7. Какими аппаратами осуществляется защита двигателя от перегрузки? Объясните действие теплового реле при перегрузках.
8. Каково назначение максимальных токовых реле в схемах управления?
9.Каково назначение гасящих (разрядных) сопротивлений?
10. Как защищаются двигатели постоянного тока при потере возбуждения?
11. Как обеспечивается гашение поля остаточного магнетизма?
12. Как работает схема автоматической подачи возбуждения синхронному двигателю?
13. В функции каких величин производится подача возбуждения синхронному двигателю?
14. Каков порядок асинхронного пуска синхронного дгателя при пониженном напряжении на статоре?
15. Как работает схема управления двухскоростным двигателем с автоматическим переходом на высшую скорость?
16. Как работает реле противовключения в схеме управления асинхронным двигателем с торможением противовключепием? Какова его роль?
17. Нарисовать схему включения пусковых сопротивлений в цепи ротора асинхронных двигателей.
18. Как выполняется защита высоковольтных синхронных двигателей?
19. Почему не все синхронные двигатели целесообразно пускать с постоянно подключенным возбудителем?
20. Объяснить, как работает реле подачи возбуждения синхронному двигателю.
21. Как работает узел форсировки возбуждения в схеме управления синхронного двигателя?
Тема 2.3. Управление электроприводом
с применением бесконтактной аппаратуры
Принцип бесконтактного управления. Магнитные и транзисторные логические элементы, применяемые для управления электроприводом. Схемы и принцип их действия, реализация основных логических функций и их конструкция. Узлы схем с применением логических элементов. Методы, схемы и устройства управления тиристорами. Схемы с тиристорами в устройствах управления электроприводом: регулируемом преобразователе переменного тока в постоянный, в переключателе переменного тока, в преобразователе частоты переменного тока. Схемы управления электроприводом с магнитными усилителями и дросселями насыщения.
Литература: [1] стр. 190-206 , [3] стр. 215-252.
Методические указания
Внедрение в системы управления электроприводами бесконтактных средств управления является одним из важнейших направлений развития электроприводов. Особенно важное значение имеют бесконтактные элементы с большим числом срабатываний. Бесконтактные элементы автоматизации выполняются, главным образом, в виде магнитных и полупроводниковых устройств. Приступая к изучению бесконтактных аппаратов, необходимо уяснить, что, несмотря на ряд значительных преимуществ бесконтактных аппаратов перед контактными, последние не потеряли своего значения, так как ряд контактных аппаратов не имеет пока эквивалентных им бесконтактных устройств. Кроме того, во многих промышленных приводах контактная аппаратура, отвечая предъявляемым технологическим требованиям, обходится значительно дешевле бесконтактных устройств. Задача учащегося заключается в том, чтобы изучить устройство, принцип действия и применение наиболее распространенных бесконтактных устройств: индуктивных датчиков, магнитных усилителей, дросселей насыщения, тиристоров.
Изучая индуктивный датчик, необходимо вспомнить зависимость индуктивного сопротивления катушки от сопротивления магнитной цепи, по которой замыкается магнитный поток катушки. Необходимо также вспомнить резонанс токов, на который настраивается цепь для четкой работы датчика.
Магнитные усилители и дроссели насыщения находят применение в приводах постоянного и переменного токов. Для уяснения их принципа действия следует вспомнить зависимость индуктивного сопротивления катушки на стальном сердечнике от магнитной проницаемости стали. Проще всего принцип действия понять на примере работы дросселя насыщения (однотактном МУ), а затем рассмотреть двухтактный МУ, в котором устранены некоторые существенные недостатки, присущие однотактным МУ. Следует обратить внимание на устройства обратной связи внешней и внутренней. В настоящее время широкое применение получили регулируемые приводы с вентильными преобразователями, важнейшим из которых является тиристор - управляемый полупроводниковый вентиль. Тиристоры имеют ряд преимуществ перед другими типами управляемых вентилей. Из предмета «Основы промышленной электроники» необходимо вспомнить устройство и принцип действия тиристора, его вольт-амперные характеристики. Необходимо обратить внимание на основные технические (паспортные) характеристики тиристоров, классы и обозначения. Важное значение для понимания использования тиристоров в управляемых электроприводах имеют вопросы управления тиристорами. Необходимо изучить принцип импульсно-фазового управления, позволяющий изменять угол регулировании и тем самым изменять момент открывания тиристора. Усвоив принципы управления тиристорами, рассмотрите схемы выпрямления с тиристорами и силовые схемы реверсивных тириеторных электроприводов, схемы электроприводов с магнитными усилителями и дросселями насыщения.
Вопросы для самоконтроля
1. Объяснить устройство и принцип действия индуктивного датчика.
2. Привести примеры применения индуктивных датчиков.
3. В чем состоит принцип действия дросселя насыщения?
4. Чем отличается магнитный усилитель с внутренней обратной связью от МУ с внешней обратной связью?
5. Нарисовать и объяснить ход (вид) нагрузочной характеристики дросселя насыщения.
6. Каковы недостатки МУ по сравнению с ЭМУ?
7. Каковы достоинства МУ по сравнению с ЭМУ?
8. Каковы достоинства тиристоров по сравнению с ионными управляемыми вентилями?
9. Как классифицируются тиристоры?
10. Что такое угол регулирования тиристора?
11. Что называется напряжением переключения тиристора?
12. Нарисовать и объяснить ход (вид) вольт-амперной характеристики тиристора.
13. Какими способами охлаждаются тиристоры?
14. Какие существуют способы управления моментом открывания тиристора?
15. Какова сущность импульсно-фазового управления?
16. Какими способами устраняется неравномерность распределения токов между тиристорами при их параллельном включении?
17. Какие методы применяют для управления вентильными группами в тиристорных электроприводах?
18. Чем характеризуется согласованное и несогласованное совместное управление -вентильными группами?
19. Как осуществляется защита тиристоров от пробоя в обратном направлении?
20. Как работает трехфазная мостовая схема выпрямления с тиристорами?
21. Каково назначение шунтирующего диода в тиристорных схемах управления?
22. Каково назначение уравнительных дросселей и тиристорных схемах управления электроприводами?
23. Какая схема соединения вентильных групп получила наибольшее распространение в реверсивных тиристорных электроприводах?
Тема 2.4. Управление электроприводом
с помощью непрерывнодействующих (замкнутых)
систем и устройств
Принципы построения замкнутых систем. Элементы измерения, согласования и коррекции. Замкнутые системы автоматического регулирования скорости привода: генератор - двигатель, управляемый преобразователь - двигатель, преобразователь частоты - асинхронный двигатель. Схемы этих систем и получаемые характеристики. Дискретные электроприводы с шаговыми двигателями. Комплектные вентильные устройства управления и регулирования электропривода. Тенденции дальнейшего развития замкнутых систем автоматического управления электроприводами.
Литература: [1] стр. 206-227 , [3] стр. 201-214, стр. 242-252.
Методические указания
Изучая данную тему, учащийся должен четко представлять разницу между замкнутой и незамкнутой системами управления.
Применение обратных связей - положительных и отрицательных - позволяет получить жесткие механические характеристики регулируемых двигателей, а это, в свою очередь, дает возможность значительно расширить диапазон регулирования и получить ряд других ценных свойств электропривода. Учащийся на отдельных конкретных примерах узлов схем непрерывного управления должен изучить принцип построения замкнутых систем, усвоить виды обратных связей: положительная и отрицательная, жесткая и гибкая. Необходимо рассмотреть обратные связи по различным выходным параметрам: скорости, току, напряжению, ЭДС. Усвоив эти вопросы, можно переходить к рассмотрению замкнутых систем управления. При изучении схем электромашинного управления следует хорошо понять роль ЭМУ как регулятора. При изучении схем с ЭМУ нужно обратить внимание на узлы ограничения тока и напряжения (отсечки), их принцип действия и область применения. Из схем с управляемыми преобразователями нужно особое внимание обратить на схемы с управляемыми полупроводниковыми вентилями - тиристорами с выходом на постоянном и с выходом на переменном токе. Системы с управляемыми полупроводниковыми вентилями имеют ряд достоинств по сравнению с другими системами и находят широкое применение в современных электроприводах. Рассматривая системы управления с магнитными усилителями, дросселями насыщения, управляемыми ионными вентилями, необходимо обратить внимание на общность конечных целей, которые получают при использовании различных систем управления электроприводами.
Вопросы для самоконтроля.
1. Что такое замкнутая система управления электроприводом?
2. Что такое положительная обратная связь?
3. Что такое отрицательная обратная связь?
4. Что такое жесткая обратная связь?
5. Что такое гибкая обратная связь?
6. По каким параметрам осуществляются обратные связи?
7. Почему замкнутые системы позволяют получить широкий диапазон регулирования скорости?
8. В чем заключается принцип действия узла ограничения тока (отсечки)?