Учебное пособие: Разомкнутые системы управления

Автоматическое управление СД с тиристорным возбудителем (рис. 6.19)

Тиристорный возбудитель ТВ обладает быстродействием на порядок выше, чем электромашинный, что особо важно для СД, работающих с ударной нагрузкой, для увеличения их динамической устойчивости, и при резких падениях сетевого напряжения.

Элементы схемы:

БУТВ - блок управления тиристорным возбудителем;

ТВ - тиристорный возбудитель;

РТ - реле минимального тока;

U- вариатор (нелинейное сопротивление, защита от перенапряжения);

РП - реле включения ТВ;

РИ - реле инверторного режима ТВ (при включенном РП);

Q1 и Q2- разъединители высоковольтные;

В - масляный выключатель;

К - контактор привода вентилятора охлаждения ТВ;

РВ1 и РВ2- реле времени электромагнитного типа.

Пуск СД : включаем В, затем К, РИ, РВ1 и РВ2. Асинхронный пуск СД протекает под контролем РТ и РВ1 (аналогично 6.17). При уменьшении пускового тока ниже тока отпускания РТ нормально разомкнутый контакт РТ обеспечивает РВ1, которое дает дополнительную задержку времени для включения РП и подачи возбуждения обмотке возбуждения СД.

Остановка СД: отключить В, затем отключается РИ и переводится ТВ в инверсный режим (гашение поля возбуждения). Длительность этого режима определяется уставкой реле времени РВ2, которое обесточивается одновременно с РИ. При срабатывании РВ2 отключается РП и возбудитель, а также контактор К и ЭД вентилятора. Схема приходит в исходное состояние. Время установки РВ2 выбирается достаточным для полного гашения поля возбуждения СД.

БУТВ содержит автоматический регулятор возбуждения АРВ СД, который обеспечивает устойчивость работы СД и стабилизацию параметров питающей сети (cosj).

Сравнительный анализ принципов резисторного управления

1.В функции тока.

Достоинства: позволяет непосредственно контролировать ток с подачей команды на переключатель.

Недостатки: из-за низкой точности настройки токовых реле возможны затяжные пуски, застревание на одной из пусковых характеристик, мощность пусковых реостатов завышается.

2.В функции скорости.

Достоинства: простота пуска.

Недостатки: в ДПТ используется только при постоянном магнитном потоке; для АД - низкая точность.

3.В функции времени.

Достоинства: точность реализации пусковой диаграммы.

Недостатки: точность возможно обеспечить только при Мс=const,I=const.

Защита в СУЭП

Требования к защитам:

-          избирательность;

-          точность и надежность;

-          заданное быстродействие.

Минимальная защита осуществляет отключение электроустановки при понижении сетевого напряжения (используется реле напряжения), при обрыве цепи возбуждения ДПТ и СД (используется реле минимального тока).

В СУ схеме 1 рис.6-2 она осуществляется блокконтактами КЛ, шунтируется кнопкой "Пуск". При перерыве в подаче электроэнергии повторное включение ЭД возможно после повторного нажатия кнопки "Пуск". В СУ схеме 2 нулевую защиту реализует нормально замкнутый контакт командоконтроллера в положении "О" и реле РН. Для подачи напряжения в схему управления необходимо командоконтроллер установить в положении "О", при этом включаем РН и ставится на самопитание через свои нормально разомкнутые контакты РН. При перерыве в энергоснабжении при работе ЭП повторное включение ЭД возможно после установления К\К в положение "О".

Максимально-токовая защита - защита от токов короткого замыкания (к.з.). Применяют плавкие предохранители, реле максимального тока, автоматические выключатели АВ с электромагнитными расцепителями, защитные электронные устройства с датчиками тока.

Цепи управления защищаются теми же аппаратами,что и силовые, цепи при мощности двигателя до 10кВт или своими автоматами и предохранителями.

Ток уставки автоматов определяется реле и максимально токовых расцепителей:

для АД с к.з. Iуст=(1.2-I.3)Iн;

для АД с ф.р. Iуст=(2-2.5)Iн;

для схем управления Iуст=2.5Iус,

Iус-максимальный ток при вклячении всех катушек.

Выбор плавкой вставки: выбирается по отношению к Iп

-для АД с к.з.

Iпв=Iп/2.5 при tпуск<5с;

-для АД с ф.р. и ДПТ(у которых обычно Iп=2Iн)

Iпв=(1¸1.25)Iн;

-для цепей управления

Iпв=2.5Iус.

Тепловая защита ЭД - защита от перегрузки и для трехфазных АД - от работы на двух фазах. Применяют тепловые реле, тепловые расцепители в АВ, позисторы, максимально токовые реле при работе ЭД в повторно-кратковременном режиме.

FP-включен в две фазы одновременно.

Выбор реле и нагревателеного элемента производится по номинальной мощности Рн двигателя или тока элемента Iнэ=Iн/,-температура окружающей среды.

Специальные защиты - защита от перенапряжений (шунтируются обмотки возбуждения ДПТ разрядным резистором с полупроводниковым диодом), от повышения напряжения, скорости ЭД, путевая защита, от обрыва возбуждения, защита от затяжного пуска (используется реле времени) и выпадения из синхронизма для СД.

Защита от перенапряжения или обрыва обмотки возбуждения ДПТ

Защита от обрыва осуществляется реле обрыва поля с выдержкой времени отключает контактор. Защита от перенапряжения при обрыве ОВ обеспечивается цепью VD-R, шунтирующей ОВ.

При Uпит=220В R=(68)Rов;

Uпит=110В R=(35)Rов.

Защита СД от выпадения из синхронизма.

Применнительно для СД работающего с резкопеременной нагрузкой.В схеме использовано РФ-реле форсировки,в которое включен контактор форсировки КФ при снижении напряжения на 15%.

СУ также реализует различные блокировки:

-           технологические (обеспечение последовательности включения ЭП и режимов работы ЭД);

-           защитные (защита ЭД и ТМ от неправильных действий, запрещают включение - одновременное или другое, пример - электрические блокировки реверсивного пускателя, фотодатчики прессовой установки).

Разомкнутая СУЭП с каналом компенсации возмущения (стабилизирующая СУЭП)

Рис. 8.20.

ОУ - тиристорный преобразователь, двигатель с рабочим механизмом.

АУУ - задающий потенциометр, датчик момента, УПТ.

В этом случае при управлении по разомкнутому циклу выполняется измерение возмущающего воздействия f(t) и такое его преобразование в УУ, которое обеспечивает компенсацию его влияния на регулируемую величину y(t).

Пример СУЭП с принципом управления по возмущению - система стабилизации скорости двигателя М. (рис.6.21)

ИМ - измеритель момента (тензодатчики с токосъемом).

Напряжение задания скорости U3 суммируется с напряжением, пропорциональным Мс, на входе УПТ. Результирующее напряжение с выхода УПТ является управляющим воздействием, его зависимость от заданного значения скорости w3 и основного возмущающего воздействия Мс определяет алгоритм управления разомкнутой системы:

Uу = К3 w3 + Км Мс.

В системе без связи по возмущению (Км=0) напряжение Uд на входе двигателя определяется только заданием U3. При изменении Мс Uд остается постоянным, поэтому скорость двигателя с увеличением Мс уменьшается.

Рис. 6.22.

При наличии связи по возмущению (Км¹0) с увеличением Мс увеличивается Uм=Км Мс, увеличивается Uу, увеличивается Uд, что при соответствующей настройке (выборе Км) обеспечит компенсацию влияния Мс и, следовательно, независимость скорости от основного возмущающего воздействия на ОУ - Мс.

Принцип управления по возмущению в чистом виде, без обратных связей, применяется редко, т.к. может не обеспечить требуемой точности в результате влияния не компенсируемых воздействий, имеются сложности в измерении возмущений, и даже может быть СУЭП не работоспособна.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5