Файл: Андрющенко, В. А. Автоматизированный электропривод систем управления учеб. пособие.pdf

П р о д о л ж е н и е

Наименование Обозначение

Усилитель магнитный с двумя последова­ тельно соединенными рабочими обмот­ ками и двумя встречно включенными секциями управляющей обмотки

Резистор нерегулируемый

Резистор регулируемый: а) реостат б) потенциометр

Конденсатор нерегулируемый

10

Диод косвенного накала

Диод двойной с раздельными катодами

И

П р о д о л ж е н и е

мальное положение принимается такое, которое соответствует не­ возбужденному состоянию аппарата, например, для реле и контак­ торов — отсутствие тока в катушках, для кнопки — отсутствие нажатия; для контроллеров — нулевое положение рукоятки. Со­ единения на монтажных схемах соответствуют выполнению их при монтаже.

12

Каждый элемент схемы буквенно обозначается согласно уста­ новленным стандартам и техническим условиям на них. Так, на­ пример, линейные контакторы обозначаются буквой Л, контактор «Вперед» — В, контактор «Назад» — Я, контактор ускорения — У, реле тока — РТ, реле напряжения — РН, реле времени — PB и т. д. Для различия одинаковых аппаратов впереди буквенного обозначения вводятся цифры (например, 1У, 2У).

В сложных схемах при командоконтроллерном управлении изо­ бражают развертки контроллеров, которые дают возможность су­ дить о последовательности замыканий контактов по жирным точ­ кам, наносимым на развертки под контактами контроллера.

Если в схемах встречаются механические связи, то они изобра­ жаются двойными или пунктирными линиями.

Принимается либо горизонтальное, либо вертикальное распо­ ложение отдельных цепей на схеме.

§3. К Л А С С И Ф И К А Ц И Я А В Т О М А Т И З И Р О В А Н Н Ы Х

ЭЛ Е К Т Р О П Р И В О Д О В

Классификацию систем автоматизированного электропривода можно производить по разным признакам. Это обусловлено назна­ чением электропривода, их сложной структурой, различной физи­ ческой сущностью и т. д.

исистемы с программным управлением.

Взависимости от рода питающего напряжения различают си­ стемы переменного тока и системы постоянного тока.

По принципу управления наиболее широкое распространение в системах управления технологическим оборудованием получили электроприводы с электромашинными усилителями, электроприводы с магнитными усилителями и дросселями насыщения, электропри­ воды с импульсными системами управления, построенными на элек­ тронно-полупроводниковых или магнитных элементах и др.

Можно различать автоматизированные электроприводы по типу характеристик отдельных звеньев системы в отношении линейности.

Вэтом случае электроприводы делятся на линейные и нелинейные.

Взависимости от режима работы различают электроприводы, работающие либо в установившихся режимах при наличии возму­ щающих воздействий, либо — в режимах пусков и торможений.

13

§4. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

КА В Т О М А Т И З И Р О В А Н Н Ы М Э Л Е К Т Р О П Р И В О Д А М СИСТЕМ У П Р А В Л Е Н И Я

Требования к автоматизированным электроприводам систем уп­ равления определяются технологическими процессами работы про­ изводственных механизмов. К основным из этих требований отно­ сятся следующие;

1)повышенная точность и быстродействие;

2)высокая степень надежности, достигаемая посредством при­ менения элементов с малой интенсивностью отказов и высокой ме­ ханической и термической прочностью и химической стойкостью, снижения электрических нагрузок на наиболее ответственные эле­ менты, разработки схем привода с широкими допусками 'на разброс

3)малые габариты и вес, что достигается за счет применения специальных материалов при изготовлении отдельных элементов электропривода, электродвигателей с повышенной скоростью вра­ щения ротора, источников питания повышенной частоты, а также миниатюризацией и микроминиатюризацией электронных элемен­ тов электропривода;

4)независимость действия от нагрузок и параметров окружаю­ щей среды;

5)простота и безопасность обслуживания и эксплуатации;

6)удобство монтажа и ремонта;

7)простота контроля исправности;

8)взаимозаменяемость отдельных деталей и агрегатов.

Наряду с этими основными требованиями-, к автоматизирован­ ным электроприводам отдельных исполнительных механизмов тех­ нологического оборудования могут предъявляться свои специфиче­ ские требования.

Вопросы для самопроверки

1. Какова роль и значение электропривода в системах автоматического управления технологическим оборудованием?

2.Какие элементы в функциональной схеме автоматизированного элек­ тропривода являются основными и какие вспомогательными? Каково их на­ значение?

3.Какие функции выполняет электропривод в системах автоматического управления?

4.Каковы особенности начертания принципиальных и монтажных схем электроприводов?

5.По каким признакам классифицируются автоматизированные элек­ троприводы?

6.Назовите основные требования, предъявляемые к автоматизирован­ ному электроприводу систем управления технологическим оборудованием.

14

Г Л А В А

АВТОМАТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯМИ

§ 5. М Е Т О Д Ы У П Р А В Л Е Н И Я ПРОЦЕССАМИ П У С К А , Т О Р М О Ж Е Н И Я

И РЕВЕРСИРОВАНИЯ Э Л Е К Т Р О Д В И Г А Т Е Л Е Й

Как уже говорилось, управление электродвигателями осущест­ вляется либо ручным, либо автоматическим способом. В современ­ ных системах управления преимущественное распространение по­ лучили схемы автоматического управления электродвигателями. Основными достоинствами автоматического управления являются:

1)простота и надежность управления;

2)высокая производительность и точность выполнения отдель­ ных операций;

3)рациональное использование электроэнергии;

4)возможность простого централизованного и дистанционного управления.

Основные операции по автоматическому управлению электро­

двигателями связаны с управлением процессами пуска, торможения и реверсирования. Для реализации схем автоматического управле­ ния электродвигателями применяются различные методы пуска, торможения и реверсирования этих электродвигателей.

Различаются несколько основных видов пуска электродвигате­

несмотря на простоту схемной реализации, находит ограниченное применение вследствие больших пиковых значений пускового тока ' и больших тепловых потерь, происходящих в электродвигателе и коммутационной аппаратуре.

2. Пуск через сопротивления. В этом случае подключение элек­ тродвигателей к источнику питания осуществляется при наличии сопротивлений активных (реостатов) или реактивных (дросселей насыщения), включенных в цепях якоря, статора или ротора. Зна­ чения этих сопротивлений в процессе пуска уменьшают так, чтобы можно было получить требуемый характер изменения токов, вра­ щающихся моментов и ускорений. Изменение пусковых сопротив­ лений производится плавно или ступенчато. Пуск через добавочные сопротивления также сопровождается потерями энергии, которые распределяются между самим электродвигателем и пусковым уст­ ройством.

15

в процессе пуска увеличивают напряжение так, чтобы получить требуемый характер изменения токов, моментов или ускорений. Изменение напряжения возможно как плавное, так и ступенчатое.

Недостатком этого метода является сложность пускового уст­ ройства, требующего в случае электродвигателей постоянного тока наличия специального генератора с регулировкой напряжения или нескольких источников питания. Для изменения напряжения на обмотках статора асинхронных электродвигателей необходимо иметь соответствующие выводы концов обмоток и переключатель, с по­ мощью которого осуществляется переключение этих обмоток со звезды на треугольник. При этом возможно лишь ступенчатое из­ менение напряжения.

скольку требует применения специального генератора переменного тока с регулировкой частоты и напряжения или особых преобразо­ вателей частоты.

5. Пуск электродвигателей постоянного тока изменением тока возбуждения. Этим методом пользуются при эксплуатации электро­ двигателей постоянного тока малой мощности. Пуск в ход непод­ вижного электродвигателя, по якорю которого проходит ток, производится подключением обмотки возбуждения к источнику тока.

Из описанных выше способов пуска в автоматизированном элек­ троприводе нашли наибольшее применение реостатный пуск и пуск при ступенчатом изменении напряжения на зажимах якоря. Неко­ торые способы пуска электроприводов иногда применяются в раз­ личных комбинациях друг с другом. Так, например, пуск электро­ привода по системе генератор—двигатель до скорости, превышаю­ щей основную, производится сначала увеличением напряжения на зажимах якоря электродвигателя, а затем уменьшением тока воз­ буждения электродвигателя.

Различают несколько основных методов торможения электро­ двигателей.

1. Генераторное торможение. Оно возникает, когда момент исполнительного механизма совпадает по направлению с моментом электродвигателя и вращает вал последнего со скоростью большей, чем скорость идеального холостого хода. При этом э. д. с. электро­ двигателя становится больше напряжения сети и двигатель, пере­ ходя в генераторный режим работы, отдает энергию в сеть. Этот вид торможения используется при наличии двигателей постоянного тока с параллельным (независимым) возбуждением и асинхронных. Двигатели -постоянного тока с последовательным возбуждением

16