Файл: Солодухо Я.Ю. Автоматика электроприводов непрерывных станов горячей прокатки.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.04.2024
Просмотров: 52
Скачиваний: 1
Регулирование скорости напряжением на якоре двигателя |
81 |
ртутных выпрямителей с системой сеточного управления завода «Уралэлектроаппарат», построенной с применением пик-генера торов и дросселей насыщения. Управляющая обмотка ЭМУ была включена на разность напряжения тахогенератора и за дающего напряжения, а якорь ЭМУ питал обмотки подмагничивания дросселей насыщения, обеспечивающих регулирование угла запаздывания зажигания ртутных выпрямителей до 50°. Изменение этого угла до 120° во время пуска осуществлялось вращающимся фазорегулятором с моторным приводом. Стати ческое падение скорости при работе регулятора при изменении нагрузки от холостого хода до номинальной ' не превосходи ло 2%.
Аналогичный регулятор был применен на некоторых других станах для поддержания постоянства напряжения. В этом слу чае обмотка управления ЭМУ включалась на разность напряже ния ртутных выпрямителей и задающего напряжения.
Б. Регуляторы с электронными усилителями
Электронные усилители могут применяться в регуляторах скорости с различными системами сеточного управления. Завод АТ (ГДР) разработал систему регулирования для непрерывного мелкосортного прокатного стана, в которой электронные усили тели соединены с системой сеточного управления, построенной на пик-трансформаторах. Ранее, в п. 2 гл. IV, указывалось, что для получения в этой системе необходимого быстродействия требуется значительная мощность управления (порядка 300 вт). В связи с этим электронный усилитель должен, кроме усилителя напряжения, содержать усилитель мощности. Усилитель мощ ности завода АТ состоит из 5—6 выходных ламп, включенных параллельно. Этот регулятор скорости подробно описан в ряде работ [15, 60].
Фирма АЕГ применяет электронные усилители в сочетании с системой сеточного управления, включающей в себя пик-дрос сели и статический фазорегулятор. По данным фирмы, ртутные выпрямители переводятся из инвертерного режима в выпрями тельный за один период частоты питающей сети при необходи мой входной мощности 20—30 вт [52].
Электронный усилитель используется в Советском Союзе в разработанной ГПИ Тяжпромэлектропроект системе регулиро вания с однополупериодными магнитными усилителями (п. 3,
гл. IV).
Регулятор скорости с однополупериодными магнитными и электронным усилителями
Этот регулятор, 'схема которого представленана рис. V-1, а, выполняет следующие функций:
6 Заказ 1771
.8 2 Автоматические регуляторы скорости
а) поддерживает постоянство скорости прокатного двигате ля при изменении нагрузки двигателя или напряжения .питаю щей сети;
б) обеспечивает автоматический пуск двигателя после вклю чения автомата АД двигателя;
в) ограничивает толчки тока двигателя; г) позволяет изменять наклон механической характеристики
привода (компаундирование).
Электронная лампа 2ЛЭ выполняет функцию регулируемого сопротивления, включенного в цепь обмоток управления однополупериодных магнитных усилителей системы сеточного управ
ления. |
Если лампа 2ЛЭ закрыта, то ее сопротивление велико |
и, как описывалось ранее в п. 3 гл. IV, однополупериодные маг |
|
нитные |
усилители мало размагничиваются за управляющий |
полупериод. Угол запаздывания зажигания равен при этом ну лю, и ртутный выпрямитель открыт полностью.
Если лампа 2ЛЭ открыта, то ее сопротивление невелико. По этому однополупериодные усилители успевают за управляющий полупериод перемагнититься, что приводит к закрытию ртутного выпрямителя. В качестве лампы 2ЛЭ могут использоваться те трод 6П1П или пентоды 6П14П и 6П9 в триодном включении. Для увеличения коэффициента усиления применяется дополни тельный каскад усиления по напряжению 1ЛЭ с лампами типа 6Н2П или 6Г2. Их коэффициент усиления по напряжению состав ляет около 100.
Лампа 1ЛЭ является одним из плечей моста, другими пле чами которого являются сопротивление 27С и две части по тенциометра 4С. Мост питается от сети стабильного на пряжения через П-образный фильтр 4Е, 5С, 5Е, выпрямители 1ВС и трансформатор 2Т. Если лампа 1ЛЭ закрыта, то на сетку лампы 2ЛЭ подается высокий потенциал и лампа 2ЛЭ пол ностью открыта. Если лампа 1ЛЭ открыта полностью, то на сет ку лампы 2ЛЭ подается низкий потенциал и она запирается. Та ким образом, когда ртутный выпрямитель открыт полностью, лампа 2ЛЭ закрыта, а лампа 1ЛЭ открыта.
Сопротивление 1C, включенное в катодную цепь лампы 2ЛЭ, создает жесткую обратную положительную связь через лампу 1ЛЭ, увеличивая этим суммарный коэффициент усиления. Конденсатор 1Е служит для сглаживания пульсаций тока, про текающего через сопротивление 1C.
На вход электронного усилителя подается разность между задающим напряжением (снимаемым с сопротивлений 8С и 9С) и напряжением тахогенератора (снимаемым с потенциометра 2СР и сопротивления 20С).
При остановленном приводе, когда задающее напряжение равно нулю, ртутный выпрямитель должен 'быть заперт, поэто-
Рис. V-13. Регулятор возбуж дения с магнитными усилителями
Зак. 1771
Регулирование скорости напряжением на |
якоре |
двигателя |
83 |
му должна быть закрыта и лампа 1ЛЭ. |
Это |
осуществляется |
|
с помощью отрицательного смещения, создаваемого сопротивле нием 2С, которое питается через фильтр 7Е, 7С и выпрямитель 4ВС от трансформатора усилителя.
Между анодом лампы 1ЛЭ и ее сеткой включена цепь, состоя щая из конденсатора 6Е и сопротивления 6С. С помощью этой цепи создается гибкая обратная связь — единственный элемент стабилизации в рассматриваемой системе автоматического ре гулирования.
У з е л з а д а ю щ е г о н а п р я ж е н и я . Узел задающего на пряжения состоит из трансформатора ЗТ, выпрямителей 2ВС, двух последовательно включенных Г-образных фильтров 12С,
9Е и I3C, |
8Е, потенциометра 8С и 9С. |
Трансформатор ЗТ пи |
тается от сети стабильного напряжения. |
|
|
У з е л |
п у с к а . Узел пуска состоит из сопротивления ЮС и |
|
конденсатора 10Е, включенных параллельно (контур RC).
При отключенном автомате двигателя контакт 1КБ (83—85) закрыт и конденсатор 10Е заряжается от напряжения потенци ометра 8С, 9С. Лампа 1ЛЭ заперта. При пуске двигателя вклю чается автомат АД и размыкается контакт 1КБ. На сетке лам пы 1ЛЭ в первый момент остается достаточно большой отрица тельный потенциал, поэтому лампа 1ЛЭ продолжает быть за пертой.
По мере разрядки конденсатора потенциал на сетке лампы 1ЛЭ повышается и лампа начинает постепенно открываться. Время пуска определяется временем разрядки конденсатора 10Е, т. е. постоянной времени контура RC. Экспериментальные исследования показали, что качество пусковых характеристик может быть улучшено включением контура RC непосредственно в цепь управляющей сетки выходной лампы 2ЛЭ, ■
У з е л т о к о о г р а н и ч е н и я и к о м п а у н д и р о в а н и я . Контроль тока двигателя осуществляется узлом токоограниче ния и компаундирования, состоящим из трансформаторов тока 7У, промежуточного трансформатора тока 4Т, выпрямителя ЗВС, стабиливольта 1СВ и сопротивлений 15С, 16С, 17С, 18С. Ток выпрямителей ЗВС определяется только током двигателя и не зависит от величины сопротивлений 16С, 17С, 18С. Чем больше величина сопротивлений 16С и 17С, тем больше падение напряжения на них при одном и том же токе двигателя. В стабиливольте ток начинает протекать только тогда, когда напря-1 жение на сопротивлениях 16С и 17С превышает напряжение зажигания стабиливольта. Этот ток создает на сопротивлении 15С падение напряжения, которое будет стремиться закрыть лампу 1ЛЭ, т. е. уменьшить напряжение ртутного выпрямителя и скорость двигателя. Изменением величины сопротивления 17С можно регулировать ток отсечки.
6*
84 - А втоматические ' регуляторы скорости
Ток отсечки можно также регулировать отпайками «а пер вичной обмотке"'трансформатора тока 4Т.
Компаундирование' (смягчение характеристик двигателя) осуществляется сопротивлением 18С. Когда сопротивление за корочено, компаундирования нет. По мере введения сопротивле ния 18С увеличивается падение напряжения на нем, что приво дит к некоторому закрыванию лампы 1ЛЭ, снижению напряже ния ртутного выпрямителя и скорости двигателя. Сопротивление компаундирования выбирается так, чтобы обеспечить пониже ние скорости в пределах 10% 'при изменении тока от нуля до номинального значения.- Степень компаундирования устанавли вается при наладке :в зависимости от требований технологии.
Уз е л т а х о г е н е р а т о р а. Этот узел состоит из тахогенератора постоянного тока ТГ, потенциометра грубой регулировки скорости 2СР, реостата тонкой регулировки скорости 1СР, до бавочных сопротивлений 20С и 21С, Г-образного фильтра 19С,
НЕ.
Потенциометр 2СР и реостат 1СР устанавливаются на пос ту управления. С помощью потенциометра 2СР оператор задает требуемую скорость. Реостат 1СР служит для тонкой регулиров ки скорости в пределах ± (5—7,5)%. Фильтр 19С, НЕ пред назначен для уменьшения коллекторных и зубцовых пульсаций напряжения тахогенератора.
В связи с тем, что регулятор должен поддерживать скорость с точностью до 0,2%, возникает необходимость стабилизации то ка возбуждения тахогенератора. Это осуществляется с помощью трехфазного магнитного усилителя (на рис. V-1 не показано). Усилитель питает обмотку возбуждения тахогенератора, после довательно с которой включены управляющие обмотки магнитно го усилителя,, чем осуществляется обратная отрицательная связь по току возбуждения [67].
Уз е л в о з б у ж д е н и я д в и г а т е л я . Обмотки возбужде ния двигателя питаются от ртутных выпрямителей. Применена зависимая от напряжения «а якоре система управления полем двигателя, принцип действия которой был изложен в п. 4 гл. III.
Схема управления, полем двигателя будет |
описана в п. 3 |
|
(раздела Б) настоящей главы. |
|
|
■ А в т о м а т и ч е с к о е |
р е г у л и р о в а н и е |
скорости. На |
рис. V-1, б изображена |
рабочая характеристика электронного |
|
усилителя, установленного на чистовой клети непрерывного ста на 350 одного из'отечественных металлургических заводов. Для
полного |
изменения выходного напряжения |
усилителя |
UBUX |
|
(рис. V-1, |
б) |
требуется изменение входного |
напряжения |
Овк |
всего на 0,3 |
в. При этом • напряжение ртутного выпрямителя |
|||
увеличивается с нуля до максимального значения. |
|
|||
Регулирование скорости напряжением на якоре двигателя |
85 |
Для поддержания скорости при изменении нагрузки доста точно изменить сеточное напряжение лампы 1ЛЭ всего на сотые доли вольта.
При входе полосы в валки клети происходит ударное паде ние скорости, напряжение тахогенератора снижается, потенциал
сетки лампы 1ЛЭ повышается и лампа 1ЛЭ, а |
следовательно, |
и ртутный выпрямитель открываются полностью. |
Этим создает |
ся форсированное восстановление скорости двигателя.
По мере восстановления скорости напряжение ртутного вып рямителя снижается, но остается в конце процесса восстанов ления выше напряжения холостого хода, что необходимо для компенсации падения напряжения в эквивалентном сопротивлении ртутного выпрямителя от перекрытия анодов (п. 2, гл. II).
Возрастание напряжения ртутного выпрямителя приводит к ослаблению поля двигателя (с некоторым запаздыванием).
Приведем результаты экспериментальной проверки регуля тора на макете, подобном описанному в п. 2 гл. II, с тем отличи ем, что скорость измерялась тахогенератором типа ВС (фирмы Дженерал-Электрик) 116 в, 1980 об/мин, 0,138 а.
На рис. V-2, а представлена осциллограмма скорости и то ка двигателя при ударной нагрузке и неработающем регуляторе скорости. Ударная нагрузка создавалась включением в якорную цепь нагрузочного генератора омического сопротивления с по мощью контактора. Испытание проводилось при полном поле двигателя. Падение скорости составляло свыше 20% при токе нагрузки двигателя около 70% номинального.
На рис. V-2, б, в приведены осциллограммы скорости и тока двигателя при ударной нагрузке и работающем регуляторе. При полном поле двигателя динамическое падение скорости состав ляло 1,3%. время восстановления скорости — 0,09 сек., статичес кое падение скорости практически не наблюдалось. При ослаб ленном поле двигателя динамический провал, скорости умень шился до 0,74%, но время восстановления возросло до 0,12 сек. Статическое падение скорости также отсутствовало.
На рис. V-3 приведена осциллограмма прямого пуска с по мощью контура RC прокатного двигателя мощностью 680 кет.
Описанный регулятор скорости, обеспечивающий высокие ка чества регулирования скорости, применен нанескольких новых непрерывных прокатных станах.
В. Регуляторы с магнитными усилителями
В прокатном производстве сейчас очень широко внедряют магнитные усилители.
Магнитные усилители надежны, в них отсутствуют снашиваю щиеся части и они обеспечивают высокое качество регулирова ния.
