Автоматическое регулирование положения при цикловой автоматизации.

В дополнение к рассмотренной системе дополним контуром положения.

Точная остановка осуществляется за счет включения вместо задатчика интенсивности регулятора положения.

В данной системе применяются датчики точной остановки.

Электропривод крановых механизмов.

Краны являются наиболее характерными установками, основные рабочие движения, которых осуществляются типовыми общественно промышленными механизмами – подъемная лебеда, механические передвиги и механические поворота.

Требования такие же как и для механического типа команды манипуляторов.

-простота эксплуатации; массовый электропривод

- высокая надежность работы;

- учитывать раскачивание груза, кинематические зазоры и т.д.

Наибольшее применение получил асинхронный двигатель с фазным ротором с добавочным с сопротивлением (R_доб), но он не обеспечивает жестких регулировочных характеристик для спуска грузов со скоростью меньше синхронной.

1. Двух-двигательный ЭП;

2. ЭП с тиристорными регуляторами напряжения в цепи статора;

3. Применение режима динамического торможения с самовозбуждением;

4. Частотный синхронный ЭП;

5. Многоскоростной АД → ЭП на его основе.

Характеристики, предпочтительные для работы крановых ЭП.

Как правило такие системы имеют несимметричные системы управления.

1,2 – для плавного выбора зазора с слабины натяжения каната;

3 -режим подъема– обеспечивает максимальную рабочую скорость; 4 – обычная реостатная характеристика; 5 – устойчивая скорость при подъеме груза; 6 – обеспечивает ограничение I и M (для грейферных кранов;

7 – основная (реверс) при спуске груза; 8 – пониженная скорость при спуске груза.

Основная проблема – это получение пониженных и повышенных скоростей подъема и спуска груза.

Ротор массивный, возникает .

Подъем КВ, КТ, КТ1, КУ1 – 1П; Спуск вкл. – КН, КТ, КТ1 – 1С(0+1’С);

Подъем откл., КТ1 – 2П; Спуск вкл. еще КУ1 – 2С(0+2’С);

Подъем вкл., КУ2 – 3П. Спуск отк. – КТ1 – 3С.

Ад1 быстроходный, ад2 тихоходный.

Режим спуска, АД1 – динамическое торможение.

Получение пониженной скорости с помощью ТРН.

Скоростной асинхронный двигатель. Частотное управление.

ухудшаются условия охлаждения.

В цепь ротора вводится R_доб , чтобы вынести потери скольжения из цепи ротора.

Схема динамического торможения асинхронного ЭП

с самовозбуждением.

Для получения устойчивых скоростей при спуске груза используется схема с самовозбуждением .

Режим динамического торможения:

К1 – разомкнутый;

К2 – замкнутый;

R_2Д- используется в качестве делителя, позволяющего регулировать связь между током ротора и током статора для получения требуемых условий самовозбуждения.

- но в режиме динамического торможения ;

;

На основании схемы замещения и векторной диаграммы можно записать следующие выражения:

(1) - из схемы замещения;

Согласно теореме косинусов определим эквивалентный ток :

;

(2) ;

Из уравнения (1) выразим и подставим в уравнение(2):

;

(3)

Ток эквивалентный является функцией подмагничивания постоянного тока статора, эффективность подмагничивания определяется схемой.

, где

- коэффициент схемы, включающей статорную обмотку;

- коэффициент трансформации двигателя;

- коэффициент шунтирования выпрямителя;

- коэффициент схемы выпрямителя.

Выразим ток намагничивания черезииз уравнения(3):

;

(4) - выражение связывает ток намагничиванияс током ротора;

С другой стороны из (1) выражения получаем эту же связь с, или получаем еще одну зависимость.

(5)

Процесс самовозбуждения возможен при условии, что при данном токе , токпо формуле(4) по формуле (5). Отсюда аналитическое условие самовозбуждения:

(6)

Знак “=” соответствует режиму критического самовозбуждения. Анализируя эту формулу можно сделать вывод:

Если - самовозбуждение невозможно при любой скорости и;

Если - то самовозбуждение возможно, но наступает при определенном граничном значении.

- зависит от суммарного сопротивления фазы ротора.

Уравнение (6) после преобразований можно записать так:

;

;

В интервале изменения скорости от 0 доусловия самовозбуждения отсутствуют.

При =- двигатель самовозбуждается и момент увеличивается до.

Если реальную кривую намагничивания заменить аппроксимированной с двумя участками (2) и (3):

На участке при,условие самовозбуждения будет выполняться при любом. Это характеризуется прямой:.

На участке кривая 3 стремится к кривой 2. Значенияиопределяются по известным формулам.

,

где ;

;

;

Таким образом, механическая характеристика ЭП с самовозбуждением имеет вид характеристики 3.

При увеличении изменяются значенияи.

Механические характеристики ЭП с самовозбуждением имеют достаточно жесткую характеристику и это благоприятствует получению низких устойчивых скоростей.

Для более тяжелых условий работы широкое применение находят ЭП на основе ДПТ. В качестве примера рассмотрим схему безопасного спуска.

1.

2. =

3.

Механические характеристики двигателя последовательного возбуждения при включении обмотки возбуждения параллельно обмотке якоря существенно нелинейны из-за нелинейной связи Ф и , но если предположить на линейной части кривой намагничивания, можно получить аналитические зависимости междуи других зависимостей.

.

Подставляя выражение для ив систему получим выражение скоростной характеристики двигателя:

;

где

,

где ;

;

Анализируем характеристику (найдем особые точки и асимптоты).

(1) знаменатель→ 0 при этом ;

(2) Режим идеального холостого хода , т .е .

(3) Неограниченно возрастание тока якоря в генераторном режиме

1. ;

2. ;

3. .

В генераторном режиме ЭП имеет жесткие механические характеристики.

В двигательном режиме характеристики обеспечивают ограничение I и М.

Особенностью схемы является увеличение по мере возрастания нагрузки в генераторном режиме.

Поэтому данная схема используется в режиме спуска грузов, при этом обмотка возбуждения включается на противоположное протекание тока. При этом область двигательного режима переходит в III квадранте, а генераторного в IV.

Использование схем с интегрированием позволяет получать диапазон регулируемой скорости .