Терехов В.М., Осипов О.И. - Система управления электроприводов (1057409), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Наиболее строгой и компактной формализацией описания РКСУ является аналитический способ, выраженный в структурных формулах булевой алгебры логики с использованием операций конъюнкции, дизъюнкции, инверсии (отрицания). Обозначив логические входные независимые переменные через х, внутренние зависимые переменные через д, а выходные переменные (функции) через у, получим для рассматриваемого узла торможения следующие структурные формулы: Укмг =- ЯгухбмгхбогуУкмб Укмг = 41уухбмгхбо~уУкмз Укмз = Укмг + Укмг Укм Укмз Улмб = Укм4ХкуХбмз', гглтг Укмб Укмб Укм4ХлуХ5м«Хкгз ЗДЕСЬ ФУНКЦИИ Укмь Укмг, Уклгз, Укб,„ОПРЕДЕЛЯЮТСЯ КаК РЕЗУЛЬ- тат логического умножения (операции И), функция у»м, — как (6 результат логического сложения (операции ИЛИ), а черта над переменной означает логическое отрицание (операцию НЕ).
Приведенные структурные формулы не отражают временной последовательности работы данного узла и не являются наглядным способом ан пиза РКСУ. Они дают в аналитической форме описание электрических соединений элементов РКСУ: последовательного (операция И), параллельного (операция ИЛИ), инверсного, т.е, соединения при отключенном аппарате (операция НЕ). Этот способ описания логических систем используется главным образом при синтезе РКСУ, при котором формируется аналитический алгоритм управления. Для детального анализа РКСУ более наглядным оказывается графический способ описания в форме графа или циклограммы. Применительно к электроприводу технологической задачей РКСУ является автоматизация некоторого циклического во времени (длительного или кратковременного) движения рабочего органа.
Графический способ описания функционирования РКСУ в форме циклограммы оказывается наиболее простым и наглядным. Циклограмма представляет собой графическое изображение последовательности состояний РКСУ на цикловом интервале времени ее функционирования. Циклограмма состоит из следующих элементов: такт — интервал времени, на котором состояние системы управления сохраняется. Устойчивый такт может продолжаться сколь угодно долго, а неустойчивый такт — это кратковременный интервал перехода системы управления из одного состояния в другое; период включения — интервал времени включенного состояния аппарата (логическая единица его переменной), изображаемый горизонтальной прямой в строке; период отключения — интервал времени отключенного состоя- ния аппарата (логический ноль его переменной), изображаемый отсутствием горизонтальной прямой в строке; воздействие одного аппарата на другой — причина изменения состояния аппарата, изображается тонкой вертикальной прямой, направленной от начала или конца периода включения одной переменной к началу включаюгцего или отключающего такта другой переменной.
Все такты и периоды включения и отключения изображаются на циклограмме без соблюдения количественного масштаба времени. Логическим масштабом времени можно считать такт. Тогда продолжительность периодов включения, отключения и всего цикла опрелеляется числом тактов. Для примера рассмотрим, как строится циклограмма узла торможения противовключенйемЪ'РКСУ (см. рис. 2.3)..Заначальное исходное состояние системы принимается вращение двигателя в !7 Ме ЗГ2 .% (К ) У2) У1) 2)'»2В ее) Лев, =М1/)31 1 = М2/!3;," ~и1/!3,. =М,/М, =А/А1„= сопз)„ (2.1) (2.2) М2 ™1 ч5« 19 18 Рис.
2.5. Циклограмма узла торможения противовкчючсиием направлении «вперед» с полной скоростью (правая третья позиция оМ1), за окончание циклограммы — начало пуска в направлении «назад». В данном узле за входные независимые переменные принимаются сигналы командоконтроллера х иь х,и„за выходные пеРеменные — фУнкЦии Уки1 — Уки2 — токи контактоРов КМ1— КМ7, а за внутреннюю переменную 2)кк — ток реле напряжения ротора КК Для каждой переменной выделяется горизонтальная строка состояния аппарата. С учетом принятых условий и схемы узла циклограмма будет иметь вид, показанный на рис.
2.5. В ней семь тактов, из которых такты 2 — 5 и 7 неустойчивые. Знаком отмечен отключающий такт (такт 2), знаком, — включающие такты (3 — 5, 7). Нетрудно убедиться, что построенная циклограмма согласуется с приведенными выше словесным и символическим описаниями. 2.3. Принципы управления и типовые узлы в РКСУ Типовые операции, выполняемые соответствующими узлами РКСУ, представляют собой логические функции входных переменных. Так, если переключения пусковых резисторов происходят в зависимости от тока двигателя, то операция пуска есть функция тока, что означает управление пуском по принципу тока. Аналогично можно сказать, что динамическое торможение осуществляется по принципу скорости, если тормозные резисторы переключаются в зависимости от скорости двигателя.
При этом в Рис. 2.б. Пусковые и тормозные механические характеристики двигателя: ТП вЂ” торможение противовключевием; ДТ вЂ” динамическое торможение РКСУ используются такие переменные, как время, ток, напряжение, скорость двигателя, перемещение рабочего органа, которые воспроизводятся соответствуюшими реле. Оценить особенности различных принципов управления и определить необходимые уставки реле можно с помошью пусковых и тормозных механических характеристик двигателя, представляющих собой зависимости угловой скорости ел от момента Мили тока 1(рис.
2.6). Для линеаризованных участков пусковой диаграммы справедливы соотношения: где В1, !3„1 и А„А1„, — значения жесткости механических характеристик и пусковых сопротивлений соответственно для 1'-й и (И!)-й пусковых ступеней. Если задано число пусковых ступеней т, то 1)м+1/!31 (М1/М2) 1/»е где з, — скольжение, соответствующее значению М, на естественной механической характеристике.
Если заданы значения М, и Мм то из выражения (2.2) можно определить число пусковых ступеней: 18(1/з,) (полученный результат окр)тляется) т= ( .3) 18(М1 /М2) до большего целого значения Дополнительным условием к (2.2) и (2.3) служат неравенства; М! ™поп и М2 > Мол где М„„— допустимый момент; М, — момент сопротивления на валу двигателя. Значениям М, и М, соответствуют определенные значения токов 1,и 1, цепей якоря, ротора, статора, которые могут быть найдены из электромеханических характеристик двигателя. Продолжительность работы двигателя на пусковой и тормозной характеристиках определяется выражением, полученным интегрированием уравнения движения: д! = Т !п М"'" (2А) Мнон Мс Здесь Т„! — механическая постоянная времени 1-и пусковой или тормозной ступени, с (Т„! = 1~)„где 1 — момент инерции); М„,„, М„,.
— соответственно начальный и конечный моменты (для пуска М„„, = М, и М„„= М„' для торможения М„„„= — М, и М„.п < 0; -М! для торможения противовключением в одну ступень М„п = 2 с где з, — скольжение ротора двигателя при М = М,; для динамического торможения в одну ступень М„.„= О). За время пуска принимается время достижения двигателем скорости на естественной характеристике при М= М,: (л+! л! М М 1„= ~ , 'Т„~!п (2.5) у! 2 с Зная значения Л1о 1„1„е!и можно определить уставки реле времени, тока, скорости.
Пример выполнения узла пуска в три ступени, реализуюшего принцип времени, приведен на рис. 2.7. Пусковые резисторы Я1, Я2, ЯЗ якорной цепи двигателя постоянного тока или роторной цепи асинхронного двигателя коммутируются контакторами КМ3-1, КМ3-2, КМЗ-3. Электромагнитные реле постоянного тока КТ1, КТ2, КТ3 создают рассчитанные согласно (2А) выдержки времени для переключения пусковых резисторов, Так как время пуска 1„[см.
выражение (2.5)), определяемое установленными выдержками реле времени, неизменно, то среднее ускорение пуска также сохраняется неизменным для разных значений момента нагрузки и момента инерции электропривода. Это может расцениваться как определенное достоинство для некоторых транспортных установок (лифтов, канатных дорог), для которых требуется ограничение ускорения и поддержание его постоянным.
Однако при превышении величинами М, и 1 расчетных максимальных значений момент двигателя на второй и последующих 20 ступенях превысит значение М„КМЗ-З КМЗ-2 КМЗ-1 что недопустимо при условии М, = М„п. Узел торможения противо- включением из условий просто- КТ2 ты реализации, т. е. минимального числа аппаратуры, чаше выполняется одноступенчатым с одним реле и одним контактором (рис. 2.8).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
