- •Курс лекций
- •Введение. Классификация суэп
- •1. Типовые узлы и схемы разомкнутых релейно-контактных суэп
- •1.1. Общие сведения
- •1.2. Типовые узлы статорных цепей, обеспечивающие пуск асинхронных и синхронных электродвигателей
- •И синхронных электродвигателей
- •1.3. Узлы роторных цепей асинхронных электродвигателей
- •Ротора асинхронного электродвигателя
- •1.4. Узлы роторных цепей синхронных электродвигателей
- •С глухо подключенным возбудителем
- •1.5. Узлы силовых цепей электродвигателей постоянного тока, обеспечивающие их пуск и торможение
- •Постоянного тока
- •1.6. Типовые схемы управления асинхронными электродвигателями с короткозамкнутым ротором
- •Электродвигателем с короткозамкнутым ротором
- •С короткозамкнутым ротором
- •1.7. Основные принципы построения систем реостатного ступенчатого пуска и торможения электроприводов
- •При реостатном ступенчатом пуске электродвигателей
- •1.8. Типовые узлы и схемы реостатного ступенчатого пуска и торможения электродвигателей, работающие по принципу времени
- •С фазным ротором в функции времени
- •В функции времени: а – упрощенная схема управления;
- •С независимым возбуждением при динамическом торможении в функции времени: а – принципиальная электрическая схема;
- •Короткозамкнутого электродвигателя в функции времени
- •1.9. Узлы пуска и торможения электродвигателей, работающие по принципу скорости
- •Электродвигателем с торможением противовключением в функции скорости
- •Скорости: а - принципиальная электрическая схема;
- •И напряжения Uя во времени
- •Постоянного тока в функции скорости
- •1.10. Узлы пуска и торможения электродвигателей, работающие по принципу тока
- •Постоянного тока в функции тока
- •С подключением возбудителя в функции тока статора
- •2. Разомкнутые суэп с бесконтактными преобразовательными устройствами
- •2.1. Общие сведения
- •С естественной коммутацией
- •Тиристорным преобразователем:
- •2.2. Основные варианты регулируемых электроприводов переменного и постоянного тока
- •2.2.1. С тиристорным регулятором переменного напряжения (трн) в цепи статора асинхронного электродвигателя (рис. 2.4)
- •2.2.2. С тиристорными ключевыми элементами в цепи ротора
- •2.2.3. С частотным регулированием асинхронных и синхронных электродвигателей (рис. 2.6)
- •Преобразователь частоты
- •Тока и широтно-импульсной модуляцией.
- •2.2.4. С вентильным преобразователем в якорной цепи электродвигателя постоянного тока
- •Преобразователем
- •2.2.5. С питанием электродвигателя от источника тока
- •По системе ит - д
- •2.2.6. С импульсным преобразователем в цепи постоянного тока
- •Постоянного тока: а) электрическая схема включения; б) графики тока и напряжения двигателя
- •В двигательном и тормозном режимах
- •3. Замкнутые суэп постоянного тока с общим суммирующим регулятором
- •3.1. Общие сведения
- •3.3. Система электропривода с обратными связями по угловой скорости и по току с отсечкой, её свойства в статике
- •По угловой скорости и по току с отсечкой
- •С отсечкой по току
- •3.4. Переходные и установившиеся режимы суэп с обратными связями по угловой скорости и току
- •3.4.1. Свойства электропривода в статике с астатическим (пи) регулятором
- •3.4.2. Свойства электропривода в статике с астатическим (пи) регулятором
- •3.5. Замкнутая суэп постоянного тока со стабилизацией момента
- •Моменту м; крм – коэффициент усиления регулятора момента;
- •С обратной связью по моменту.
- •4. Суэп постоянного тока с подчиненным регулированием
- •4.1. Общие сведения
- •С ограничением выходного сигнала.
- •4.2. Математическая модель двухконтурной суэп с подчиненным регулированием
- •С подчиненным регулированием
- •4.3. Оптимальные настройки регуляторов
- •4.3.1. Настройка системы на модульный (технический) оптимум
- •На модульный оптимум
- •Регулирования тока
- •4.3.2. Настройка системы на симметричный оптимум
- •4.4. Суэп с двухзонным регулированием скорости
- •Регулирования возбуждения
- •От управляющего сигнала в статике
- •4.5.2. Двукратноинтегрирующая суэп с пи регуляторами тока и угловой скорости
- •4.5.3. Однократноинтегрирующая суэп с пи регулятором тока и обратной связью по эдс вращения (напряжению)
- •Для расширения диапазона регулирования и стабилизации скорости используют замкнутые суэп с отрицательной обратной связью по скорости.
- •5.2. Система регулирования угловой скорости асинхронного электропривода изменением напряжения питания
- •Р ис. 5.1. Принципиальная схема сар угловой скорости асинхронного электродвигателя изменением напряжения питания
- •Асинхронного электродвигателя изменением напряжения питания
- •Значениях задающего напряжения uз
- •Напряжения питания um uном.
- •5.3. Система управления асинхронным электродвигателем с импульсным регулированием сопротивления в роторной цепи
- •С импульсным регулированием сопротивления в цепи ротора
- •5.4. Суэп с электромагнитной муфтой скольжения
- •И отрицательной обратной связью по скорости
- •5.5. Суэп переменного тока с частотным регулированием скорости
- •5.5.1. Общие сведения
- •5.5.2. Асинхронный электродвигатель как объект регулирования
- •5.6. Варианты суэп переменного тока с частотным регулированием
- •5.6.1. Система частотного регулирования с функциональным преобразователем и регуляторами тока и напряжения статора
- •С функциональным преобразователем
- •5.6.2. Система частотного регулирования с обратными связями по скорости и эдс статора
- •С обратными связями по скорости и эдс статора
- •5.6.3. Система частотно-токового управления асинхронным приводом
- •5.7. Системы векторного управления ад с короткозамкнутым ротором
- •5.8. Суэп с асинхронными каскадами
- •5.8.1. Варианты и общие характеристики каскадов
- •Вентильного каскада: 1 – естественная характеристика;
- •5.8.2. Система управления авк с отрицательной обратной
- •Связью по скорости и положительной обратной связью
- •По выпрямленному току ротора
- •Функциональная схема такой суэп, аналогичная системам регулирования скорости дпт с независимым возбуждением, приведена на рис. 5.19.
- •Оос по угловой скорости и пос по выпрямленному току ротора
- •5.8.3. Система управления авк с подчиненным регулированием
- •Управления авк с подчиненным регулированием
- •5.9. Системы автоматического управления синхронных электроприводов
- •5.9.1. Основные задачи регулирования синхронных приводов
- •5.9.2. Система регулирования возбуждения сд с тиристорным возбудителем и общим регулятором
- •С тиристорным возбудителем и общим регулятором
- •5.9.3. Система подчиненного регулирования тока возбуждения сд
- •Регулирования тока возбуждения сд
- •5.10 Система управления электроприводом с вентильным двигателем
- •С вентильным двигателем
- •6. Следящие электроприводы
- •6.1. Общие сведения
- •6.2. Примеры простейших следящих электроприводов
- •6.2.1. Следящий электропривод с непрерывным управлением Вариант такого электропривода приведен на рис. 6.1.
- •6.2.2. Релейный следящий электропривод
- •6.2.3. Импульсный следящий электропривод
- •Трансформатора tv и Uк на обмотке электромагнитного поляризованного реле к;
- •6.2.4. Следующий электропривод с шаговым электродвигателем
- •Электродвигателем
- •6.3. Анализ свойств следящих электроприводов в статике и переходных режимах
- •6.3.1. Следящая суэп с обратной связью по выходной величине
- •6.3.2. Следящий электропривод с дополнительной обратной связью по первой и второй производным от выходной величины
- •Пропорционального ускорению выходного вала
- •6.3.3. Следящий электропривод с пропорционально-дифференциальным законом регулирования
- •6.3.4. Следящий электропривод с пропорционально-интегральным регулятором
- •6.3.5. Следящий электропривод с комбинированным управлением (с коррекцией по возмущающему воздействию)
- •6.3.6. Сравнение рассмотренных вариантов следящих электроприводов
- •7. Системы программного управления электроприводов
- •7.1. Общие сведения. Классификация
- •7.2. Примеры систем программного управления
- •7.2.1. Позиционная спу
- •7.2.2. Контурная система с чпу
- •8. Оптимальные и адаптивные суэп
- •8.1. Общие сведения
- •8.2. Примеры оптимальных и адаптивных суэп
- •8.2.1. Оптимальная суэп турбокомпрессора
- •Статических режимов электропривода турбокомпрессора
- •8.2.2. Адаптивный регулятор тока для вентильного электропривода постоянного тока
- •С адаптивным регулятором
- •9. Применение средств микропроцессорной техники в системах управления электроприводов
- •9.1. Общие сведения. Задачи микропроцессорного управления электроприводами
- •9.2. Применение программных логических контроллеров (плк) в системах управления электроприводов
- •9.3. Применение программируемых регулирующих контроллеров в электроприводах
- •9.4. Примеры алгоритмов цифрового управления
- •10. Основы проектирования суэп
- •10.1. Общие сведения
- •10.2. Основные этапы проектирования суэп
- •Систем управления:
- •Регуляторами и параллельным управлением; в) ‑ с раздельными регуляторами и подчиненным управлением
- •Устройств, работающих на постоянном токе
- •Этап 5: Разработка проектной документации
Скорости: а - принципиальная электрическая схема;
б – графики изменения скорости (ЭДС якоря Eя)
И напряжения Uя во времени
Контакторы настроены на различные напряжения, а значит и скорости срабатывания изменением величины начального воздушного зазора, натяжения возвратной пружины или включением последовательно с катушками дополнительных резисторов (на схеме не показаны).
Пуск электродвигателя начинается с включения линейного контактора КМ0 (как это рассматривалось ранее) при полностью введенном пусковом реостате в цепи якоря).
По мере разгона электродвигателя растет ЭДС вращения и напряжение на зажимах якоря. При определенной скорости 1 в момент времени напряжение достигает напряжения срабатывания контактора КМ1, и он закорачивает первую ступень R1 пускового реостата. Аналогично происходит закорачивание второй и третьей ступеней реостата при скоростях, 2, 3, после чего электродвигатель продолжает работать на естественной характеристике.
Управление в функции скорости используется также при торможении электроприводов, что поясняется на примере схемы, приведенной на рис. 1.14 (узлы пуска электродвигателя на схеме не показаны).
При нажатии стоповой кнопки SB2 отключается контактор КМ0, и через его размыкающий блок-контакт КМ0:2 к зажимам якоря электродвигателя подключается катушка реле торможения KV. Реле срабатывает и замыкает цепь питания катушки контактора торможения КМ1, который, подключая к якорю тормозной резистор R, переводит двигатель в режим динамического торможения.
Рис. 1.14. Динамическое торможение электродвигателя
Постоянного тока в функции скорости
При снижении скорости, а следовательно и напряжения на якоре до величины напряжения отпускания реле KV оно отключает контактор КМ1, и двигатель переходит в режим замедления на выбеге.
Достоинство схем пуска и торможения электродвигателей по принципу скорости - их простота и дешевизна.
Недостатки:
зависимость времени запуска и бросков тока при выведении ступеней реостата от нагрузки на валу электродвигателя и напряжения питающей сети.
необходимость индивидуальной настройки контакторов.
1.10. Узлы пуска и торможения электродвигателей, работающие по принципу тока
Принцип поясняется упрощенной схемой пуска электродвигателя постоянного тока с последовательным возбуждением (рис. 1.15).
После замыкания контакта КМ0:1 линейного контактора напряжение питания подается на блокировочное реле KV и на электродвигатель через пусковой реостат R и обмотку токового реле КА.
Под действием броска пускового тока до величины реле КА срабатывает и размыкает цепь катушки контактора КМ1. Затем замыкается контакт реле KV, подготавливая к включению контактор КМ1.
Рис. 1.15. Реостатный пуск электродвигателя
Постоянного тока в функции тока
По мере разгона электродвигателя растет ЭДС вращения Ея, а потребляемый им ток I снижается, и при достижении тока отпускания реле КА последнее замыкает свой контакт, подавая питание на катушку контактора КМ1. Контактор силовым контактом КМ1:1 закорачивает пусковой резистор R, а через блок-контакт КМ1:2 становится на самопитание. Поэтому повторное срабатывание реле КА от броска пускового тока в момент времени не приводит к отключению контактора КМ1, и электродвигатель продолжает разгон на естественной характеристике до установившейся скорости У.
На рис. 1.16 приведена схема пуска синхронного электродвигателя с подачей напряжения в цепь ротора в функции тока.
Схема работает следующим образом. При нажатии пусковой кнопки SB2 поступает напряжение на катушку контактора КМ0, который, срабатывая, силовыми контактами КМ0:1…КМ0:3 подключает к сети статор электродвигателя, а блок контактом КМ0:4 шунтирует пусковую кнопку. От броска пускового тока срабатывает токовое реле КА, которое замыкающим контактом КА:1 подает напряжение на обмотку блокировочного реле KV, а размыкающим контактом КА:2 разрывает цепь катушки контактора КМ1. Реле KV замыкает контакты KV:2, KV:1, подготавливает к включению контактор КМ1 и обеспечивает сохранение цепи питания собственной катушки при размыкании контакта КА:1 токового реле (становится на самоблокировку).
Рис. 1.16. Пуск синхронного электродвигателя