Файл: Живов Л.Г. Привод и автоматика самоходных кранов.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 07.07.2024

Просмотров: 86

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

ускорение

а%(1~ а) — (1— е~‘/т)— 0(1 — е -'/0)] H{t)—

ty (T— Q)

 

 

 

 

 

 

ty (T— B)

 

X

Г

1

 

 

 

 

Hit-

ty) +

 

рывок

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v(l — a)

Ta_ t/T__

-f.e1]H(ty

v(l—a)

t-ty,

 

t - i y l

 

 

— e

 

X

P = ty iT - b )

[e-

/у (Г -О )

 

 

 

x H { t — ty)

v0a

e - !'e -----1 e- ‘'T

H(ty,

 

(25)

 

 

 

T— W У

 

T

 

 

 

 

 

темп изменения тока

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= Dp =

k Q ' vSl s ~ a \ ie - t i T

e - f',0l

H U ) ,

 

(26)

 

dt

K

ty(T— e) v

 

J

 

 

 

 

причем, как и в предыдущем

случае [см.

уравнение

(2 2 )],

рас-

сматриваем

нарастание

параметра

di

только

за

 

,

время гу

[наиболее важный участок разгона

dt

 

 

 

 

 

(замедления), обусловли­

вающий режим переходного процесса].

 

 

 

При а = 1

Начальная ордината рывка пропорциональна а.

она максимальна, при а = 0 равна нулю [исчезает третий

член

уравнения

(25)]. Поэтому разгон при определенном значении а

вызывает рывок уже при t = 0.

 

 

 

 

 

 

 

Член уравнения av сглаживает S-образное течение кривой

скорости, стремясь спрямить

ее,

что

сказывается

на

величине

пики рывка в начальный момент пуска, который зависит, как и в предыдущих случаях, от величины постоянных времени Т и 0.

На рис. 18 изображены основные параметры, характеризую­ щие разгон для случая, когда в первый момент напряжение сигнала пропорционально аоо (ручка управления начинает дви­ жение при определенном напряжении). Кривая нарастания скорости электропривода до окончания движения рукоятки будет следовать почти параллельно кривой нарастания напря­ жения сигнала, пропорционального пути движения рукоятки управления, а затем после достижения t = ty, т. е. когда ручка прекратит движение, скорость начнет замедлять темп нараста­ ния, который обусловлен изменением v0, Т и 0. Величина уско­

рения постоянна (особенно это отчетливо видно при

ty =

5 с,

почти на всем протяжении движения рукоятки управления

(за­

полнение графика тока весьма полное). Рывок резкий

(в 10

раз

больший, чем для случая, показанного на рис. 17), причем при

42


© = 0,2 с он меньше, чем при © = 0,1 с. Изменение ty влияет на величину рывка.

Обратные связи обеспечивают более точное, приближающее­

ся к расчетному, выполнение заданного режима пуска.

Однако

обратные связи вводят в расчет новые

постоянные

времени,

т. е. увеличивают порядок дифференциального уравнения.

Электропривод

стреловых

самоходных

кранов

не

имеет

в настоящее время

обратных

связей. Эксплуатация

показала,

Рис. 18. Зависимость ощущения, рывка, ускорения, скорости и силы тока от времени при плавном нарастании сигнала управления, но с начальным мгновенным скачком, равным aVo = а(Т + 0):

I заданная скорость движения

рукоятки

командоконтроллера;

2 заданная

скорость движения груза; 3

— о = f(/); 4

— а = /(<); 5 — Р = /(0; ®— 0 =

= /(/); ^—/ = f(t) при Q

= 0;

8 —то же, при Q = 10 т; 9

— то же, при

<2= 25 т

 

 

 

 

что для двигателя вращения крана необходима стабилизация скорости на любой из скоростных характеристик, особенно на малых скоростях, когда сказывается (при системе Г—Д) влия­ ние реакции якоря и остаточного магнетизма.

Таким образом, для двигателя вращения необходима отри­ цательная обратная связь по скорости (по напряжению) и обратная отрицательная связь по силе тока. Для электропри­ вода подъемной лебедки крана также необходима обратная от­ рицательная связь по току и отрицательная связь по скорости.

Рассмотрим простейшую схему (рис. 19) с тиристорным преобразователем и двигателем постоянного тока. Элементами фазосмещающего устройства являются магнитные усилители. Для сглаживания пульсаций применен дроссель. Электромаг­

43


нитная постоянная времени якоря' двигателя постоянного тока равна Тя, электромеханическая постоянная @, постоянная маг­ нитных усилителей фазосмещающегося устройства Ть динами­ ческий передаточный коэффициент токовой обмотки фазосме-

щающего устройства

«т =

k'Y

----- — , где kr — статический коэф-

1 + 7\

фициент, а — отношение сопротивления, к которому присоедине­ на токовая обмотка отрицательной обратной связи, к полному сопротивлению цепи тиристорный преобразователь — двигатель. Для тиристорного привода угол открытия тиристоров является известной функцией управляющих сигналов Uy. Следовательно,

Рис. 19. Принципиальная схема управления скоростью двигателя при питании от тиристор­ ного преобразователя:

1 — тиристорный

преобразователь; 2

— двигатель;

3 — фазосмещающий

преобразователь;

4 — сглажи­

вающий дроссель;

5

— сопротивление,

к которому

подключена обмотка обратной связи

 

выходное напряжение выпрямителя является в общем случае нелинейной функцией Uy. Однако в ряде случаев первую функ­ цию подбирают так (например, а = cos Uy), что зависимость выходного напряжения выпрямителя от Uy оказывается близкой

к линейной для рабочей зоны углов, т. е.

Ud = k'nUy, где

kn — общий коэффициент усиления по напряжению преобразо­ вательной установки. Тогда переходные процессы данного электропривода могут быть рассчитаны линейными методами. Характеристическое уравнение для приведенной схемы

[ 1 +p(Tl + ekrknQa)+ р2(7\е +

Гя0) + TJ^l] T=Vo,

(27)

где ka — динамический

передаточный

коэффициент

преобразо­

вательной установки.

 

 

дифференциального

уравнения,

Общее решение линейдого

соответствующее характеристическому

уравнению (27),

имеет

вид

 

 

 

 

 

 

 

 

v = 001 + Аи еа'* +

(Л21 cos $t + y43 sinftt)ea2f,

 

(28)

где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Л ц = -

Р2Р3Ф0

; Фо= — ио>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(P2— Pl)(Pi — Pl)

 

 

 

 

Л

___ Л .

л

_

— < М п —

а2<42

 

 

Л2

\— Фо— ■'мь

л 31 — ---------- ----------

 

 

Пусковые режимы при непрерывном нарастании напряжения на зажимах тиристорного преобразователя описываются следую-

44


щими уравнениями (при условии, что входная величина X ^ t) изменяется по линейному закону и, следовательно, а = 0):

v =

(«о

i-

в ,

(1— еа‘*) + •—— —

e°^(a2cos pi + р sin Pi) +

 

 

 

а,

 

 

 

 

 

 

 

 

В

 

 

 

 

 

 

 

(5 21a2— 6 31P)

 

 

„2 ,31-о2 ea^(a2 sinpi— р cos Pi)-

2 .

о 2

X

 

а2 + Р

 

 

ZB,

 

a2 + P

 

 

х Я(0

00

t — L

(1— ea,('~#y)) +

— — —

X

 

 

iy IL

 

a.

 

J

a2 + P|

 

 

X [a 2 cosP(i— iy) + psinp(i— iy)]4------ft?1

ea*{i *y) x

 

 

 

 

 

 

 

 

<*2 + P

 

 

 

 

X [a2 sinP(i— iy)— p cosp (i— ty)

 

 

 

 

 

1

( 5 2l a 2 ----Я 81Р)

 

 

 

(29)

 

 

 

 

 

 

 

 

где

 

 

 

4 + P2

 

 

 

 

 

 

Вп

■^n .

 

И В31

 

 

 

 

в 21

 

 

 

 

Vo

>

Vo

 

 

 

 

 

 

Vo

 

 

 

 

а = - ^ - ( 1

+

£ u eai/ +

fi21[cos Piea»' + £ 31 sin piea»*)#(i)—

 

 

h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ty

[ l + B u ea'V-ly) + B2lcos pi(i— /y)eai(M y) +

 

 

 

+

Б31 sinp(i — y e n,('-'i)] t f(i— iy);

(30)

 

 

 

 

p =

-^ -[сцЯ ц e11'* +

B21(a2 e°»*cos pi— p sin pi ea»*) +

 

 

 

ty

 

 

 

 

 

 

 

 

+

5 3I(Pcos pi e0»' +

a2 ea^ sin p i)]# (i)-----j -

[Бца! ea,(<-<y) +

 

 

 

 

 

 

 

 

ty

 

 

 

+ B2\(a2 eaj(<_'y) cos p(i— iy)— P sin p ( / - / y)eaj<M y)) +

 

+ £ 31pcosP (i— g e a^ -'y ) + 5 31a2 eajft-'y)sinp(*— ty)]H(t— iy);

 

О =

 

[ a ? ! ea,< +

B2l (aI e“aicos pi— a2p e°a<sin pi—

(31)

 

ty

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

<— p2 cos pi ea^‘— a2ea,t p[sin pi) + B3l (a2 eaa;pcos Pi— P sin Pi e“a* +

+ a2 ea,( sin pi + a2 ea,< p cos pi)] H{t)---- ^ [ 5 „ a 2 ea,(<_V) + ty

+B2l (a 2 eaa('“ ^)cos P(i— iy)— pa2 eaa^“ M sin P(i— iy) +

+p2 eaa(<-V)Cos Pi— Pa2 e“a('_<y) sin p(i— iy) —

5 31[p2 e0,t<—*y) sin p(i— iy)— pcc2e“l('~'y)cos p (i— iy) — ct| e“a('_ 'y) x

X sin P(i— iy) — cx2p eaa(i-'y )cosP(i— iy)]tf(i— iy).

(32)

45


На рис. 20 показаны зависимости нарастания сигнала ско­ рости, ускорения, рывка, силы тока, ощущения от времени по уравнениям (29) — (32). Время задания ty = 5. Влияние отри­ цательной токовой обратной связи проявляется в более медлен­ ном, чем в предыдущих случаях, нарастании скоростной кривой и в более ярко выраженном S-образном ее характере. Тиристор­ ный привод безынерционен, поэтому в рассматриваемом случае

Рис. 20. Зависимость ощущения, рывка, ускорения, скорости,

силы тока

от времени при управлении скоростью двигателя, если последний питает­

ся от тиристорного преобразователя

= 0,6 с,

0 = 0,2 с,

kT =

5,

сг =

= 0,6, а = 0):

 

 

 

 

 

 

 

1 — скорость

движения рукоятки командоконтроллера;

2 — заданная

скорость

груза; 3 v

= f(t)\ 4 а = f(t)\ 5 — р *= f{t)\

6 — О = f(t); 7 — /

= f{t)

при

Q = 25 т; 7 — то же, при Q = 10 т; 9 — то же, при Q =* 0

 

 

 

 

в отличие от предыдущих отсутствует электромагнитная

посто-

яниая времени обмотки возбуждения генератора Т,

в

связи с

чем характер кривой ускорения

резко

отличается

от

прежних

кривых ускорения. При этом рывок нарастает мгновенно, а за­

тем в первые 2 с апериодически снижается.

Ощущение

рывка

также

нарастает мгновенно и затухает

апериодически.

Вели­

чины рывка при Т = 0,6 с весьма

малы

(по

сравнению

со сту­

пенчатым разгоном).

 

 

 

При боль­

Ускорение тока и скорость нарастают монотонно.

шем

значении Тя (Тя = 0,6 > 0,2 )

рывок и

ощущение

рывка

меньше, и наоборот. Фазовые портреты достаточно

оптимальны

[хорошо заполняются площади а =

f(v)

и р — / (а)].

Как видно

46