Функциональные схемы систем автоматического регулирования электропривода

На рис. 3.1-3.4 [9] показаны функциональные схемы однозонных систем электропривода с обратной связью по скорости и ЭДС и со стабилизацией тока возбуждения двигателя. Представленные функциональные схемы построены по принципу подчиненного регулирования координат.

Внутренний контур системы регулирования –контур тока якоря включает в себя регулятор тока и объект регулирования, в который входят: тиристорный преобразователь, якорная цепь двигателя; датчик тока.

Контур регулирования скорости электродвигателя включает в себя регулятор скорости РС и объект регулирования, в который входят оптимизированный токовый контур, механическая часть электропривода и датчик скорости. При отсутствии высоких требований к точности поддержания скорости применяется обратная связь по ЭДС. Измерение ЭДС производится суммированием сигнала, пропорционального напряжению двигателя, с сигналом, пропорциональным току якоря двигателя.

Система регулирования скорости с регулированием возбуждения двигателя или система двухзонного регулирования (рис. 3.2 [9]) применяется для электроприводов, управление скоростью вращения которых производится как изменением напряжения на якоре, так и изменением магнитного потока двигателя. Регулирование скорости двигателя выше номинальной достиггается ослаблением магнитного потока при неизменной ЭДС. Автоматическое разделение двух указанных зон регулирования выполняется в функции ЭДС двигателя. Контур регулирования ЭДС включает в себя: регулятор ЭДС и объект регулирования, состоящий из оптимизированного контура регулирования тока возбуждения, апериодического звена цепи возбуждения и датчика ЭДС двигателя. При двухзонном регулировании скорости двигателя необходимо переменное токоограничение, так как перегрузочная способность двигателя снимается при ослаблении магнитного потока. Для этого в

Рисунок 3.1 Функциональная схема САР скорости (напряжения,ЭДС) со стабилизацией тока возбуждения

Рисунок 3.2 Функциональная схема САР скорости с регулированием тока возбуждения двигателя

Рисунок 3.3 Функциональная схема САР скорости с регулированием возбуждения двигателя и линеаризацией контура скорости

Рисунок 3.4 Функциональная схема регулирования положения с внутренним контуром регулирования скорости (напряжение,ЭДС) двигателя со стабилизацией тока возбуждения

цепи обратной связи РС включается регулируемый источник опрного напряжения (регулятор мощности РМ). При изменение скорости от нуля до номинальной выходное напряжение регулятора мощности остается неизменным и равным напряжению стабилизации и соответствующим максимальному допустимому току Увеличение скорости выше номинальной приводит к выходу регулятора мощности из зоны ограничения и снижению его выходного напряжения до величины, определяющей уставку токоограничения при ослабленном потоке. При выходное напряжение РМ соответствует максимально допустимому току двигателя при ослабленном потоке. В тех случаях, когда диапозон регулирования скорости ослаблением потока достаточно велик и требуется сохранить неизменным динамические и статические характеристики системы в зоне с ослабленным потоком, необходимо корректировать параметры системы регулирования скорости и ЭДС в функции возбуждения или скорости двигателя. Подстройка контура регулирования скорости и ЭДС в функции скорости осуществляется введением в контуры множительного и делительного утсройства соответсвенно (рис 3.3 [9]), на входы которых подаются в качестве сомножителей напряжение выхода регулятора скорости к ЭДС и напряжение, которое остается постоянным в первой зоне и возрастает пропорционально скорости во второй зоне. Величина потока возбуждения измеряется с помощью датчика тока возбуждения и функционального преобразователя ПФ.

Система регулирования положения с внутренним регулированием скорости двигателя со стабилизацией тока возбуждения (рис. 3.4 [9]) содержит регулятор положения и объект регулирования, состоящий из оптимизированного контура скорости, механической части привода и датчика положения. Регулятор положения совмещает функции ограничения уровня задания скорости и и нелинейного преобразования сигнала рассогласования по положению для оптимальной отработки различных по величине перемещений. Выходной сигнал РП через квадратичный преобразователь ПК блока поступает на вход задатчика интенсивности ЗИ.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Данные электродвигателей постоянного тока Таблица 1

Тип двигателя	Номинальные величины	Максимальная частота вращения при ослаблении поля	Допустимые перегрузки в долях	Маховой момент	Число полюсов	Данные обмоток
мощность	напряжение	ток	Частота вращения		При	При			якоря	Сопротивление добавочных полюсов при 20°	Сопротивление последовательной обмотки	главных полюсов
Число витков	Сопротивление при 20°С	Число параллельных ветвей	Число витков на полюс	Сопротивление	Напряжение возбуждения
								2p			2a
кВт	В	А	Об/мин					Ом		Ом	Ом		Ом	В
П81								2.8			0.063		0.024	0.004
П111								20.4			0.024		0.011	0.002		27.9
П111								20.4			0.017		0.007	0.001		27.9
П112											0.015		0.006	0.001
П112											0.027		0.012	0.002
П131-4к						2.5	1.6				0.042		0.007	0.018		17.3
П132-4к						2.5	1.6				0.025		0.004	0.011		12.0
П142-9к						2.5	2.0				0.006		0.001	0.004		12.3
П143-9к						2.5	2.0				0.007		0.001	0.004		15.6
П132-4к						2.5	1.6				0.045		0.008	0.019		18.3
П142-4к						2.5	1.6				0.060		0.009	0.027		13.5
2ПФ-			76.2					0.80			0.084		0.056	-		49.2
-180М								0.80			0.022		0.015	-		49.2
		38.1					0.80			0.338		0.221	-		49.2
		64.2					0.80			0.084		0.056	-		49.2
2ПФ-			74.3					0.92			0.136		0.084	-		46.7
-180								0.92			0.042		0.030	-
		27.6					0.92			0.990		0.644	-		46.7
18.5		46.5					0.92			0.26		0.183	-		46.7

Примечание: буква «к» означает, что двигатель компенсированный

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Технические данные тиристорных агрегатов Таблица 2

Номинальное выпрямленное напряжение	Номинальный выпрямленный ток	Трансформатор тиристорного агрегата	Токоограничивающие реакторы	Сглаживающий дроссель
Тип	Напряжение сетевой обмотки	Фазное напряжение вентильной обмотки	Напряжение КЗ	Потери КЗ	Тип	Напряжение КЗ	Потери КЗ	Тип	Индуктивность	Потери в меди при номинальном выпрямленном токе
В	А		кВ	В	%	Вт		%	Вт		мГн	Вт
		ТСП-25/0.7	0.38		5.3					-
	ТСП-63/0.7	0.38		5.3					ФРОС-65/0.5	1.5
	ТСП-100/0.7	0.38		5.3					ФРОС-65/0.5	1.0
	ТСЗП-200/0.7	0.38		5.2					ФРОС-125/0.5	0.75
	ТНП-400/10Т	6;10							ФРОС-250/0.5	0.35
		-					РСТ	5.3		-
	-						5.3		-
	-						5.3		ФРОС-65/0.5	1.5
	-						5.3		ФРОС-250/0.5	4.2
	ТНП-400/10Т	6;10							ФРОС-500/0.5	3.25

Литература

1. Тихомиров В. А. Теория и расчет систем электропривода с подчиненным регулированием параметров: учебное пособие.- Горький: НПИ им. А.А. Жданова, 1982. -86с.

2. Лебедев Е. Д., Неймарк В. Е, Пистрак М. Я., Слежановский О. В. Управление вентильными электроприводами постоянного тока. –М.: Энергия, 1970.

3. Фишбейн В. Г. Расчет систем подчиненного регулирования вентильного электропривода постоянного тока. –М.: Энергия, 1972.

4. Гарнов В. К., Рабинович В. Б., Вишневецкий Л. М. Унифицированные системы автоуправления электроприводом в металлургии.-М.: Металлургия, 1977.

5. Справочник по проектированию автоматизированного электропривода и систем управления технологическими процессами/ Под ред. В. И. Круповича, Ю. Г. Барыбина, М. Л. Самовера. -3-е изд., перераб. И доп. – М.:Энергоиздат, 1982- 416 с., ил.

6. Каталог- справочник. Электрические машины постоянного тока единой серии П 1-22 габаритов и двигатель-генераторы.-М.: ВНИИЭМ, 1964, 226 с.

7. 01.16.14-79. Машины постоянного тока серии 2П. Информэлектро, 1980.

8. ЛК 08.30.03.-81. Электроприводы комплектные тиристорные постоянного тока. Информэлектро, 1981.

9. 08.30.14-78. Электроприводы комплектные тиристорные серии КТЭ. Информэлектро, 1978.

10. 07.09.09-76. Сельсинные командоаппараторы СКАЗ, СКАР, СКАП. Каталог.- Информэлектро, 1976- 12 с.

11. Зимин Е. Н., Яковлев В. И. Автоматическое управление электроприводами.- М.: Высшая школа, 1979.- 318 с., ил.

12. 01.29.10.70. Электрические машины систем автоматики. Информэлектро, 1970-48 с.

13. Резисторы: справочник/ Ю.Н. Андреев, Л. И. Антонян, Д. М. иванов и др. Под ред. И. И. Четвертакова.- М.: Энергоиздат, 1981.-352 с.