1.11.4.Построение контура регулирования тока возбуждения
Для поддержания постоянного тока возбуждения в обмотке двигателя применяется контур регулирования тока возбуждения (рисунок 1.11) . Используется ПИ – регулятор тока, который сводит ошибку к нулю.
Рисунок 1.11 – Контур регулирования тока возбуждения
Электромагнитная постоянная времени возбуждения определяется по формуле Жюльера
.
(1.67)
Регулятор тока возбуждения представляет собой ПИ – звено
,
(1.68)
где постоянная времени интегрирования регулятора тока возбуждения
,
(1.69)
где сопротивление обмотки возбуждения, приведенное к рабочей температуре
.
(1.70)
-
постоянная времени контура вихревых
токов определяется следующим образом
(1.71)
Коэффициент усиления регулятора тока возбуждения
(1.72)
Расчетный коэффициент обратной связи по току возбуждения
(1.73)
Постоянная времени фильтра для ТПВ
(1.74)
На основании расчетов и с учётом требований к электроприводу механизма качания кристаллизатора, а также в соответствии с общими требованиями к системе подчинённого регулирования координат в структурную схему системы автоматического регулирования скорости с подчиненным регулированием якорного тока входят:
объект регулирования – система ТП-Д;
задатчик интенсивности тока;
регулятор скорости;
узел коррекции;
фильтр;
задатчик интенсивности скорости;
датчики обратных связей (датчики тока и скорости).
Структурная схема системы автоматического регулирования координат представлена на рисунке 1.12.
Рисунок 1.12. – Структурная схема системы подчинённого регулирования координат электропривода качания кристаллизатора
1.12. Реализация системы управления электропривода качания кристаллизатора
Реализация системы автоматического регулирования электроприводом механизма качания кристаллизатора осуществляется на базе блоков управления SIMOREG фирмы Siemens (Германия). Применяются модули SIMOREG СМ.
В преобразователях 6RA70 предусмотрена возможность программной реализации функциональной схемы САР. Представленные функциональные блоки выполнены в цифровой форме (как модули программного обеспечения), которые можно "читать" как схемы подключений аналогового устройства.
Устройство 6RA70 характеризуется свободной структурируемостью предоставленных функциональных блоков. Свободное структурирование означает, что соединения между отдельными функциональными блоками осуществляются через выбор параметра.
Все переменные выхода и важные расчетные величины внутри функциональных блоков доступны как "Коннекторы" (например, для дальнейшей обработки как входные сигналы к функциональным блокам). Величины, доступные через коннекторы, соответствуют сигналам на выходе или точкам измерения в аналоговой схеме и характеризуется через собственный "Номер коннектора" (например, K0003 = коннектор 3).
Особые случаи: K0000 по K0008 являются фиксированными значениями с уровнями сигналов, соответствующими 0, 100, 200, -100, -200, 50, 150, -50 и -150%. K0009 предназначен для различных величин сигналов. Какое значение сигнала фактически имеется в виду, зависит от того, на какой переключатель выбора (параметр) установлен коннектор номер 9.
Внутреннее числовое представление коннекторов в общем следующее:
100% соответствует 4000 hex = 16384 dez. Разрешение составляет 0,006%.
Коннекторы имеют диапазон значений от -200% до +199,99%
Все бинарные величины, а также важные бинарные выходные сигналы функциональных блоков предоставлены как "Бинекторы" (Коннекторы для бинарных сигналов). Бинекторы могут находиться в состояниях логического "0" и логической "1". Величины, доступные через бинекторы, соответствуют сигналам на выходе или точкам измерениям в цифровой схеме и характеризуются "Номером бинектора" (например, B0003 = Бинектор 3).
Особые случаи:
- B0000 = фиксированное значение логического "0"; - B0001 = фиксированное значение логической "1".
Настройка работы САР осуществляется путем параметрирования. Параметрирование означает изменение значений параметров и активизация функций устройства с панели управления.
Отпараметрировать прибор можно также через параллельный интерфейс основного прибора посредством обычного персонального компьютера с соответствующим программным обеспечением. Интерфейс персонального компьютера служит для запуска, обслуживания во время простоя и диагностики во время работы и поэтому является сервисным интерфейсом. В дальнейшем через этот интерфейс может загружаться модифицированное программное обеспечение преобразователя для хранения в флэш-памяти.
Параметры основного прибора называются P-, r-, U- или n-параметры, параметры опциональных дополнительных модулей называются H-, d-, L- или c-параметры.
На панели управления PMU отображаются вначале параметры основного прибора, а затем параметры технологического модуля (если он установлен). При этом нельзя смешивать параметры опционального технологического программного обеспчения S00 основного прибора с параметрами одного из опциональных дополнительных модулей (T100, T300 илиT400).
Данный прибор имеет три типа параметров:
а) Параметры отображения используются для индикации существующих величин, например, основная уставка, напряжение якоря, отклонение фактического значения от уставки регулятора числа оборотов, и.т.д. Значения параметров дисплея служат только для чтения и не могут быть изменены.
б) Параметры установки используются как для отображения, так и для изменения параметров, например, расчетный ток двигателя, термическая постоянная времени двигателя, регулятор скорости-P-усиление, и.т.д.
в) Параметры индексации используются как для отображения, так и для изменения нескольких значений параметра, которые подчинены одному номеру параметра.
Преобразователи настраиваются в следующей последовательности:
Путём установки Р051=21 производится сброс всех параметров в значения, устанавливаемые по умолчанию (заводская настройка).
Задаётся напряжение питания преобразователя в вольтах (параметр Р078.001). Задается напряжение для цепи возбуждения в вольтах (параметр P078.002).
Устанавливаются номинальный постоянный ток якоря двигателя (в %) и номинальный постоянный ток возбуждения (параметры P076.001 и P076.002).
Регулировка возбуждения (P082).
Ослабление поля (P081).
Задаются номинальные данные двигателя (ток Р100, напряжение Р101, ток возбуждения Р102, тепловая постоянная времени двигателя в минутах Р114).
Устанавливается способ получения информации о текущей скорости (Р083).
Устанавливается тип возбуждения (Р081=0 – ослабление поля не используется, Р082=0 – внутренний возбудитель преобразователя не используется).
Устанавливаются допустимые пределы тока (Р171, Р172).
Устанавливаются характеристики задатчика интенсивности (Р303…Р310).
Задаётся в % допустимое падение (превышение) питающего напряжения, при котором срабатывает защита и привод отключается (Р351, Р352).
Установка времени срабатывания защиты (Р355).
Установка времени перезапуска привода после аварийного отключения (параметр Р086).
Задание допустимого отклонения заданной и фактической скоростей (Р388).
При установке Р051=25 и последующем включении привода производится автоматическая настройка регулятора тока. При этом возбуждение двигателя должно быть отключено, а сам двигатель заблокирован тормозами. В процессе запуска автоматически устанавливаются параметры Р110…112, Р155, Р156, Р255, Р256. При установке Р051=26 и последующем включении привода производится автоматическая настройка регулятора скорости
Для реализации функциональной схемы составим соответствующие связи функциональных блоков и настроим основные параметры, результаты сведем в таблицу 1.7.
Таблица 1.7 – Настройка параметров двигателя
|
Параметр |
Значение |
Функция |
|
Р051 |
40 |
Разрешение доступа к параметрам |
|
Р052 |
3 |
При настройке отображаются все параметры. При установке в 0 отображаются только те параметры, значения которых отличаются от заводских установок |
|
Р078 |
410 В |
Номинальное напряжение питания преобразователя |
|
Р086 |
0,0 с |
Автоматический перезапуск не применяется |
|
Р100 |
400 А |
Номинальный ток двигателя |
|
Р101 |
440 В |
Номинальное напряжение двигателя |
|
Р102 |
16,6 А |
Номинальный ток возбуждения |
|
Р412 |
16,321 |
Ктп*Кон |
|
Р118 |
386 В |
ЭДС при номинальном токе возбуждения (Р102) и скорости, установленной в Р119 |
|
Р413 |
5,376 |
1/Rэ |
|
Р119 |
100% |
Скорость, при которой достигается ЭДС, записанная в Р118 |
|
Р351 |
–30% |
Падение питающего напряжения, при котором срабатывает защита, и привод отключается |
|
Р352 |
30% |
Превышение питающего напряжения, при котором срабатывает защита, и привод отключается |
|
Р355 |
5 с |
Время, через которое срабатывает защита «привод блокирован» при появлении соответствующих условий |
|
U977 |
пароль |
PIN-код для разрешения программирования |
|
P155 |
0,604 |
|
|
P156 |
45 |
|
|
P110 |
0,186 |
|
|
P111 |
5,102 |
|
|
P550 |
3 |
|
|
P226 |
16,05 |
|
|
P119 |
16,75 |
|
|
P255 |
280 |
|
|
P256 |
0,03 |
|
|
P112 |
16,6 |
|
,
мс
,
Ом
,
мГн
,
мс
,
Ом