясните вид механических характеристик двигателя независимого возбуждения в схеме с реверсивным тиристорным преобразователем.
17. Приведите и поясните вид механических характеристик асинхронного двигателя в схеме с частотным регулированием.
Темы лабораторных работ
1. Исследование механических характеристик двигателя постоянного тока независимого возбуждения в двигательном режиме.
2. Исследование механических характеристик двигателя постоянного тока в тормозных режимах.
3. Исследование механических характеристик асинхронного двигателя с фазным ротором в двигательном режиме.
4. Исследование механических характеристик двигателя с фазным ротором в тормозных режимах.
5. Определение момента инерции двигателя постоянного тока методом самоторможения.
6. Исследование и наладка схема управления двигателями постоянного тока.
7. Регулирование скорости вращения двигателя постоянного тока по системе Г-Д.
8. Исследование и наладка схем управления асинхронным двигателем.
Контрольные задания
Общие методические указания
К выполнению контрольной работы следует приступать только после изучения соответствующего теоретического материала. Студент выполняет одну контрольную работу. Кроме этого необходимо ответить на контрольные вопросы по всем темам.
При выполнении контрольного задания должны быть соблюдены следующие обязательные условия:
1. Заданный вариант решения должен соответствовать двум последним цифрам шифра (таблица 1)
2. Текстовый и расчетный материал должен быть выполнен чернилами с оставлением полей и с кратким объяснением к применяемым формулам
3. Графические построения должны быть сделаны с помощью чертежных инструментов на миллиметровой бумаге и с указанием масштаба
4. Оформление должно соответствовать требованиям ГОСТ.
Арифметическая правильность вычислений является обязательным условием для зачета. После решения каждой задачи следует подытожить и проанализировать полученные результаты.
К сдаче экзамена студент допускается только при наличии зачета по контрольному заданию и по лабораторным работам.
Задача №1
Двигатель постоянного тока независимого возбуждения типа ПБСТ пускается с помощью пускового реостата (последняя цифра номера зачетной книжки указывает порядковый номер типа электродвигателя: 1 
– ПБСТ 22; 2 – ПБСТ-23; 3 – ПБСТ-32; 4 – ПБСТ-33; 5 – ПБСТ-42; 6 – ПБСТ-43; 7 – ПБСТ-52; 8 – ПБСТ-53; 9 – ПБСТ-62; 0 – ПБСТ-63. Разгон двигателя до естественной характеристики производится при постоянном магнитном потоке. Момент сопротивления электропривода 
= 0,5м.
Рассчитать количество ступеней пускового реостата при 
= 2,2 
, а 
= 1,2 .
Рассчитать и построить кривые 
и 
Таблица 1
Данные двигателя типа ПБСТ
| № варианта | Тип | Номин. напряжение, В | Номин. Мощность, кВт | Номин. ток, А | Номин. скорость вращения, об/мин | Момент Инерции, Кг м2 | Сопротив. Якоря, Ом | Сопротив. Возбуждения, Ом |
| 1 | ПБСТ-22 | 220 | 0,65 | 4,8 | 2200 | 0,012 | 1,1 | 960 |
| 2 | ПБСТ-23 | 220 | 1,15 | 6,3 | 2200 | 0,014 | 0,97 | 654 |
| 3 | ПБСТ-32 | 220 | 1,5 | 8,0 | 2200 | 0,025 | 0,416 | 600 |
| 4 | ПБСТ-33 | 220 | 2,1 | 11,0 | 2200 | 0,033 | 0,264 | 750 |
| 5 | ПБСТ-42 | 220 | 2,9 | 15,0 | 2200 | 0,046 | 0,244 | 666 |
| 6 | ПБСТ-43 | 220 | 3,8 | 19,5 | 2200 | 0,058 | 0,162 | 600 |
| 7 | ПБСТ-52 | 220 | 5,5 | 27,8 | 2200 | 0,11 | 0,0734 | 402 |
| 8 | ПБСТ-53 | 220 | 6,3 | 31,2 | 2200 | 0,13 | 0,042 | 278 |
| 9 | ПБСТ-62 | 220 | 10,0 | 50,0 | 2200 | 0,258 | 0,0242 | 326 |
| 0 | ПБСТ-63 | 220 | 11,0 | 54,0 | 2200 | 0,308 | 0,186 | 248 |
Методические указания к задаче
Для расчета пусковых сопротивлений двигателя постоянного тока независимого возбуждения можно пользоваться как графическим, так и аналитическим методами. Ниже изложен аналитический метод расчета.
Сопротивление отдельных ступеней пускового реактора
;
;
,
где 
.
Если число ступеней m задано, то при нормальном пуске
,
где 
; 
.
Если число ступеней не задано, а заданы значения моментов переключения ступеней 
и 
, то число ступеней m равно:
.
Построение зависимостей и 
производится согласно уравнениям (7.5), (7.6) и (7.10) [1].
Задача №2
Для асинхронного двигателя с контактными кольцами мощностью P кВт, 380 В необходимо разработать схему управления, составить спецификацию и дать краткое описание схемы.
Схема должна удовлетворять следующим условиям:
1. двигатель реверсируется;
2. скорость двигателя регулируется (использовать пусковые сопротивления)
Число ступеней и вид пуска , род торможения выбирается по соответствующему варианту (последняя цифра шифра) из таблицы 1.
Расчетная мощность двигателя задается двумя последними цифрами шифра.
Таблица 1.
|
Варианты
 Мы поможем в написании ваших работ! |