123376 (592809), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

По отриманих теоретичних результатах виконати модельне дослідження в програмному продукті Multisim силової частини електроприводу конвеєрної лінії;

За отриманими теоретичними і експериментальними даними зробити висновки за результатами пропонованої модернізації.

2. Спеціальна частина

2.1 Розробка функціональної і структурної схеми системи керування конвеєра

Як основний пристрій управління вибираємо керований мостовий перетворювач тиристора. Основним функціональним завданням якого є управління асинхронним електроприводом.

Для забезпечення нормальної роботи системи управління, що розробляється, складемо структурну схему всього комплексу, яка представлена на рис.2.1 Напруга мережі поступає на трансформатор (ТР), де зменшується до необхідного рівня живлення керованого мостового перетворювача тиристора (КМПТ). Унаслідок чого забезпечується обертання асинхронного двигуна (АД), на вал якого закріплений за допомогою механічного зв'язку тахогенератор (ТГ) промовець у вигляді елементу зворотного зв'язку за швидкістю. Отримані сигнали зворотного зв'язку за швидкістю, струму і напрузі через блок зворотних зв'язків (БЗЗ) подається в систему управління (СУ) що дозволяє регулювати роботу КМПТ. Система управління насичується від додаткового джерела живлення (ДЖ).

Рисунок 2.1 - Структурна схема системи управління стрічкового конвеєра.

На підставі розробленої структурної схеми рис.2.1 була складена функціональна схема яка представлена на рис.2.2.

Трьохфазна сітьова напруга Uc поступає на трансформатор (ТР) і зменшується до необхідного рівня. Отримана на виході Uтр подається на керований мостовий тиристорний перетворювач (КМТП) який складеться з тиристорного перетворювача (ТП) та автономного інвертора напруги (АІН). Як видно з функціональної схеми рис.2.2 тиристорний перетворювач ТП перетворює трьохвазну синусоїдальну напругу в однофазну постійну. Uтп, яка потім подається до АІН, такий комплекс КМТП дозволяє реалізувати частотне управління виконавчим приводом стрічкового конвеєра. Закони управління КМТП реалізуються за допомогою системи управління (СУ). Вироблені імпульси управління передаються по каналу управління (КУ) до блоку регулювання (БР). Рівень управляючих імпульсів залежить від використаних в системі зворотніх зв’язків які реалізовані на датчиках струму (ДС) та датчиках напруги (ДН) які реалізують зворотній зв'язок по струму та напрузі.

Зміну швидкості обертання привода М з частотою ω зніметься тахогенератором (ТГ) і реалізує зворотній зв'язок по швидкості.

Рисунок 2.2 - Функціональна схема системи управління стрічкового конвеєра.

2.2 Розробка електричної принципової схеми системи керування стрічковим конвеєром

Розроблений пристрій дозволяє регулювати змінну напругу трифазної мережі, навантаження якої сполучене зіркою. Розроблений трифазний регулятор напруги складається з трьох однакових однофазних регулювальників. Кожна фаза працює незалежно від інших. Для регулювальника були використані симетричні тиристори з гальванічною розв'язкою імпульсним трансформатором з коефіцієнтом трансформації 1. Система управління побудована на цифрових мікросхемах і дозволяє змінювати напругу на навантаженні в межах 50 - 220 В. Регулятор розрахований на струм навантаження 20 А.

Розглянемо принцип дії системи управління (рис 2.3), яка побудована на цифрових мікросхемах.

У регулювальнику використаний імпульсний метод регулювання комутуючими елементами - симетричними тиристорами. Час фазового регулювання визначає число розрядів в лічильнику вузла управління і період мережевої напруги.

Цифровий код регулювання з виходу DD5 поступає на вхід трьох однакових за схемою вузлів управління - каналів А, В і С. Фазова інформація, необхідна для роботи кожного каналу, поступає від трифазної мережі живлення навантаження. Кожен канал виробляє сигнал управління своїм симістором. Для живлення ланцюгів каналів служить окреме джерело стабілізованої напруги 5 В

Синусоїдальна фазна напруга через резистор R1 поступає до вузла синхронізації, виконаному на здвоєному оптроні U1. При позитивній півхвилі струм протікає через світлодіод оптрона U1.1 і транзистор цього оптрона відкритий, тому на входах логічного елементу DD1.1 низький рівень сигналу. При негативній півхвилі відкритий транзистор оптрона U1.2 і на входах елементу DD1.1 також низький рівень.

Але в моменти, коли мережева напруга переходить через нуль, обидва світлодіода вимкнені, транзистори оптронів закриті, а на входах елементу DD1.1 на короткі відрізки часу з'являється рівень логічної одиниці. На виході цього елементу формуються прямокутні синхроімпульси в моменти, коли фазна мережева напруга дорівнює нулю.

Синхроімпульси поступають одночасно на вхід дозволу запису РЕ лічильника DD2, на один з входів RS-триггера, зібраного на елементах DD3.1, DD3.2, і на вхід генератора імпульсів, що управляє (на один з входів елементу DD1.3). Коли на вхід РЕ лічильника DD2 приходить напруга низького рівня, то код, зафіксований раніше по паралельних входах D1, - D4 лічильника, завантажується в нього незалежно від сигналів на тактових входах, тобто операція паралельного завантаження асинхронна.

У вихідному положенні на виході ≥15лічильника високий рівень. Якщо рахунок досяг максимуму, то з приходом наступного негативного тактового перепаду на вхід +1 лічильника на його виході з'явиться рівень логічного нуля. Таким чином, на входи RS-триггера DD3.1, DD3.2 поступають імпульси низького рівня: синхроімпульс з логічного елементу DD1.1 і вихідний імпульс лічильника DD2, зміщений по відношенню до синхроімпульса на якийсь час, визначуване цифровим кодом на паралельних входах D1 - D4 лічильника.

На виході RS-триггера з'являється сигнал високого рівня, що вирішує проходження імпульсів генератора на вихід елементу збігу DD4.1 Цей елемент формує пачки коротких імпульсів, які через імпульсний трансформатор Т1 поступають на перехід симістора каналу, що управляє, і відкривають його. Імпульсний трансформатор дозволяє гальванічно розв'язати ланцюги каналу від мережі.

Генератор імпульсів виконаний на логічних елементах DD1.2 - DD1.4 Частоту f_г імпульсів генератора вибирають відповідно до залежності:

(2.1)

де F_c - частота живлячої мережі, Гц;

n - число розрядів лічильника.

Налагодження регулювальника потужності полягає в установці необхідної частоти генератора.

EMBED Word.Picture.8

Рисунок 2.3 - Схема системи управління

2.3 Розрахунок тиристорного регулятора

Трифазний регулятора складається з трьох однакових однофазних регулювальників, кожен з яких працює незалежно від інших. Розрахунок регулятора зводиться до вибору тиристорів по граничних експлуатаційних параметрах, а також розрахунку необхідних кутів управління.

У схемі, що розраховується, симетричні тиристори повинні задовольняти наступним параметрам:

максимальний прямий струм - 20 А;

максимальна зворотна напруга - 310 В;

максимальна напруга в прямому напрямі - 310 Ст

З [5] вибираємо симетричний тиристор ТС2-25-4, для якого:

імпульсна напруга у відкритому стані - 2 В;

відмикаюча імпульсна напруга - 3,5 В;

відмикаючий імпульсний струм управління - 150 мА;

максимально допустима постійна напруга в закритому стані - 100 - 1100В;

критична швидкість наростання напруги в закритому стані - 50 - 500В/мкс;

максимально допустимий середній струм у відкритому стані - 25 А;

максимально допустимий струм, що діє, у відкритому стані - 50 А.

З [1] по графіку визначаємо значення кутів управління. При напрузі 50 В кут управління α=150°; при напрузі 220 В - α=0°.

Розрахунок системи управління.

На вхід системи управління поступає напруга синхронізації від мережі живлення через обмежувальний резистор R1. Амплітуда напруги синхронізації. Розрахуємо опір обмежувального резистора R1

(2.2)

де I_пр - постійний прямий струм через діод;

U_мережі - напруга мережі.

У пристрої синхронізації застосовується здвоєний оптрон АОТ101АС, [7] для якого:

максимально допустима напруга ізоляції U_из - 1500 В;

максимально допустимий постійний прямий струм через діод I_пр - 20 мА;

максимально комутована напруга U_ком - 15 В;

максимальне падіння напруги U_пр - 1,6 В;

опір ізоляції R_из - 100 ГОм.

(2.3)

Розрахуємо розсіювану потужність на резисторі R1

(2.4)

З ряду Е24 вибираємо резистор опором 36 кОм марки МЛТ-2. [4]

Розрахуємо опір резистора R2

(2.5)

де U_жив - напруга живлення U_жив=5 В;

U_ке - напруга колектор-емітер;

I_k - струм колектора;

(2.6)

Розрахуємо розсіювану потужність на резисторі R2

(2.7)

З ряду Е24 вибираємо резистор опором 20 кОм марки МЛТ-0,125. [4]

Розрахуємо необхідну частоту дотримання імпульсів тактового генератора по формулі:

(2.8)

де f_г - частота тактового генератора;

F_c - частота мережі 50 Гц;

n - кількість розрядів n=4;

(2.9)

Розрахуємо частотозадаючі елементи R3 і C1

. (2.10)

Виберемо опір резистора R3=220 Ом, і розрахуємо ємкість конденсатора C1

. (2.11)

Резистор R3 вибираємо марки СП3-1б, а конденсатор вибираємо марки К73-17 номінал ємкості 1 мкФ. [4]

Резистори R5 - R9 задають рівень логічної одиниці на логічному елементі DD5. Опір цих резисторів вибираємо 1 кОм.

Виберемо діод VD1 для якого повинно виконаються така умова, де

(2.12)

З [4] вибираємо діод КД503А для якого:

максимально допустимий імпульсний струм - 200 мА;

максимально допустимий постійний або середній прямий струм - 20 мА;

Характеристики

Список файлов ВКР