9.2 Синхронизация скоростей и положений

Синхронизация скоростей необходима в системах мно­годвигательных механизмов взаимосвязанных гибким материалом. На рис. 3.19 показаны три электропривода, но их может быть на­много больше. Блоки управления скоростью БУС включают в себя необходимый набор силовых модулей и модулей управления, вхо­дящих в состав комплектного электропривода (см. гл. 2).

Общая скорость электроприводов задается сигналом v₃₀, по­ступающим на входы БУС через устройства задания соотношений скоростей УЗСС.

Можно включать УЗСС так, чтобы обеспечить следующие спо­собы управления локальными электроприводами:

с последовательным (каскадным) управлением, когда с изме­нением скорости предыдущего электропривода изменяются в определенном соотношении скорости последующих электроприво­дов (см. рис. 3.19, а);

параллельным (независимым) управлением (см. рис. 3.19, б);

комбинированным управлением, сочетающим в себе способы параллельного и последовательного управления.

Реализация этих способов выполняется с помощью специаль­ных модулей контроллеров приводов. При этом один из приводов (в рассматриваемом случае первый) является ведущим, осталь­ные — ведомыми. Устройство УЗС может входить в состав техно­логического модуля контроллера первого привода.

Соотношения скоростей локальных электроприводов в общем виде определяются равенством

где — коэффициент устройства задания соотношения ско­ростей, принимающий значения больше или меньше 1.

При параллельном управлении локальными электроприводами УЗСС включаются независимо друг от друга (см. рис. 3.19, б) и изме­нение одного из сигналов задания не приводит к изменению других сигналов заданий. В такой схеме соотношения скоростей локальных электроприводов устанавливаются в соответствии с равенством

Синхронизация положений осуществляется в резуль­тате формирования общего задания на следящие электроприводы механизмов и коррекции текущих значений положений при из­менении режима нагрузки одного из приводов.

В системе синхронизации применены частотно-регулируемые асинхронные электроприводы с векторным токов с помощью регуляторов потока РПт1, РПт2 и тока РТ1, РТ2.

9.3. Управление нагрузкой электроприводов

Управление загрузкой многодвигательных электроприводов. Для многодвигательных электроприводов механизмов, имеющих жес­ткие кинематические взаимосвязи, существует задача управления загрузкой каждого электропривода при одинаковой скорости их движений. В длинных конвейерных линиях (рис. 3.22) три электро­привода ЭП и одно или два натяжных устройства обеспечивают движение конвейерной линии со скоростью v. Электроприводы с учетом потерь в линии распределены так, чтобы равномерно со­здавать усилие в ленте. Приводы могут создавать разные усилия (моменты) в зависимости от топологии линии и значения потерь в ней.

Аналогична ситуация в прессовой части бумагоделательной ма­шины, где несколько электроприводов связаны прессовыми ва­лами и натянутой сеткой.

Функциональная схема системы управления загрузкой элект­роприводов показана на рис. 3.23. Один из приводов выбирается ведущим и в нем реализуется типовая система регулирования ско­рости с блоком управления моментом БУМ и регулятором скоро­сти PC с ограничением выходного сигнала. С учетом задания v₃ привод обеспечивает скорость vдвижения ИО. Ведомые электро­приводы с ИО, совершающие движения с той же скоростью v, управляются только по заданиям моментов М_з2и M_з3. Задания ус­танавливаются с помощью устройств заданий моментов УЗМ так, как это выполнялось в случае независимого управления соотно­шением скоростей. Устанавливая кон­кретные значения коэффициентов со­отношения моментов к_СМобеспечивают соответствующие им нагрузки электроприводов, При суммарной нагрузке электроприводов, превышающей допустимое значение, т.е. при перегрузке элект­ропривода, происходит ограничение значения выходного сигнала PC и на­ступает режим стопорения механизмов. Каждый из приводов развивает предельный момент с учетом коэффициента к_см, но механизмы останавливаются, т.е. v= 0.

Ограничение механических перегрузок электроприводов. Ме­ханические перегрузки являются важной особенностью рабочих режимов для большинства общепромышленных механизмов цик­лического действия. Для механизмов передвижения на рельсовом ходу они обусловлены перекосами при большом пролете крана или ветровой нагрузкой, если сооружение работает под откры­тым небом. Перегрузки крюковых подъемных лебедок могут воз­никать при подхвате примерзшего или заклиненного груза. Наи­более тяжелые и частые механические перегрузки возникают у тех механизмов, для которых при нормальном течении технологиче­ского процесса возможна работа на упор — механическоестопорение исполнительного органа (ИО).

Во всех случаях, когда возникающие по любой причине меха­нические перегрузки превосходят перегрузочную способность при­вода и допустимую нагрузку механизма, должно обеспечиваться автоматическое ограничение момента, развиваемого двигателем, допустимым значением. Допустимый момент двигателя определя­ется максимально допустимой нагрузкой механизма по условиям его механической прочности. Его кратность относительно номи­нального момента не должна превышать перегрузочной способ­ности двигателя. Выбранное из этих условий значение момента в дальнейшем будем называть допустимым стопорным моментом M_СТОП

Требования к системе ограничения момента для разных меха­низмов различны. Если опасные перегрузки представляют собой несистематическое, редкое явление, система может действовать как защитное устройство, вызывающее отключение привода и перерыв в работе механизма. Примером может служить максималь­ная защита двигателя, отключающая его от сети с помощью кон­тактора или автомата при токе, превышающем номинальный в 2... 2,5 раза.

Электрическое непрерывное ограничение момента достигается использованием электропривода с экскаваторной механической характеристикой. Оно широко применяется не только для ограни­чения механических перегрузок, но и для формирования пере­ходных процессов пуска, реверса и торможения. Качество ограни­чения момента обычно характеризуется заполнением экскаватор­ной характеристики, которое тем больше, чем жестче ее рабочий участок и чем круче падающий. Идеальная экскаваторная характе­ристика 1 и реальные экскаваторные характеристики 2 и 3 с раз­ным заполнением показаны на рис. 3.24. При достаточно высокой жесткости рабочего участка реальных характеристик их заполне­ние может оцениваться так называемым коэффициентом отсечки