Электропривод полиграфической машины (стр. 3 из 3)
→
Н·мОпределим требуемое значение тормозного тока для обеспечения Мт.эл.макс (расчетного):
(А)Сопротивление тормозного резистора Rт будет равно:
(Ом)Мощность тормозного резистора Rт:
(Вт)Для построения механической характеристики режима динамического торможения необходимо вычислить тормозной начальный момент:
Н·мВремя свободного выбега электропривода, это время, за которое скорость двигателя уменьшится до нуля под действием собственного момента сопротивления машины:
сНа рис. 4.1 показана механическая характеристика режима динамического торможения ДПТ.
5. ВЫБОР И ОПИСАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ (САУ) ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ (ЭП)
Проектирование систем электропривода обычно производится от простого к сложному. Прежде всего, на основе требований к электроприводу, изложенных в задании, необходимо:
- выбрать тип тиристорного преобразователя;
- рассмотреть возможность использования разомкнутой системы ЭП;
в случае необходимости использования замкнутой системы ЭП нужно определить, по какому параметру должна осуществляться обратная связь.
5.1 Выбор структуры системы электропривода
Задача САУ ЭП машин состоит в соблюдении заданного режима работы в соответствии с требованиями технологического процесса. Управление электроприводами включает пуск, торможение, реверсирование, а также регулирование скорости, ускорения или других заданных параметров привода.
Системы автоматического управления электроприводами можно подразделить на разомкнутые и замкнутые.
В разомкнутых САУ не предусматриваются автоматические устройства для изменения и регулирования скорости ЭД и других выходных величин. Поэтому изменение возмущающих воздействий, например нагрузки на валу двигателя, приводит к изменению ранее заданного режима работы привода. Они обеспечивают автоматический разгон, торможение, реверсирование и ступенчатое изменение скорости привода. Разомкнутые САУ строятся на базе релейно-контакторной аппаратуры, основные элементы которой – различного рода реле, контакторы, выключатели и др.
В замкнутых САУ предусматриваются автоматические устройства измерения и регулирования скорости, тока и других выходных величин. В этих системах можно независимо от состояния возмущающих воздействий поддерживать заданный режим работы привода или изменять скорость, ускорение и ток по требуемому закону. Для этой цели применяются электромагнитные, магнитные или полупроводниковые усилители. Замкнутые САУ сложнее и дороже разомкнутых, однако они более совершенны, так как позволяют наиболее точно соблюдать заданный технологический режим работы.
Проектирование систем электропривода обычно проводится от простого к сложному. Прежде всего, необходимо на основе требований к электроприводу, изложенных в техническом задании, рассмотреть возможность использования разомкнутой (без внешних обратных связей) системы автоматического управления электроприводом. Для этого необходимо определить перепад частоты вращения двигателя Δn при М=Мс и сравнить его с заданным значением Δnзад. Если Δn≤ Δnзад можно использовать разомкнутую САУ ЭП, если Δn>Δnзад необходимо использовать замкнутую САУ ЭП по скорости. В данной работе:
Δn>Δnзад (38>35)
Следовательно и необходимо использовать замкнутую систему электропривода по скорости.
Рис.5.2.1 Функциональная схема САУ ЭП
SF – автоматический выключатель;
ИПТ – стабилизированный источник постоянного тока;
ПЛК – программируемый логический контроллер;
ПЧ – преобразователь частоты;
ТУ – тормозное устройство (прерыватель с тормозным резистором);
КУ – коммутационное устройство;
ЭМТ – электромеханический тормоз;
ИДС – импульсный датчик скорости;
ПМ – полиграфическая машина;
ЭД – асинхронный двигатель с к.з.р. с встроенным ЭМТ и ИДС;
ПУ – пульт управления ПМ.
- РАЗРАБОТКА РЕЛЕЙНО-КОНТАКТОРНОЙ СХЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭП
Релейно-контакторная схема управления (РКСУ) должна обеспечивать необходимые режимы функционирования рабочей машины.
В большинстве полиграфических машин (ПМ) и агрегатов предусмотрены режимы “толчок вперед”, “толчок назад”; в этом случае работа машины происходит, пока нажата соответствующая кнопка. Этот режим используется при проведении пусконаладочных работ. Скорость в этом режиме составляет 1-10% от номинальной скорости ωн в зависимости от типа машины. В этом режиме возможна подача звукового сигнала при первом включении.
Режим “медленно” или “заправка” предусматривает длительный режим работы машины на скорости 1-10% от 7c?н. В этом режиме работы обязательна подача звукового и светового сигнала перед пуском.
Режим “рабочая скорость” предусматривает длительный режим работы на скорости, установленной оператором. Как правило, в схемах управления полиграфических машин пуск на рабочую скорость может осуществляться только после.
Рис.6.1 Релейно-контакторная схема управления приводом.
При подаче питания в обмотке возбуждения появляется ток, включаются реле КА1 И К1. Реле К6 не включается, так как штифт концевого выключателя SQ1 нажат.
Команда «Толчок». Нажатие кнопки SB2 приводит к включению реле К2, К4 и контакторов КМ1, КМ2, КМ3. Контакты КМ3 включают электромагнит YB, растормаживающий машину.
Контактор КМ2 размыкает цепь динамического торможения, а контактор КМ1 подключает к сети тиристорный преобразователь. Двигатель будет работать на наладочной скорости, пока нажата кнопка SB2.
Отпускание кнопки SB2 приводит к отключению контактора КМ3 и электромагнита YB. Машина быстро затормаживается. Ток возбуждения уменьшается, реле К2, контакторы КМ1 и КМ2 остаются включенными.
Команда «Заправка». Нажатие кнопки SB3 приводит к включению реле К5, К3, КТ и звонка НА. Через 2-3 с один контакт реле времени КТ отключает звонок, а другой – включает реле К4.
Если до подачи команды «Заправка» двигатель работал в режиме толчков, то реле К2 и контакторы КМ1 и КМ2 остались включенными. Тогда включение реле К4 приведет лишь к растормаживанию машины и подаче напряжения задания на вход регулятора скорости. Двигатель плавно выведет машину на заправочную скорость.
Команда «Быстрее». Нажатие кнопки SB4 приводит к включению реле К7, К8, К9. Штифт SQ1 высвобождается , его контакты замыкаются, реле К6 отключается. Скорость машины будет возрастать, пока нажата кнопка SB4. После отпускания этой кнопки достигнутая скорость сохраняется.
Команда «Медленнее». Нажатие кнопки SB5 приводит к включению реле К10. Напряжение уменьшается, скорость машины снижается, пока нажата эта кнопка. После ее отпускания достигнутая скорость сохраняется.
Если угол α уменьшится до значения α0, размыкаются контакты SQ1. Отключаются реле К6, К10. Машина продолжает работать на заправочной скорости.
Команда «Стоп» используется в основном для остановки машины, работающей на заправочной скорости. Нажатие кнопки SB1 приводит к отключению всех реле и контакторов. Машина затормаживается в основном механическим тормозом, так как динамическое торможение при малой скорости неэффективно.
Подача команды «Стоп» при работе машины на высокой скорости допускается лишь в аварийных случаях. За счет электрического и механического торможения машина останавливается за заранее заданное время.
- ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА САУ ЭП
Рис.7.1 Принципиальная схема САУ ЭП
А0 – пульт управления;
А1 – источник питания;
А2 – программируемый логический контроллер;
А3 – преобразователь частоты;
А4 – тормозной прерыватель;
RT – тормозное сопротивление;
М – трехфазный асинхронный двигатель с коротко-замкнутым ротором;
SF1 – автоматический выключатель.
ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Артыков Э.С. Электрооборудование полиграфических машин: учебник для вузов – М.: МГУП, 2005 – 399 с.:ил.
2. Никаноров В.Б., Шмелева Г.А. Электромеханические системы: учебное пособие – М.:МГУП, 2006 – 227 с.: ил.
3. Немцов М.В. Электротехника и электроника: учебник для вузов – М.: Высш.шк., 2007 – 560 с.: ил.