Тема: Система управления тиристорного электропривода продольно-строгального станка
Дисциплина: Системы управления электроприводом
Пояснительная записка 270116.2009.00.ПЗ
Согласованно
Председатель Руководитель проекта
Предметной комиссии____________ Доновский П.И.
_________ Рагузина В.Г. «__» __________ 2009 г.
«__» ___________ 2009 г.
Студент
____________ Цыганов Н.А.
«__» ___________ 2009 г.
Группа
4-ЭП
Содержание
Введение
1. Описательно технологическая часть
1.1. Назначение и техническая характеристика оборудования
1.2. Краткий технологический процесс работы оборудования
1.3. Требования, предъявляемые к системе управления ЭП
2. Расчетно-техническая часть
2.1. Расчёт мощности и выбор двигателя привода
2.2. Выбор тиристорного преобразователя и расчёт
его силовых параметров
2.3. Расчёт регулировочных и внешних характеристик
тиристорного преобразователя
2.4. Выбор функциональных блоков и устройств системы управления
2.5. Выбор электрических аппаратов управления и защиты
2.6. Краткий принцип работы системы
3. Экономическая часть
3.1. Комплексное технико-экономическое сравнение
основных показателей ЭП
4. Охрана труда
4.1. Техника безопасности при эксплуатации
автоматизированных ЭП
5. Специальная часть
5.1. Возможные неисправности, причины возникновения
и способы их устранения
6. Заключение по проекту
Список используемой литературы
Графическая часть
Лист 1 – Силовая и функциональная схемы тиристорного ЭП. Графики характеристик.
Введение
B современном промышленном и сельскохозяйственном производстве, на транспорте, в строительстве и коммунальном хозяйстве, в быту применяются самые разнообразные технологическиё процессы, для реализации которых человеком созданы тысячи различных машин и механизмов. C помощью этих рабочих машин и механизмов осуществляется добыча полезных ископаемых, обрабатываются различные материалы и изделия, перемещаются люди, предметы труда, жидкости, газ и реализуются многие другие процессы, необходимые для жизнеобеспечения человека. Так, добыча полезных ископаемых ведется c помощью экскаваторов, буровых установок и угольных комбайнов, детали и материалы обрабатываются на разнообразных станках, люди и изделия перемещаются транспортными средствами, лифтами и эскалаторами, жидкости и газы транспортируются c помощью насосов и вентиляторов.
Рабочая машина или производственный механизм состоят из множества взаимосвязанных деталей и узлов, один из которых непосредственно выполняет заданный технологический процесс или операцию и поэтому называется исполнительным органом. Отметим при этом одно очень важное обстоятельство - все названные технологические процессы осуществляются за счет механического движения исполнительных органов рабочих машин и механизмов. Исполнительный орган в процессе выполнения заданной операции должен преодолевать сопротивление своему движению, обусловленное наличием трения или притяжения Земли, упругой и пластической деформациями веществ или другими факторами. Для этого к нему необходимо подвести механическую энергию от устройства, которое в соответствии со своим назначением получило на звание привода.
Механическая энергия вырабатывается приводом, который преобразовывает другие виды энергии. B зависимости от вида используемой первичной энергии различают гидравлический, пневматический, тепловой и электрический приводы. B современном промышленном производстве, коммунальном хозяйстве и в быту наибольшее применение нашел электрический привод, на долю которого приходится более 60% потребляемой в стране электроэнергии.
Такое широкое применение ЭП объясняется целым рядом его преимуществ по сравнению c другими видами приводов: использование электрической энергии, распределение и преобразование которой в другие виды энергии, в том числе и в механическую, наиболее экономично; большой диапазон мощности и скорости движения; разнообразие конструктивного исполнения, что позволяет рационaльно соединят привод c исполнительным органом рабочей машины и использовать для работы в сложных условиях - в воде, среде агрессивных жидкостей и газов, космическом пространстве; простота автоматизации технологических процессов; высокий КПД и экологическая чистота. Возможности использования современных электроприводах продолжают постоянно расширяться за счет достижений в смежных областях науки и техники - электромашиностроении и электроапаратостроении, электронике и вычислительной технике, автоматике и механике.
1. Описательно-технологическая часть
1.1. Назначение и техническая характеристика оборудования
Продольно-строгальные станки предназначаются в основном для обработки резцами плоских горизонтальных и вертикальных поверхностей у крупных деталей большой длины.
Рисунок 1 – Общий вид тяжелого продольно-строгального станка
На этих станках можно также производить прорезание прямолинейных канавок различного профиля, Т-образных пазов и т.д. Детали средних размеров устанавливаются рядами на столе станка и обрабатываются одновременно.
Продольно строгальные станки разделяются на одностоечные (с консольной поперечиной) и двухстоечные (портального типа). На рисунке 1 показан общий вид двухстроечного продольно-строгального станка. Его станина 1 имеет продольные направляющие (плоские и V-образные). По ним возвратно-поступательно движется стол 2, на котором закрепляют обрабатываeмую деталь. Перемещение стола - главное движение - осуществляется от электродвигaтеля 9, через редуктор и реечную передачу. Снятие стpужки c обрабатываемой детали (строгание) происходит при ходе стола вперед (прямой или рабочий ход). Ход стола назад (обратный ход) совершается обычно c повышенной скоростью, и снятие стружки не производится (холостой ход), a резцы в это время автоматически отводятся от обработанной поверхности (поднимаются). Изменение направления движения стола производится при помощи электромагнитной реверсивной муфты (на малых станках), или посредством реверсирования главного двигатeля. Портал станка 6 образован двумя вертикальними стойками и верхней балкой. К этой балке прикреплена подвеска 5 пульта упрaвления 11. По вертикальным направляющим стoек при помощи ходовых винтов перемещаются поперечина (траверса) 3 и боковой суппорт 10 (некоторые станки имеют два боковых суппорта).
Поперечина имеет горизонтальные направляющие, по котоpым могут перемещаться вертикальные суппорты 4. Суппорты станка c закрепленными в них резцами oсуществляют прерывистую периодическую подачу за время реверса стола c обратного хода на прямой и быстрые устанoвочные перемещения. Движение суппортам передается через коробки подач 7 и 8 отдельных электродвигателей.
Основными величинами, характеризующими размеры и технологические возможиости различных продольно строгальных станков, являются наибольшая длина строгания (ход столa) L (от 1,5 до 12 м), наибольшая ширина обработки (от 0,7 до 4 м) и наибольшее тяговое усиление на рейке стола Fт (до 30-70 кН и более).
1.2. Краткий технологический процесс работы оборудования
При строгании рисунок 2 снятие стружки происходит в течении рабочего хода, при обратном ходе резец не работает. Продольное перемещение стола при рабочем ходе является главным движением.
Рисунок 2 – Схема строгания
Движение подачи называется перемещением резца в течении одно и двойного хода перпендикулярно главному движению. Вспомогательными движениями на строгальных станках являются быстрое перемещение траверсы и суппортов подъём резцов при обратном ходе, а также, например, медленное перемещение стола при наладочных операциях. Скорость, с которой резец перемешается относительно детали при рабочем ходе, называется скоростью резания.
Глубина резания – величина, на которую углубляется резец в изделие при одном проходе, она определяет толщину снимаемой стружки.
1.3. Требования, предъявляемые к системе управления электроприводом
Исходя из тех условий технологического режима работы станка необходимо обеспечить следующие условия:
- Диапазон регулирования скорости определяется процессом обработки детали на станке связанным с технологией производства.
- Система электропривода должна обеспечивать плавность и точность регулирования скорости в заданном диапазоне.
- Механические характеристики электропривода в заданном диапазоне регулирования должны быть жёсткими.
- Система управления электропривода должна обладать качественными динамическими свойствами: быстродействие, устойчивость при регулировании, надёжность в работе.
Системы управления предназначены для автоматического формирования сигналов управления,которые обеспечивают открывание силовых тиристоров преобразователя. Формируемые импульсы поступают в виде сигналов напряжения на управляющий электрод и катод тиристора.
Задачи системы управления:
- Система управления должна создавать синхронизированную с сетью переменного напряжения m-фазную систему импульсов управления. Например для 3-х фазной системы с нулевой точкой m=3, для мостиковой схемы m=6. Каждый импульс формируется согласно принципа работы выпрямительной схемы.
- Система управления должна обеспечивать сдвиг по фазе импульсов управления относительно анодного напряжения тиристоров.
- Система управления должна обеспечивать симметрию формируемых импульсов по каждой фазе преобразователя. Относительная погрешность симметрии не должна превышать 1-2 электрических градуса.
- Система управления должна обеспечивать необходимый диапазон регулирования угла управления, для нереверсивных схем преобразователей диапазон регулирования составляет от α=0 до α=90 градусов, для реверсивных тиристорных преобразователей диапазон от α=0 до α=165 градусов.
- Система управления должна обеспечивать устойчивость и надёжность работы преобразователя во всех рабочих режимах а, так же при резких изменениях нагрузок, частоты переменного напряжения и других помех.
- Система управления должна автоматически отключать тиристоры от аварийных режимов или ложных сигналов управления.
- Моменты формирования опирающих импульсов должны быть согласованны с амплитудой импульса и крутизной импульса, которые должны быть близки к паспортным параметрам тиристора. Как правило формируемые импульсы имеют крутой передний фронт 2-5 мс, и малую длительность 10-15 градусов.
Исходя из выше изложенных технических требований предъявляемых к системе управления, в проекте в качестве электропривода выбирается электропривод постоянного тока с тиристорным преобразователем, обеспечивающим регулирование напряжения на якоре двигателя. В соответствии с технологическими условиями производства система электропривода будет обеспечивать постановленные задачи.
2. Расчётно-техническая часть
2.1. Расчёт мощности и выбор двигателя привода.
Исходные данные
Cv=225 коэффициент, характеризующий обрабатываемый материал и материал резца, принят для обработки стали и чугуна для резцов из быстрорежущей стали.
CF=92 коэффициент характеризующий обрабатываемый материал и вид обработки.
S=3мм/1 двойной ход стола; подача стола
t=10мм глубина резания
T=250мм стойкость резца
1. Стойкость резания
м/мин(1)
где: m=0,1; xv=0,1; yv=0,3 – показатели степени, зависящие от свойств обрабатываемого металла, материала резца и вида обработки.
2. Усилие резания
Н
где: XF=1; YF=0.75; n=0 – показатели степени
(2)
3. Мощность резания
(3)
4. Полная расчетная мощность
(4)
где: Кз=1,1-1,3 коэффициент запаса
ηст=0,75-0,8 КПД станка
5. Рабочая скорость на валу двигателя
(5)
где: Vобр=80 м/мин – скорость обратного хода стола
i=7 – передаточное число
D=12.4 мм – диаметр шестерни
6. Выбирается двигатель постоянного тока по условиям: Рн≥Рр; ωн≈ωр и выписываются его полные технические данные.
Таблица 1 – Технические параметры двигателя
| № | Тип двигателя | Рн | Uн | nн | nmax | ηн | Iя |
| 4ПФ180S |
Рн≥Рр=45кВт
Расшифровка типоразмеров
4ПФ180S – четвертая серия приводов механизмы, которых предназначены для станков с числовым программным управлением.
180 – высота оси вращения
S – условная длина сердечника якоря
УХЛ4 – умеренный или холодный климат
Охлаждение ICO 6 – независимая вентиляция
Расчет мощности двигателя подачи
1. Суммарное усилие, необходимое для перемещения резца:
(7)
где: Fx=0.4*20487.2=8194.88 H
Fy=0.3*20487.2=6146.16 H
μ=0.15
Fn=8164.88+0.15(20487.2+6146.16)=12189.88 H
2. Мощность подачи
(8)
3. Полная расчетная мощность
(9)
4. Угловая скорость двигателя
(10)
5. Выбирается двигатель подачи по условиям Рн≥Ррп; ωн≈ωп и выписываются его полные технические данные.
Таблица 2 – Технические параметры двигателя подачи
| № | Тип двигателя | Рн | Uн | nн | nmax | ηн | Iя |
| 4ПФ160L | 85.5 |
Расшифровка типоразмеров
4ПФ160L – четвертая серия приводов механизмы, которых предназначены для станков с числовым программным управлением.
160 – высота оси вращения
L – большая длина сердечника якоря
УХЛ4 – умеренный или холодный климат
Охлаждение ICO 6 – независимая вентиляция
2.2. Выбор тиристорного преобразователя и расчёт его силовых параметров
Для питания обмотки якоря двигателя используется тиристорный преобразователь.
Исходные данные для расчета:
U1~=380В – переменно напряжение питающей сети
f1=50Гц – частота тока питающей сети
Ud=440В – среднее выпрямленное напряжение
Id=Iн=114А – средний номинальный ток нагрузки
а=30о – оптимальный угол управления тиристорами
2.2.1 Расчет мощности и выбор типового тиристорного преобразователя
где: Кз=1,1-1,2 – коэффициент запаса
Ud=440В – напряжение питания главного двигателя
Id=114А - средний номинальный ток нагрузки
ηТП=0,95-0,97 – КПД тиристорного преобразователя
Условия выбора тиристорного преобразователя:
Рн≥Рр; Iнтп≥Id; ~U1н=~Ui; Uнтп≥Ud
Рисунок 3 – таблица выбора параметров силового тиристорного преобразователя
2.2.2 Расчет параметров управляемой схемы выпрямления
Определяем фазное напряжение:
Определяем обратно максимальное напряжение на вентиле в непроводящий полупериод:
Определяем максимальное прямое напряжение, приложенное к тиристору в момент его открывания:
Определяем средний ток вентиля:
Определяем действующий ток вентиля:
Выбираются силовые тиристоры по условиям:
Iн≥Iв.ср; Uпр≥Uобр.м; Uнп≥U1; Iвт≥Iв
Принимаются к установке силовые тиристоры типа Т131-50. их технические данные записываются в таблицу 3.
Таблица 3 – Параметры выбора силовых тиристоров
| Тип | Iм.ср, А | Iн.в, А действ. | Uобр.м, В | Uпр.м, В | ∆U, В пороговое U | Iобр, мА ток утечки |
| Т 131-50 | 78,5 | 100-1200 | 1,03 |
2.2.3. Расчет параметров силового согласующего трансформатора
U1ф – фаз ное напряжение первичной обмотки трансформатора
I1 – ток первичной обмотки трансформатора
I2 – ток вторичной обмотки трансформатора
Pd – расчётная мощность нагрузки, кВт
Sт – расчётная мощность трансформатора, кВА
Находим фазное напряжение вторичной цепи:
Находим коэффициент трансформации:
Находим ток первичной обмотки:
Находим ток вторичной обмотки:
Находим номинальную активную мощность трансформатора:
PdН=IdН*Udн=114*440=57,1 кВт
Находим полную мощность трансформатора:
SТ=Кп*Рd=1.05*57.1=60кВА
Выбираем трансформатор по условиям: I1н≥I1; I2н≥I2; U1н≥U1; Рн≥Рdн; Sн≥Sт
Таблица 4 – выбор силового согласующего трансформатора
| Тип | Рн, кВт | Uн, В | Sн, кВА | Первич. обм. | Втор. обм. | Потери | Uк, % | Iхх, % | |||
| U, В | I, А | U, В | I, В | Рхх | Ркз | ||||||
| ТСП-100/0,7-УХЛ4 | 5,8 |
Расшифровка типоразмеров:
Сухие трансформаторы предназначены для питания тиристорных преобразователей с трехфазной мостовой схемой выпрямления.
ТСП – для встраивания в шкафы, сухого исполнения.
УХЛ4 – эк сплуатация в зоне умеренного и холодного климата.
100 – типовая мощность трансформатора, кВА.
Для трансформаторов ТСП выводы располагаются на широкой части трансформатора.
2.2.4 Расчет и выбор сглаживающего реактора
Исходные данные:
Р=6 – число пульсаций
Z=2.5 – коэффициент сглаживания пульсаций
ω1=2*π*f1=2*3.14*50=314c-1
Находим сопротивление токопроводящих частей реактора:
Находим индуктивность реактора:
Таблица 5 – выбор сглаживающего реактора
| Тип | Iпост.ном, А | Lном, мГн | R, мОм |
| ФРОС – 65/0,5 У3 | 1,5 | 6,8 |
Расшифровка типоразмеров:
Ф – фильтровый
Р – реактор
О – однофазный
С – охлаждение естественное, воздушное при открытом исполнении.
1,5 – номинальная индуктивность
250 – номинальный ток
2.2.5 Расчет R и С элементов
Для защиты силовых тиристоров от схемных, коммутационных перенапряжений в непроводящий полупериоды включаются параллельно каждому теристору защитные R,C цепи.
Находим расчетное значение величины сопротивления:
где: Uобр.м – обратное максимальное напряжение на вентиле, В
Iобр.м – обратный максимальный ток вентиля (ток утечки), мА
Таблица 6 - выбор сопротивления
| Тип | Rmax, кОм | Umax, рабоч. |
| ПКВ - 5 |
Расшифровка типоразмеров:
ПКВ – проволочные сопротивления для переменной цепи
Находим расчетное значение величины емкости R-C цепи:
где: Uк – относительная величина напряжения К.З. согласующего
трансформатора
Iпр.м=Iв=65,8А
Таблица 7 – выбор конденсатора
| Тип | Сном | % откл. | Uном, В |
| МБГО | 0,25 | 160-660 |
Расшифровка типоразмеров:
КПБ – конденсаторы металлобумажные
2.3. Расчёт регулировочных и внешних характеристик тиристорного
преобразователя
2.3.1 Расчет регулировочных характеристик
Рассматриваются три варианта режима управляемого выпрямителем:
- на активную нагрузку
- на индуктивную нагрузку
- на активно-индуктивную нагрузку
Таблица 8 – расчет регулировочных характеристик тиристорного преобразователя
| № | Режим работы | αо | Ud, В | Расчетные формулы |
| На активную нагрузку | 29,5 | 
| ||
| На индуктивную нагрузку | 381,05 | 
| ||
| На активно-индуктивную нагрузку | 58,9 | 
|
Рисунок 4 – регулировочные характеристики Ud(a) для 3-х фазно-мостовой схемы выпрямления.
2.3.2 Расчет и построение внешних характеристик тиристорного преобразователя
Исходные данные:
Ud0=440B
Id=114A
Rф – (0,1-0,15 Ом) – активное сопротивление фазы плеча преобразователя
Xs – (0,2-0,24 Ом) – индуктивное сопротивление фазы
∆Uв – 1,03 В – падение напряжения на вентиле
Расчет производится для одного режима работы трехфазного управляемого выпрямителя для углов управления а=30,60,90 градусов.
- угол коммутации с увеличением тока нагрузки не меняется
Расчетная формула для первого режима:
Таблица 9 - расчет внешних характеристик тиристорного преобразователя
| № | Ud, В | a | cos a | Ud*cos a, В | Id, А | 
| 
| 2*∆U, В | 
|
| 437,94 432,8 422,5 | 11,4 34,2 | 1,57 1,57 1,57 | 0,471 0,471 0,471 | 2,06 2,06 2,06 | 10,9 32,6 | ||||
| 373,8 363,6 | 0,87 0,87 0,87 | 381,05 381,05 381,05 | 11,4 34,2 | 1,57 1,57 1,57 | 0,471 0,471 0,471 | 2,06 2,06 2,06 | 10,9 32,6 | ||
| 217,9 212,8 202,5 | 0,5 0,5 0,5 | 11,4 34,2 | 1,57 1,57 1,57 | 0,471 0,471 0,471 | 2,06 2,06 2,06 | 10,9 32,6 |
Рисунок 5 - внешние характеристики тиристорного преобразователя
2.4. Выбор функциональных блоков и устройств системы управления
Для построения функциональной схемы автоматического регулирования тока возбуждения ДПТ в проекте предусматривается выбор типовых функциональных блоков, на базе которых проектируется схема.
Типовые блоки определяются функциональным значением. Выбор блоков и устройств сводится в таблицу:
Таблица 10 – выбор функциональных блоков и устройств системы управления
| № | Обозна-чение | Наимено-вание | Функциональное значение | Основной принцип действия |
| СБ | Силовой блок | Для преобразования переменного напряжения в постоянное регулируемое напряжение, поступающее на якорь двигателя | Характеризуется работой управляемой схемой выпрямления | |
| УЗСП | Устройство задания скорости | Для задания скорости ДПТ при помощи тахогенератора | Сигнал задания изменяется при изменении нагрузки на валу двигателя. | |
| УОС | Устройство обратной связи | Для измерения сигналов по току статора и току возбуждения | Используются датчики тока: трансформаторы тока | |
| РТ | Регулятор тока | Для регулирования тока возбуждения ДПТ | Непрерывное сравнение сигналов задания и сигнала обратной связи по току статора двигателя | |
| СИФУ | Система импульсно-фазового управления | Обеспечивает формирование сигналов управления, по которым создаются отпирающие импульсы | В основе принципа работы используется вертикальный метод сравнения трех напряжений. Фаза импульса определяется Uу, частота определяется Uоп | |
| ЯПУ | Ячейка пуска и управления | Контроль пуска ДПТ | При подаче питания на преобразователь, происходит преобразование напряжения, и в работу включается СИФУ и двигатель запускается в работу. | |
| ЯР | Ячейка регулирования | Для автоматического регулирования тока возбуждения | Измеряются сигналя по току и напряжению двигателя и сравниваются с заданными установками. Отклонение сигналов регулируется. | |
| БЗ | Блок защиты | Для защиты от аварийных режимов | Отключение аварийных устройств при повышении уставок |
Рисунок 6 – Функциональная схема однозонного электропривода с реверсом тока
якоря и обратной связью по скорости ЭПУ 1-2…М
2.5. Выбор электрических аппаратов управления и защиты
Таблица 11 - выбор электрических аппаратов управления
| № | Обозначение на схеме | Наименование электроаппарата | Кол-во | Условия выбора | Расчетные параметры | Тип | Технические данные | |||||||||||||
| QF1 | Автоматический выключатель в силовой цепи | Uн≥Uс Iн≥Iр Iн.э.р≥Iр.э.р Iн.т.р≥Iр.т.р по числу пол. по исп-нию tотк. | Uс=380В Iр=78,9А Iр.э.р=157,8А Iр.т.р=82,8А 3х полюсные закрытое tотк=10 мс | ВА52-39 | Uс=380В Iр.э.р=300А Iр.т.р=80А Iотсеч=3А Iн=100А | |||||||||||||||
| QF2 | Автоматический выключатель в цепи управления | Uн≥Uу Iн≥Iу.р Iн.э.р≥Iр.э.р по числу пол. по исполн. tотк | Uу=220В Iр=Iу=4А 2-х полюсный Закрытое Tотк=10мс | ВА51Г-25 | Iр=4А Iном=25А Uном=220В | |||||||||||||||
| QF3 | Автоматический выключатель в цепи двигателя | Uн≥Uу Iн≥Iу.р Iн.э.р≥Iр.э.р по числу пол. по исполн. tотк | Uу=220В Iр=Iу=114А 2-х полюсный Закрытое Tотк=10мс | ВА51-31 | Iр=125А Iном=160А Uном=220В | |||||||||||||||
| КМ1 | Контактор | Uн≥Uc Iн≥Iр Uн.к≥Uy по числу контактов по исполнению | Uс=380В Iр=Id=78,9A Uу=220В 3 главных 2з+2р б/к Защищен | МК3-20Е | Uн=380В Iн=100А Число включений = 1200 вкл/час | |||||||||||||||
| КМ2 | Контактор постоянного тока в цепи двигателя | Uн≥Uc Iн≥Iр Uн.к≥Uy по числу контактов по исполнению | Uс=220В Iр=Id=114A Uу=220В 3 главных 2з+2р б/к Защищен | КТ6023Б | Uн=220В Iн=120А Руд=50Вт Рвтяг=580Вт Число включений = 1200 вкл/час | |||||||||||||||
| SB1, SB2 | Кнопка управления | Uн≥Uу Iн≥Iк.мах по числу конт. по исполн. | Uу=220(110)В Iк.мах=90-140мА 2з+2р Закрытое | КУ-120 | Uн=220В Iн=4А | |||||||||||||||
| SA | Ключ управления | Uн≥Uу Iн≥Iк.мах по числу положений по числу конт. по исполнен. | Uу=220В Iк.т=0,14А На 3 полож. 1-0-1 6з+4р защищен | ППГ-64 | Uу=220В Iн=15А | |||||||||||||||
| KV | Реле напряжения | Uн≥Uу Iн≥Iк.м. по числу конт. по исполнен. | Uу=220В Iк=40мА 1з+1р Защищен | РЭВ-200 | Uу=220В Iнк=60мА | |||||||||||||||
| КТ1, КТ2 | Реле времени | Uн≥Uу Uнк=Uу Iн≥Iк t сраб. по числу конт. по исполн. | Uу=220В Uк=220В Iк=0,03А tсраб=1-9с 1з+1р Защищен | ЭВ-200 | Uн=220В Uнк=220В Tсраб=0,1-10с 1з+1р Iн=3А | |||||||||||||||
| КК1, КК2 | Тепловое реле | Uн≥Uс Iн≥Iр Iн.т.р≥Iр.т.р по числу контаков по исполнению | Uс=380(220)В Iр=114А Iр.т.р=119,7А 2р Защищен | ТРН-10А | Uн=220В Uнк=220В tсраб=0,1-10с 1з+1р Iн=3А Iн.т.р=125А | |||||||||||||||
| КА1, КА2 | Реле максимального тока | Uн≥Uс Iн≥Iр Iн.уст≥Iр.уст по числу конт. по исполн. | Uс=380(220)В Iр=114А Iр.уст=136,8А 2р Защищен | РЭВ-570 | Iн=1,5-600А Iр.уст=318А 2р Защищен | |||||||||||||||
| НL | Лампа сигнальная | Uнл≥Uру Iнл≥Iрл Rн.доб≥Rр | Uр.у=24В Iрл=120мА Rр=2200Ом | АС2000 лампа КМ-90 | Uнп=24В Iн=90мА Rн=2200Ом | |||||||||||||||
| FU | Плавкие предохранители | Uн≥Uу Iн≥Iу Iн.вст≥Iр.вст | Uу=220В Iу=ΣIкат=3,6А Iр.вст=9А | ППТ-10 | Iн=10А Uн=220В Iв.ст=9А | |||||||||||||||
2.6. Краткий принцип работы системы электропривода
2.6.1 Работа фазной схемы ЭПУ 1-2…М
Электропривод имеет 2 зоны регулирования скорости: в 1 зоне измерение скорости производится от минимального значения до номинального значения, за счет изменения подводимого напряжения к якорю двигателя. Во 2 зоне регулирования скорости производится за счет изменения подводимого напряжения к якорю двигателя. Во 2 зоне регулирования скорости производится за счет уменьшения магнитного потока возбуждения, и скорость увеличивается выше номинальной. Предусмотрены 2 ТП; ТПЯ – 1 зона регулирования и ТПВ, вторая зона регулирования.
Система управления построена по принципу подчиненного регулирования координат скорости и тока. Задание скорости зависит от напряжения Uзад и с помощью задатчика интенсивности ЗИ определяется закон качественного регулирования. Сигнал с выхода ЗИ через фильтр R8, R15, C поступает на вход РС. Где сравнивается сигналом ОС от BR1. Выход сигнала с RS действует через нелинейное звено НЗ на переключатель характеристик ПХ и затем в устройство УО (управляющий орган). Блок УО включает в себя регулятор тока РТ и СИФУ. Выход с СИФУ действует сигналом на ФИ1-ФИ3, которые формируют отпирающие импульсы идущие на силовые тиристоры ТПЯ. Переключение каналов СИФУ производится ЛУ. Между первой зоной регулирования и второй зоной действует обратная связь, и создает непрерывную зависимость регулирования скорости в зависимости от нагрузки на двигателе.
2.6.2. Работа схемы СИФУ
Система импульсно-фазового управления (СИФУ) предназначена для преобразования постоянного управляющего напряжения в последовательность управляющих импульсов соответствующей фазы, подаваемых на управляющие переходы тиристоров силовых вентильных комплектов.
СИФУ состоит из следующих основных узлов:
источника синхронизирующего напряжения - ИСН;
формирователей импульсов - ФИ1...ФИ3;
управляющего органа - УО;
усилителей импульсов - УИ;
вводных устройств - ВУ (импульсных трансформаторов).
Формирователь импульсов (ФИ) состоит, в свою очередь, из следующих узлов:
фильтра (Ф) на элементах R1, R2, С1, двух пороговых элементов (ПЭ1, ПЭ2) на транзисторах V 1...V4;.
формирователя синхронизирующих импульсов (ФСИ) на микросхеме Д1;
генератора пилообразного напряжения (ГПН) на элементах V6, С2, А1.1;
нуль - органа (НО) на микросхеме А1.2;
RS - триггера (Т) на микросхеме Д2;
формирователя длительности импульсов (ФДИ) нa элементах С4; V8.
Схема, работает следующим образом:
Синхронизирующее фазное напряжение, поступающее из ИСН сдвигается фильтром. Ф на угол 30 эл. градусов. C выхода фильтра напряжение с помощью пороговых элементов ПЭ1, ПЭ2 преобразуется в прямоугольные противофазные импульсы. Длительность импульсов определяет зону разрешения выдачи управляющих импульсов для двух тиристоров силового моста (анодной и катодной группы) одной и той же фазы сети.
При логическом сигнале «0» на выходах обоих пороговых элементов на выходе ФСИ формирует синхроимпульс (сигнал логической «1»); который осуществляет разряд ёмкости - С2 ГПН через открывшийся транзистор V6. Напряжение ГПН начинает снова линейно нарастать от нуля до 10 B. домен превышения напряжения ГПН над управляющим Uу, поступающим c выхода УО через резистор R1фиксируется нуль-орган НО, который изменяя. свое состояние c «1» на «0», и происходит переключение RS-триггера, вызывая появление на выходе ФДИ импульса, который совместно с сигналам пороговых элементов ПЭ1 и ПЭ2 формирует управляющие импульсы на выходах усилителей импульсов УИ «а» или УИ «х». Усилители импульсов собраны на транзисторах V9...V14, нагрузкой которых являются излучающиё диоды оптронных, тиристоров или вводные устройства ВУ при использовании обычных тиристоров (без оптронного входа).
Вводное устройство (ВУ) служит для гальванического разделения силовой цепи и цепи управления и состоит из 12 импульсных трансформаторов - защитных диодов и резисторов.
Усилители импульсов имеют два входа: один для «своего» импульса, другой - для «чужого» поступающего с другого формирователя импульсов сдвигом на 60 эл. градусов. Это необходимо – для получения сдвоенных импульсов, обеспечивающих нормальную работу трехфазной мостовой схемы выпрямления.
Управляющий орган (УО) выполнен на микросхеме А2.2 и служит для согласование выхода сигнала регулирования с входами СИФУ, а так же для установки углов амин, амакс, анач. Начальный угол регулирования (анач) устанавливается примерно 120 эл. градусов переменным резистором R20 при нулевых сигналах на входе УО. Угол амин устанавливается резисторам R40, угол амакс - резистором R39.
3. Экономическая часть
3.1.1 Энергетические показатели систем электроприводов
Оценка свойств электроприводов осуществляется с помощью энергетических показателей. К их числу относятся:
- коэффициент полезн