БИЛЕТ № 1

1САУ

Ответ:

• Назначение схемы

Схема предназначена для автоматизации процесса пуска ДПТ, за счет использования реле времени. Разомкнутые схемы обеспечивают защиту ЭП при возникновении не нормальных режимов работы: КЗ, перегрузок ДВ, исчезновения напряжения питания, обрыва одной из фаз и т.д.

• Изобразите схему

• Раскройте принцип действия схемы

Во избежание повышения тока при пуске в цепь якоря ДПТ включены пусковые резисторы Rd2, Rd1. Автоматизация процесса пуска заключается в использовании реле времени, которые после включения цепи якоря контактором КМ через определенные промежутки времени замыкают сначала контакт КТ1, а затем КТ2, тем самым шунтируя пусковые резисторы Rd1 и Rd2 соответственно.

Время выдержки реле подбираются так, чтобы на момент включения контактов КТ1 и КТ2 угловая скорость двигателя достигала значений ωd и ωb соответственно.

• Изобразить механическую характеристику пуска в функции времени

• Достоинства

Простата схемной реализации

• Недостатки

При снижении напряжения сети или увеличение момента сопротивление (нагрузка на валу) длительность разгона возрастает и при срабатывании контакторов КТ1 и КТ2, угловая скорость не достигает значений ωd и ωb - это вызовет увеличенные броски тока.

Датчик состояния тиристоров.

2 Ответ

Рисунок 1. Датчик состояния тиристоров

Ответ

Для улучшения технических характеристик различных типов преобразователей в их СУ применяют датчики состояния тиристоров. Они предназначены для выдачи информации о состоянии тиристоров силовой части схемы: проводят они ток или не проводят.

В данной схеме последовательно с контролируемым тиристором включается диод VD.Этот диод выполняет в данном случае функции измерительного шунта, напряжение на котором мало зависит от протекающего через него тока. Когда тиристор VS включается, то ток начинает протекать и через диод VD, вызывая на нем прямое падение напряжения, измеряемое несколькими десятыми долями вольта. Это напряжение подается через разделительный транс­форматор на базу транзистора, открывая его. Открытое состояние транзистора свидетельствует о том, что тири­стор VS приводит ток. При выключении тиристора проис­ходит запирание транзистора. Так как время выключения диода VD обычно меньше времени выключения тири­стора VS, то необходимо обеспечить путь для протекания обратного тока тиристора. С этой целью параллельно диоду подключается RC-цепь, которая служит также для демпфирования обратного напряжении на диоде. Основным недостатком схемы являются дополнительные потери энергии в диоде VD. Поэтому данный тип ДСТ целесообразно применять в преобразователях малой и средней мощности.

3 Синхронные электроприводы с тиристорным возбуждением

В современных электроприводах с СД питаемыми от сети, используются тиристорные устройства возбуждения и регулирования (ТУВР).

ТУВР предназначено для питания обмотки возбуждения СД, автоматического регулирования тока возбуждения в зависимости от режима СД и питающей сети, автоматического управления цепью возбуждения в процессе пуска, а при необходимости также и для динамического торможения СД.

ТУВР, как правило, содержит следующие основные части (рис. 8.6):

• тиристорный возбудитель МЕ, от которого питается обмотка возбуждения синхронного двигателя М;

• трансформатор Т, через который осуществляется питание силовой цепи возбудителя;

• устройство FV для шунтирования обмотки возбуждения в процессе пуска и для защиты возбудителя от перенапряжений (в частности, при выпадении СД из синхронизма);

• устройство ACL для автоматического регулирования возбуждения (АРВ); это устройство воздействует на вход системы СИФУ возбудителя; на входы устройства вводятся сигналы от датчика тока возбуждения VAE, трансформатора тока в цепи статора ТА, трансформатора напряжения TV, подключенного к тем же шинам, что и статор СД.

Перед пуском СД ТУВР подготовлено к работе, но управляющие импульсы на тиристоры не проходят.

Во время пуска обмотка возбуждения СД замкнута на шунтирующее устройство FV.

При повышении частоты вращения СД до подсинхронной подается возбуждение — управляющие импульсы пропускаются на тиристоры возбудителя. ТУВР обеспечивает ток возбуждения, необходимый для втягивания СД в синхронизм. Происходит втягивание в синхронизм. Шунтирующее устройство размыкается. С выдержкой времени после подачи возбуждения АРВ включается по полной схеме, СД переходит в нормальный рабочий режим. ТУВР обеспечивает автоматическое регулирование тока возбуждения СД в зависимости от режима СД и сети.

При отключении СД от сети происходит интенсивное гашение поля за счет перехода возбудителя ME в инверторный режим. Если предусмотрено динамическое торможение СД, то в этом режиме ТУВР также обеспечивает необходимый ток возбуждения.

В режимах синхронизации, гашения поля, динамического торможения система АРВ либо полностью разомкнута (на вход СИФУ возбудителя подается соответствующее напряжение), либо замкнут только контур регулирования тока возбуждения и на его вход введено соответствующее неизменное задание.

С выдержкой времени после отключения СД от сети или после окончания динамического торможения ТУВР возвращается в исходное состояние.

4 Инерционным звеном второго порядка называется такое звено, у которого корни характеристического уравнения является вещественными отрицательными (равными или неравными). У этого звена коэффициент затухания 6 > 1. Оно может быть разложено на 2 апериодических звена первого порядка, соединённых последовательно.

Уравнение динамики для этого звена можно записать в следующем виде:

Т²* d²y/dt² + 2 Т* dy/dt + у = кх

где Т - постоянная времени, - коэффициент затухания к - коэффициент передачи.

В зависимости от значения коэффициента затухания, который принимает значения О > > 1 или 0 > < 1, выходное значение у может изменяться по экспоненте ( > 1), совершать незатухающие колебания ( = 0), затухающие колебания ( < 1) и возрастающие колебания < 0.

Запишем дифференциальное уравнение в операторной форме при нулевых начальных условиях

(Т² p² +2 Т p+1)Y(p)=кx(p)

откуда передаточная функция звена

W(p) = к/T²p²+2 Tp+1

БИЛЕТ № 2

1. Схема пуска ДПТ независимого возбуждения в функции тока.

Ответ:

• Назначение схемы.

Схема предназначена для пуска ДПТ независимого возбуждения в функции тока. В цепь якоря ДПТ включены пусковые резисторы Rd2, Rd1 для избежания повышения тока при пуске.

• Раскройте принцип действия схемы

В схеме используется реле тока КА. Оно обладает небольшим сопротивлением и при токе большем I1 реле КА срабатывает, при меньшем - отпускает свои контакты. При нажатии кнопки SB1 срабатывает реле КМ и замыкает своими контактами якорную цепь, шунтирует кнопку «пуск» и подаёт напряжение к цепям реле КТ1 и КТ2. При первом броске тока срабатывает токовое реле КА и его размыкающее контакты разрывают цепь обмоток реле КТ1 иКТ2 . По мере разгона двигателя до угловой скорости ток якоря уменьшается до значения I1 и токовое реле КА отпускает свои контакты . Питание получает реле КТ1. Своими контактами оно шунтирует резистор Rд1 в цепи якоря, шунтирует размыкающий контакт КА в цепи КТ2, но из-за броска тока контакт КА в цепи КТ2 размыкается и по мере разгона до угловой скорости ток упадёт и КА отпустит свой контакт замкнув цепь КТ2. Реле КТ2 шунтирует резистор Rд2. Остановка двигателя осуществляется кнопкой SB2

• Изобразите механические характеристики пуска в функции тока.

• Достоинства и недостатки схемы.

Достоинства:

Простата схемной реализации

Недостатки:

Ступенчатый пуск с бросками тока.