Терехов В.М., Осипов О.И. - Система управления электроприводов (1057409), страница 2
Текст из файла (страница 2)
свойства электропривода в целом (степень автоматизации движения электропривода, жесткость механических характеристик, диапазон регулирования скорости, точность регулирования координат электропривода, их перерегулирование, быстродействие, плавность движения и т.п.). Рис. 1.3. Показатели плавности движения и быстродействия электропри- вода во временной (и) и частотной (б) областях При использовании метода инженерного проектирования СУЭП, когда отыскивается лучший вариант в пространстве нескольких ПК, их количественную оценку выбирают такой, при которой качество тем лучше, чем численно меньше его показатель.
Например, надежность оценивается интенсивностью отказов Х (чем меньше ), тем лучше СУЭП по надежности). Для определения ряда ПК, характеризующих статические и динамические свойства электропривода, используются тестовые режимы. Так, быстродействие во временнбй области характеризуется временем переходного процесса, которое определяется как время вхождения в пятипроцентную зону отклонения управляемой координаты х от ее установившегося значения х„„по режиму отработки скачка входного сигнала, т.е. по переходной функции (рис. 1.3, а).
В частотной области быстродействие характеризуется полосой пропускания ю„„, в пределах которой амплитуда логарифмической частотной характеристики электропривода изменяется не более чем на б дБ, а фаза «Р уменьшается не более чем на яуУ2 (рис. 1.3, б). Плавность движения во временнбй области Глава 2 Контрольные вопросы Быстродействие; время срабатывания С», с число включений в час Аг Срок службы — общее число включений ....,............................. ...
10«...10' определяется перерегулированием по переходной функции (см. рис. 1.3, а), а в частотной области — по показателю колебатель- ности М= А „(см. рис. 1.3, б). Некоторые качества, характеризу- ющие СУЭП, и их показатели приведены в табл. 1.1. 1. Чем различаются термины ТАУ «система управления» и «система автоматического управления»? 2. Какие задачи возлагаются на верхний уровень СУЭП? 3. Назовите задачи нижнего уровня СУЭП.
4. Предложите показатель для качества электропривода «регулируемость по скорости» (вверх или вниз от номинальной). 5. Почему для оценки быстродействия электропривода рекомендуется показатель качества !/г»„„, а ие а„„? 6. Почему для оценки жесткости механической характеристики электропривода рекомендуется показатель качества б, а не О? РЕЛЕЙНО-КОНТАКТОРНЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯМИ 2.1.
Понятие о релейно-контакторных системах управления и их функциональном составе Под термином «релейно-контакторные системы управления» (РКСУ) понимаются логические системы управления, построенные на релейно-контакторной элементной базе и осуществляющие автоматизацию работы двигателей. В задачу РКСУ входит автоматизация следующих операций: включение и отключение двигателя; выбор направления и скорости вращения; пуск и торможение двигателя; создание временных пауз в движении; зац!итное отключение двигателя и остановка механизма. Данные операции требуются для выполнения необходимого по технологическим условиям движения рабочего органа механизма.
Непосредственным объектом управления для РКСУ является двигатель, питаемый от сети. Злектропривод, выполненный на такой основе, представляет собой простой нерегулируемый электропривод, в основном общепромышленного применения (например, электропривод кранов, тихоходных лифтов, конвейеров, компрессоров, вентиляторов, насосов, некоторых транспортных устройств и т.п.). При этом применяются двигатели асинхронные, синхронные, постоянного тока с последовательным и смешанным возбуждением.
Двигатели с независимым возбуждением и другого типа (шаговые, вентильные, вентильно-индукторные) используются практически только в регулируемых электроприводах с питанием от управляемых преобразователей. Некоторые технические характеристики релейно-контакторной аппаратуры: ......,............ 0,005 ...0,1 600...1200 для коитакторов 1200...3600 для реле; 40000 для гсрконов Масса т, кг.........,......,...........................0,03...5 Потребляемая мощность 5„, В.А .........
5 ... 50 для коитакторов; 0,2... 5 для реле Электрическая сеть К достоинствам РКСУ следует отнести: наличие гальванической развязки цепей; значительную коммутационную мощность; высокую помехоустойчивость; возможность использования единого источника питания для силовых и управляющих цепей. Недостатками РКСУ являють ся: контактная коммутация, требующая соответствующего ухода за аппаратурой и ограничиваРис.
2.1. Управляющая и исполни- юшая срок ее службы; ограни- тельная части РКСУ ченное быстродействие; повышенные массогабаритные показатели и энергопотребление. В составе РКСУ можно выделить по функциональному назначению две части: управляющую, формирующую алгоритм управления (реле — Р), и исполнительную, непосредственно осуществляющую управляющие воздействия на двигатель (контакторы— К) (рис. 2.1).
Управляющую часть можно подразделить на две составляющие: Р1 — формирующую общие команды на движение механизма (М) согласно технологическому режиму его работы (верхний уровень управления), и Р2 — формирующую необходимое качество движения (нижний уровень управления). Функционально разделенные части Р1 и Р2 конструктивно могут быть как разделены, так и объединены в аиде единого управляющего устройства, например, единой панели управления. Через двигатели (Д) РКСУ управляют лвижением рабочего органа (РО) производственной установки с определенным технологическим назначением.
В разных установках РКСУ выполняют различные технологические задачи — перемещение грузов, подачу воды, воздуха, смазки, повороты регулирующих вентилей и задвижек и т.п. Однако для выполнения разных технологических задач требуется набор некоторых одинаковых операций. К ним относятся указанные в начале подразд. 2.1 операции, которые можно назвать типовыми функциями. В выполнении одной такой функции участвует не вся РКСУ, а только ее часть — типовой узел. Таким образом, в составе РКСУ всегда будут присутствовать те или иные типовые узлы.
Кроме них для решения конкретной технологической задачи требуются дополнительные, нетиповые, узлы, например, узел, формирующий программу технологического цикла работы установки, узел защиты рабочего органа от пробуксовки приводного шкива, превышения скорости и т.п.
2.2. Электрические схемы и способы анализа РКСУ Последовательность работы узлов в составе РКСУ зависит от их электрических соединений, отражаемых в электрических схемах. Электрическая схема РКСУ является графической формой изображения РКСУ. На рис. 2.2 приведена общая функциональная схема РКСУ. На ней изображен функциональный состав РКСУ в виде узлов и отмечена их взаимосвязь.
Наиболее полную информацию о системе управления дает так называемая принципиальная схема. В ней приводятся все элементы системы управления, изображенные и обозначенные в соответствии со стандартом, отображены все электрические соединения элементов. Допускается изображение какого-либо узла без раскрытия его внутреннего содержания, т. е, с показом только его электрических входов и выходов для соединения с другими узлами и источниками питания. При этом указываются наименование типового узла и источник информации о нем. Если узел не стандартный, то его схема должна быть дополнительно приведена как приложение к принципиальной схеме.
Пример принципиальной схемы приведен на рис. 2.3. Контакты одного и того же аппарата разнесены в принципиальной схеме по разным цепям, которые этими контактами коммутируются. Схема не дает пространственного расположения аппаратуры, по ней затруднительно выполнить монтаж электрических соединений аппаратов. Поэтому дополнительно к принципиальной схеме в проектной документации дается схема электрических соединений с изображением аппаратов в собранном виде и соединяющих их электропроводов.
гг Фрагмент схемы электрических соединений показан на рис. 2.4. Оцепить работоспособность и качество разработанной РКСУ можно на основе ее анализа, т.е. на основе той или иной формы ее описания. Исходным материалом для анализа являются технологическое назначение РКСУ, указанные выше схемы и приложенная к ним спецификация аппаратуры. Анализ может быть общим и детальным, В общем анализе дается характеристика РКСУ в целом: указываются назначение системы, тип элементной базы, вылеляются Рие.
2.2. Общая функциональная основные узлы и отмечаются схема РКСУ !3 цз ~А В 'С КМ4 3 4 КМ4 5 КТ! ХМ5 8 9 кмгбм «ммв1 Ри!) ! (Риг ~А6 1вб КМ1 ХМ6 !О «тг РР РА1 РА2 РАЗ и Зг Зз и 15 РР тс1г ЗР214 ТСВАб ТС186 ТО г ЗМО 321 О 123 1 А В 111 111 50!Р КМ1 КТЗ 16 Р !7 18 111 111 1 РРР ХМ1 -Аг 9 С2 ! Зг Змг 80гР кмг 19 Р 20 АЗ !О СЗ 13 С5 ХТЗГВ ХМ2 ХМЗ г1 ХТЗ!3 кмз ХМ4 22 24 ХР 2! КМ4 ЗР!1 7 ТС12 КТ4 ТССЗ П Зма П гз хмз ХГЗ 111 1П ЗМ4 КМВ П1 КМ7 28 КТ2 КМ! КМ2 ХМЗ РА4 КТ4 КТЗ КМ8 29 ЗО 3! 32 ЗЗ 34 15 14 .Л.1,1.,1„1. 1 А! и1 А2 из КМ1 7 Рис.
2.5. Принципиальная схема РКСУ асинхронным двигателем с фаз- иым ротором тс1! тс1з хтзт7 кмг14 АВСФС7471235679111Ф Рис. 2.4. Схема электрических соединений панели РКСУ принципы, на которых они построены. Способ описания — словесный. В детальном анализе дается подробное описание функционирования всей РКСУ или ее отдельных узлов. По суц1еству в данном анализе описывается алгоритм логической системы управления, построенной на релейно-контакторной элементной базе. Алгоритм может быть представлен как словесно, так и формализованно — символическим, аналитическим и графическим способами.
Например, словесное описание функционирования узла торможения противовключением в РКСУ асинхронным двигателем (см. рис. 2.3) выглядит так; «Переключением командоконтроллера из третьей позиции 5М1 движения «вперед» в третью позицию 5М2 движения «назад» отключаются контакторы статорной цепи КМ1, КМЗ, КМ4 и контакторы роторной цепи КМ5, КМб, КМ7. Затем включаются контакторы КМ2, КМЗ, КМ4 и реле напряжения К!г которое своим размыкающим контактом блокирует от включения цепи контакторов КМ5, КМб, КМ7.
Происходит торможение противовключением (ТП) с полным сопротивлением в роторной цепи. При скорости, близкой к нулю, отключается реле К)г включающее контактор КМ5, который шунтирует тормозной резистор Я1, после этого начинается пуск в направлении «назад«а. Для символического описания РКСУ предварительно вводятся символы, обозначающие соответствующие воздействия в аппаратуре. Например, если обозначить горизонтальной стрелкой -+ воздействие одного аппарата на другой, изменяющее состояние системы, а вертикальными стрелками !' и 1, соответственно включение и отключение аппаратов, то описание данного узла будет более компактным: 5М1! — у ЯМ2Т-+ КМ21' — з К)УТ-+ (ТП)-+ К(к!-+ КМ5Т-+Пуск.
~-ь(КМ1,КМЗ вЂ” КМ7) л-+(КМЗ, КМ4)!' Как следует из этой записи, начальным сигналом на торможение противовключением (ТП) служат отключение 5М1 и включение 5М2, а окончанием процесса ТП по принципу скорости является шунтирование тормозного резистора контактором КМ5, после чего начинается процесс запуска.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
