2.14.3. Электропривод постоянного тока с двухзонным регулированием скорости

Электроприводы постоянного тока обладают важным преимуществом – простым способом регулирования скорости вращения вала двигателя. Однако, из-за наличия в двигателях щеточно-коллекторного аппарата (источника искрения между коллектором и щетками) применение приводов постоянного тока ограничено в основном нормальными условиями внешней среды. Для пожаро- и взрывоопасных производств, а также для производств с химически агрессивными газами, повышенной запыленностью и влажностью эти электроприводы не применимы. В энергетике они могут применяться для приводов дутьевых вентиляторов. Вентиляторов для охлаждения газа для подземных хранилищ и т.д.

Схема регулируемого электропривода постоянного тока приведена на рис. 2.15. В приводе применены два способа регулирования скорости: изменение м напряжения на якорной обмотке двигателя при помощи тиристорного преобразователя напряжения в сети якоря ТПНЯ и изменением магнитного потока при помощи преобразователя в цепи возбуждения ТПНВ. Такой способ регулирования называется двухзонным.

Применяются электроприводы и с однозонным регулированием, в которых регулирование скорости производится либо изменением напряжения, либо магнитного потока в зависимости от требований производственных механизмов.

Первый способ применяется при регулировании скорости с постоянным моментом М=const, второй – с постоянной мощностью Р= const.

Независимые цепи обмотки якоря и обмотки возбуждения двигателя питаются от промышленной электросети через согласующие трансформаторы ТТ1, ТТ2 и тиристорные преобразователи напряжения ТПНЯ и ТПНВ. Регулирование напряжения якоря и возбуждения производится изменением углов регулирования U_я=f(α) и U_в=f(α) при помощи устройств формирования сигналов управления УФСУ1 – УФСУ4. Подключение двигателя к сети производится силовыми контактами магнитных пускателей КМ1 и КМ2. Сглаживание пульсаций выпрямленного тока обеспечивается дросселем GB. Автоматические выключатели QF1 и QF2 обеспечивают защиту от коротких замыканий.

Управление электроприводом в автоматическом режиме обеспечивается заданием необходимой скорости вращения двигателя и рабочего органа механизма сигналом от устройства задания скорости УЗС. Система автоматического управления САУ по выходам 1, 2, 3,4 подает информацию УФСУ1-УФСУ4 на формирование сигналов управления – импульсов со сдвигом во времени на углы α_я и α_в (для ТПНЯ и ТПНВ), которыми определяется заданная величина напряжений якорной обмотки U_я и обмотки возбуждения U_в, а следовательно, и скорость вращения двигателя. Фактическое значение скорости измеряется датчиком скорости – тахогенератором

Для стабилизации заданной скорости вводится отрицательная обратная связь по скорости через датчик скорости ТГ и положительная обратная связь по току через датчик тока ДТ. При снижении напряжения сети скорость двигателя уменьшается. При этом снижается сигнал отрицательной обратной связи по скорости, а сигнал рассогласования увеличивается

U_у= U_зс- U_ос,

где U_у – напряжение управления тиристорным преобразователем;

U_зс – напряжение задания скорости;

U_ос – напряжение обратной связи.

Это ведет к повышению напряжения на обмотке якоря и скорость восстанавливается.

При возмущающих воздействиях на двигатель, например, при увеличении момента сопротивления механизма, для достижения равновесия увеличивается ток якоря и, следовательно, момент вращения, но скорость вращения падает. Увеличение сигнала положительной обратной связи по току ведет к увеличению сигнала управления и повышению напряжения на якоре двигателя

U_у= U_зс- U_ос+U_от,

где U_от – напряжение обратной связи по току.

Скорость двигателя и механизма восстанавливается.

ТГ.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Воронежский государственный технический университет

Кафедра электротехники

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине «Электротехника и электротехнологии»

«Название курсового проекта»

Выполнил: студент гр. _{(номер группы)}

_{(фамилия, инициалы)}.

Принял: _{(должность преподавателя)}

_{(фамилия, инициалы)}.

Дата: _{(число, месяц, год)}.

Оценка: _____________________

Воронеж 2013

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Кинематические схемы электроприводов

о бщепромышленных установок

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Электротехника / под ред. В.Г. Герасимова. М.: Высш. шк., 1985. 443 с.

2. Основы промэлектроники / под ред. В.Г. Герасимова. – М.: Высш. шк., 1986.- 335 с.

3. Касаткин А.С. Электротехника / А.С. Касаткин, М.В. Немцов. М.: Высш. шк., 2000. 315 с.

4. Справочник по электрическим машинам / под. ред. И.П. Копылова, Б.К. Клюкова: в 2т. – М.: Энергоатомиздат, 1989.

5. Кацман М.М. Справочник по электрическим машинам: учеб. пособие для студ. образоват. учереждений сред проф. образования / М.М. Кацман. - М.: Издательский центр «Академия», 2005. – 480 с.

6. Электротехнический справочник: в 4т. / под общ. ред. профессоров МЭИ В.Г. Герасимова и др. – М.: Изд. МЭИ, 1998.

7. Справочник по автоматизированному электроприводу/ под ред. В.А. Елисеева, А.В. Шинянского.-М.: Энергоатомиздат, 1983.-616 с.

8. Чиликин М.Г. Теория автоматизированного электропривода/ М.Г. Чиликин, В.И. Ключев, А.С. Сандлер -М.: Энергия,1979.- 381 с.

9. Ключев В.Н. Теория электропривода: учебник для ВУЗов/ В.Н. Ключев - М.:Энергоатомиздат, 1989.-360 с.

10. Ключев В.Н. Электропривод и автоматизация общепромышленных механизмов: учебник для ВТУЗов/ В.Н. Ключев, В.М. Терехов- М.: Энергия, 1980.-360 с.

11. Лукинов А.П. Проектирование мехатронных и робототехнических устройств: учеб. пособие/ А.П. Лукинов -Спб.: Издательство «Лань», 2012.- 608 с.

12. Черкасский В.М. Насосы, вентиляторы, компрессоры/ В.М. Черкасский - М.: Энергоатомиздат. 1984.- 365 с.

13. Фотиев М.М. Электропривод и электрооборудование металлургических и литейных цехов/ М.М. Фотиев -М.: Металлургия, 1983.- 512 с.