Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Технические средства систем автоматизации теплоэнергетических процессов. Учебное пособие
.pdf
81
6.1. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ
ПОСТОЯННОЙ СКОРОСТИ
Наибольшее распространение среди электрических исполнитель-
ных механизмов постоянной скорости получили однооборотные исполнительные механизмы типа МЭО.
Механизмы предназначены для перемещения регулирующих ор-
ганов в системах автоматического регулирования технологических
процессов в соответствии с командными сигналами, поступающими
от регулирующих и управляющих устройств. Механизм может применяться в различных отраслях народного хозяйства – в газовой, нефтяной, металлургической, пищевой промышленности, в жилищнокоммунальном хозяйстве и т.д.
Исполнительные механизмы типа МЭО рассчитаны на управле-
ние с помощью реверсивного бесконтактного пускателя (ПБР) или
магнитного пускателя.
Одной из отличительных особенностей рассматриваемых испол-
нительных механизмов является применение в них однофазных асинхронных конденсаторных электродвигателей типа ДСОР.
Эти двигатели отличаются малой инерционностью, высокой надежностью и способны выдерживать существенные перегрузки. Однофазное питание двигателя напряжением 220 В также упрощает
электрическую схему управления исполнительным механизмом.
Другая особенность этих механизмов состоит в применении
многоступенчатых цилиндрических редукторов с высоким к.п.д.
Благодаря этому разработаны исполнительные механизмы с большим крутящим моментом (до 400 кгс·м) при сравнительно маломощных электродвигателях.
С другой стороны, применение цилиндрических редукторов не
позволяет реализовать эффект самоторможения при отключенном
двигателе. Поэтому требуется применение тормозных устройств,
препятствующих выбегу выходного вала исполнительного механизма. В качестве тормозного устройства применяется электромагнитный привод в виде селеноида с тормозной колодкой.
82
Краткая характеристика и устройство исполнительного ме-
ханизма МЭО. Электрическое питание механизма осуществляется
однофазным напряжением 220 В частотой 50 Hz или трехфазным напряжением 220 В (380 В).
Допускаемые отклонения напряжения питания от номинального
значения – от минус 15 до плюс 10%, частоты – от минус 2 до плюс 2%.
Пусковой крутящий момент механизма при номинальном напряже-
нии питания превышает номинальный момент не менее чем в 1,7 раза.
Выбег выходного вала механизма при номинальном напряжении
питании без нагрузки не более:
– 1% полного хода выходного вала – для механизма со временем
полного хода 8, 10 с;
– 0,5% полного хода выходного вала – для механизма с временем
полного хода 20, 25 с;
– 0,25% полного хода выходного вала – для механизма с време-
нем полного хода 50 с и более.
Люфт выходного вала механизма – не более 10.
Механизм обеспечивает фиксацию положения выходного вала
при отсутствии напряжения питания.
Состав, устройство и работа изделия. Механизм состоит из
червячного редуктора 1, электродвигателя 2, блока сигнализации положения 3, панели 4, штепсельного разъема 5, болта заземления 6,
ручного привода 8 (рис. 6.5).
83
Рис. 6.5. Общий вид МЭО
Редуктор является основным узлом, к которому присоединяются
все остальные узлы, входящие в механизм.
В качестве электропривода в механизмах МЭО применен низкооборотный однофазный синхронный электродвигатель типа ДСОР
110-1,0-60.
В качестве электропривода используются синхронные электро-
двигатели: трехфазные ДСТР-110-1,0-136; ДСТР-110-2,5-136; ДСТР-
110-1,0-60; ДСТР-110-2,5-60 и однофазные ДСОР-110-1,0-136; ДСОР110-2,5-136; ДСОР-110-1,0-60; ДСОР-110-2,5-60.
В механизмах применяется один из следующих блоков сигнализации положения: индуктивный БСПИ-10, реостатный БСПР-10, токовый БСПТ-10М или блок БКВ.
Ручное перемещение выходного вала механизма осуществляется
вращением маховика ручного привода 8, установленного на конце
червячного вала.
Принцип работы механизма заключается в преобразовании электрического сигнала, поступающего от регулирующего или управляющего устройства, во вращательное перемещение выходного вала.
Электрическая схема МЭО представлена на рис. 6.6.
Режим работы механизмов – повторно-кратковременный с частыми пусками S4 по ГОСТ 183-74, продолжительностью включений
(ПВ) до 25% и частотой включений до 630 в час при нагрузке на выходном валу в пределах от номинальной противодействующей до 0,5
84
номинального значения сопутствующей. Максимальная частота
включений – до 1200 в час при ПВ до 5%. При реверсировании интервал времени между выключением и включением на обратное направление не менее 50 mс.
Рис. 6.6. Схема электрическая принципиальная МЭО:
а - для трехфазного двигателя; б - для однофазного двигателя.
6.2. БЛОК СИГНАЛИЗАЦИИ БСПТ-10М
Блок БСПТ-10М предназначен для установки в исполнительные
электрические механизмы с целью преобразования положения выходного органа механизма в пропорциональный электрический сигнал и сигнализации или блокирования в крайних или промежуточных
положениях выходного органа [13].
В состав блока входят блок питания БП-10 и блок датчика БД-
10М (рис. 6.7).
Параметры питания – однофазная сеть переменного тока 220 В час-
тотой (50 ±1) Hz. Мощность, потребляемая от сети, – не более 9 ВA.
85
Входной сигнал блока – угол поворота вала блока в диапазоне (0-
90)° или (0-225)°.
Выходной сигнал блока – постоянный ток 0-5 mA при сопротив-
лении нагрузки до 2,5 кΩ, или 4-20 mA, или 0-20 mA при сопротивлении нагрузки до 1 кΩ. Амплитудное значение пульсации выходного
сигнала – до 1%.
Нелинейность блока – до 2,5% максимального значения выходно-
го сигнала.
Вариация выходного сигнала – до 1,4% от максимального значе-
ния выходного сигнала.
Дифференциальный ход микроотключателей – до 3°.
Коммутационный ток микровыключателя Д 303-2С при постоян-
ном напряжении 24 и 48 V– от 5 mA до 1 А.
Описание схемы блока датчика. На транзисторах V6, V7, V10
выполнен генератор импульсов. Выходное напряжение генератора
подается на дифференциально-трансформаторный датчик.
Рис. 6.7. Схема электрическая принципиальная блока датчика
Выходной сигнал датчика, преобразованный с помощью демодулятора (V12, C5, R13, C6) в постоянное напряжение, усиливается и
86
преобразуется в токовый сигнал с помощью операционного усилителя А1 и транзисторов V13 и V14. В схеме предусмотрена обратная
связь для повышения стабильности.
В схеме блока датчика предусмотрены резисторы для настройки
блока.
В начальном положении выходного органа механизма с помощью
резистора R9 устанавливается начальное значение выходного сигнала.
В конечном положении выходного органа механизма с помощью ре-
зистора R19 устанавливается максимальное значение выходного сигнала.
Если установить перемычку между контактами Х4 и Х5, то мож-
но получить выходной сигнал в диапазоне 0-20 mА или 4-20 mА с соответствующей регулировкой резисторами R9 и R19 («0» и «100» соответственно). Для питания блока сигнализации применяется выносной блок питания.
Блок питания БП-10. Блок питания БП-10 предназначен для пита-
ния стабилизированным током 45 мА±5% электронного согласующего
устройства (преобразователя индуктивного сигнала в токовый) блока
датчика БД-10, применяемого в исполнительных механизмах типа МЭО,
МЭОФ и механизмах сигнализации положения МСП-1 (рис. 6.8, 6.9).
Блок питания БП-10 является комплектующим изделием ГСП механизмов электрических однооборотных МЭО, МЭОФ и механизмов
сигнализации положения МСП-1 для питания токовых датчиков.
Питание блока – однофазная сеть переменного тока с номинальным напряжением 220 В с частотой 50 Гц. Допустимые отклонения
напряжения питания от номинального +10%/-15%.
Выходные параметры блока – номинальный стабилизированный
постоянный ток на нагрузке до 1 кОм 45 мА+/-5%.
Максимальная мощность, потребляемая блоком при номинальной
нагрузке, не должна превышать 8 Вт.
87
Рис. 6.8. Схема электрическая принципиальная блока питания БП
Рис. 6.9. Схема соединений блока БСПТ-10 с блоком питания
6.3. ПУСКАТЕЛЬ БЕСКОНТАКТНЫЙ РЕВЕРСИВНЫЙ
Пускатель предназначен для бесконтактного управления электри-
ческими исполнительными механизмами, в приводе которых используются электродвигатели переменного напряжения.
Пускатель имеет следующие модификации:
ПБР-2М.01 – для механизмов с однофазным электродвигателем,
имеющих электромагнитный тормоз;
ПБР-2М.02 – для механизмов с однофазным электродвигателем,
имеющих механический тормоз;
ПБР-3М – для механизмов с трехфазным электродвигателем.
Область применения – системы автоматического регулирования
технологических процессов в энергетической и других отраслях промышленности.
Принцип управления исполнительным механизмом с однофазным
электродвигателем с симметричными обмотками поясняется схемой,
приведенной на рис. 6.10.
88
Рис. 6.10. Схема электрическая принципиальная пускателя
с однофазным электродвигателем
Основу пускателя составляют два симисторных ключа V21 и V22,
которые управляются сигналами, вырабатываемыми регулирующими
устройствами или оператором. При подаче управляющего сигнала
«меньше» срабатывает соответствующий генератор, который вырабатывает импульсы частотой 2.5 кГц. Импульсы через обмотку
трансформатора Т2.2 поступают на управляющие электроды симистора V21, при этом к обмотке О1 электродвигателя подключается
силовое питающее напряжение. К другой обмотке О2 напряжение поступает через фазосдвигающий конденсатор С. Электродвигатель
вращается в направлении «меньше». Для включения электродвигателя в противоположном направлении необходимо срабатывание симистора V22 путем подачи управляющего сигнала «больше». При этом
к источнику силового напряжения подключается обмотка О2 непосредственно, а обмотка О1 – через фазосдвигающий конденсатор. Фазовый сдвиг между напряжением, подведенным к обмоткам, меняет
знак, в результате чего происходит реверс электродвигателя.
Технические данные. Электрическое питание пускателя – одно-
фазная сеть переменного тока с номинальным напряжением 220V с
частотой 50 Гц.
89
Источник питания цепей управления допускает подключение
внешней нагрузки с сопротивлением до 240 Ω между контактами 8 и
10 пускателя. Форма напряжения источника при сопротивлении нагрузки 240 Ω – двухполупериодное выпрямленное напряжение со
средним значением (24±6) V при номинальном напряжении питания.
Входное сопротивление пускателя 750 Ω.
Максимальный коммутируемый ток – 4А.
Динамические характеристики пускателя:
а) быстродействие (время запаздывания коммутации выходных
ключей при подаче или снятии управляющего сигнала не более 25 ms);
б) разница между длительностями входного и выходного сигналов не более 20 ms.
Пускатель предназначен для работы в системах автоматического
регулирования технологических процессов, и в процессе работы
взаимодействия с оператором не требует.
При необходимости оператор может управлять пускателем в
«ручном» режиме через блок ручного управления.
При монтаже цепи питания пускателя необходимо включить через автомат защиты АК50Б-3М с током уставки срабатывания, соответствующим току электродвигателя. Подключение пускателя на
объекте производить по рис. 6.11.
Рис. 6.11. Схема подключения пускателя ПБР-2М
и исполнительного механизма с однофазным электродвигателем
90
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Беляев Г.Б., Кузищин В.Ф., Смирнов Н.И. Технические средства автоматизации
в теплоэнергетике: Учеб. пособие для втузов. – М.: Энергоиздат, 1982. – 320 с.
2. Нестеренко А.Д. и др. Справочник по наладке автоматических устройств
контроля и регулирования. – Киев: Наукова думка, 1976. – 840 с.
3. Промышленная группа «МЕТРАН»: Номенклатурный каталог. – Челябинск,
2008. – 364 с.
4. НПП «ЭЛИМЕР»: Каталог продукции. – Рязань, 2008. – 252 с.
5. Emerson Process Management: Каталог продукции // Компакт-диск, 2008.
6. ОАО «Теплоприбор»: Номенклатурный каталог // Компакт-диск, 2007.
7. Тронова И.М., Средина И.Г. О метрологическом обеспечении измеритель-
ных систем АСУ ТП // Промышленные АСУ и контроллеры. – 2000. – №10.
8. Данилушкин И.А. Аппаратные средства и программное обеспечение систем про-
мышленной автоматизации: Учеб. пособие. – Самара: СамГТУ, 2007. – 204 с.
9. SIEMENS.SIMATIC. Комплексная автоматизация производства: Каталог ST
70. 2007. Ч. 1. – М.: Siemens AD, 2007. – 608 c.
10. Каталог продукции ПРОСОФТ // Компакт-диск, версия 8.1. Ч. 1, 2008.
11. Устройства TREI-5B-02 (http://www.trei-gmbh.ru/k5b02.htm)
12. Механизмы электрические однооборотные: Рук-во по эксплуатации
(http://chppa.ru/docs/machinery/11208.pdf)
13. Блоки сигнализации положения токовые БСПТ: Рук-во по эксплуатации
(http://www.zeim.ru/production/docs/d/12001.pdf)
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]