Автоматизированные ЭП типовых ГМ и ПК. Основные понятия и определения. Функции автоматизированных ЭП на базе ДПТ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИАНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Курс лекций по дисциплине:

«Автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов и технологических комплексов»,

Часть 1,

Уфа 2007

1

Содержание

1 . Автоматизированные ЭП типовых ГМ и ПК.З

2. Основные понятия и определения. ........................З

2.1  Функции автоматизированных ЭП на базе ДПТ..4

2.1.1.  пуск..5

2.1.2.  Торможение. .5

2.1.3.Рекуперативное торможение......................................................5

2.1.3.  Торможение противовключением.6

2.1.5.  Динамическое торможение .7

2.1.6.  Реверс.7

2.1.7.  Регулирование координат (скорости вращения).7

2.1.8.Реостатное регулирование .8

2.1.9.Регулирование изменением магнитного потока возбуждения .8

2.1.10.Регулирование изменением напряжения, подводимого к якорю9

2. 2.АЭП с ДПТ по системе Г-Д.10

2.2.1 Регулирование угловой скорости в разомкнутой системе Г-Д..11

2.2.2.Пуск в системе Г-Д..12

2.2.3.Торможение в системе Г-Д.13

2.2.4.Рекуперативное торможение..........................................................................14

2.2.5. Торможение противовключением.15

2.2.6.Реверс.16

2.2.7.Преимущества и недостатки системы Г-Д .16

2.2.8.Системы Г-Д с обратными связями..................................................... ... . .17

2.3..АЭП постоянного тока по системе УСП-Д.18

2.3.1. Управляемые выпрямители..18 2.3.2.Работа мостового трехфахного УВ ... ....

2.3.3.Работа мостового трёхфазного выпрямителя в управляемом режиме при а 25

2.3.4.Работа УСП в режиме инвертирования. .27

2.3.5. Условия перехода из режима выпрямления в режим инвертирования ... ... ... ... ... ..... 27 2.3.6.Гармонический состав выходного напряжения и тока УСП.

2.3.8. Анализ гармонического состава потребляемого тока. ..............................................31

2.3.9.Энергетические показатели УВ. .32

2.3.10. Система управления выпрямителями. .34

2. 4.Электромагнитные СИФУ .35

2.4.1 Электромагнитные ФСУ .35

2.4.  2.Электромагнитный формирователь импульсов .35 2.4.3 .Полупроводниковые СИФУ..37 2.4.4.Работа системы УСП-Д в двигательном режиме. .

2.4.5.Регулирование скорости вращения. ...........................................................................39

2.4.6.Пуск в системе УСП-Д.41

2.4.7. Тормозные режимы УСП-Д42

2.4. 8.Преимущества и недостатки систем УСП-Д по сравнению с системой ГД.44

2.5. Автоматизированный электропривод постоянного тока по системе ПШР-Д.45

1.Автоматизированный ЭП типовых ПМ и ПК.

2.0сновные понятия и определения.

Автоматизированный ЭП совокупность электрических, электромеханических, логических, алгоритмических и т.д. устройств, предназначенных для автоматизированного выполнения следующих функций:

2. регулирование координат (скорости, момента, положения) в заданных пределах;

З . торможение;

4. реверс;

В качестве основных задач АЭП рассматриваются:

-  точное соблюдение технологического режима;

-  энергосбережение;

-  экологичность и безопасность;

При рассмотрении того или иного вида автоматического ЭП мы будем рассматривать устройство, принцип действия автоматизированных систем, возможные варианты схем, качество выполнения перечисленных функции и их показатели: классические, технико-экономические, потребительские и т.д..

Автоматизированный ЭП с ДПТ.

Автоматизированный ЭП с ДПТ до недавнего времени было принято относить к единственному типу регулируемых ЭП, в частности в ПУЭ до сих пор применительно к области использования ДПТ существует следующая формулировка: «ДПТ предназначены для использования регулируемых ЭП».

В настоящее время эта формулировка устарела, но несомненным, является то, что ЭП с ДПТ и по сей день — является наиболее динамичным видом ЭП, позволяющим непосредственно управлять моментом двигателя.

2.1.Функции автоматизированных ЭП на базе ДПТ.

К ним относятся (основные функции):

2. торможение

З . регулирование координат (скорости, момента)

4. реверс

З

2.1.1. пуск.

Пуск - переходный процесс при изменении скорости двигателя от 0=0, до о=оном .

Основными задачами, которые выполняют автоматизированный ЭП, в процессе пуска является разгон ЭД в заданный промежуток времени при обеспечении плавности и отсутствии термической перегрузки. При этом, в процессе пуска должно поддерживается постоянство М , М2 (пиковых моментов и моментов переключения) и IПУСК <2+251НОЛИ .

Существуют 2 принципиальные возможности такого пуска: 1 . реостатный

2. пуск при пониженном напряжении реостатный пуск управляется: в функции времени в функции тока в функции напряжения в функции момента в функции угловой скорости

Чаще всего управление реостатным пуском осуществляется в функции времени и реализуется с помощью релейно-контакторных схем управления. Процесс реостатного пуска можно проиллюстрировать:

 м

Рис. 1 Преимущество таких систем: простота

НеДостатки:

низкая надёжность из-за большого числа контактов отсутствие быстродействия

пуск при пониженном напряжении, управляется: в функции тока в функции напряжения в функции момента в функции угловой скорости

Реализуется в релейно-контакторных автоматизированных системах Г-Д, УСП-Д, ШШ^о -Д.

Процесс пуска при пониженном напряжении можно

проиллюстрировать:

Рис.2

Преимущества:

^v/ количество ступеней не ограниченно ^v/ значительно легче поддерживается постоянство М , М ^v/ наиболее плавный пуск ^v/ меньше износ двигателя

НеДостатки:

^v/ большая первоначальная стоимость оборудования

2.1.2. Торможение.

В процессе торможения АЭП выполняет следующие задачи:

^v/ быстрая и точная остановка двигателя в заданное время при условии минимизации потерь мощности и минимизации термической перегрузки двигателя.

В автоматизированных системах с ДПТ используется З способа торможения:

1.  рекуперативное торможение

2.  торможение противовключением З .   динамическое торможение 4.

2.1.3.Рекуперативное торможение

Рекуперативное торможение легко реализуется в системе Г-Д, системах ШИР-Д, УСП-Д значительно сложнее.

Рекуперативное торможение управляется чаще всего f = [/(M)] .

Реализуется:

-  понижением напряжения на зажимах якоря, первый скачок должен быть таким, чтобы рабочая точка переместилась во второй квадрант координатной плоскости.

-  дальнейшее изменение напряжения должно быть таким, чтобы рабочая точка невыходила     за пределы второго квадранта.

Рис.З

Преимущества:

^v/ высокая энергетическая эффективность (за счёт рекуперации преобразованной энергии) плавность ^v/ возможность управлять технологическим процессом

НеДостатки:

^v/ сложность реализации остановки двигателя в рекуперативном режиме