3. Состав изделия

В состав изделия входят отдельными составными блоки следующего оборудования:

Датчик усилия – 3.

Датчик скорости 7ТЭ – 1.

Вычислительная машина OMRON – 1.

Двигатель постоянного тока 2П6112МУХЛ4 – 4.

Блок управления электрическим двигателем – 4.

Электрические соединительные жгуты – 10.

Комплект ЗИП в упаковке – 1.

Упаковка – 6.

Техническое описание – 1.

Формуляр – 1.

4. Принцип работы, описание структурной схемы

Управление скоростью вращения вальцев осуществляется с помощью управляющего сигнала, подающиеся на исполнительные двигатели от цифровой вычислительной машины, обеспечивающей заданный закон управления при наличии входящих сигналов от датчиков натяжения и датчика скорости.

Структурная схема приведена на рис. .

5. Техника безопасности

6. Монтаж оборудования выполнить после изучения инструкции по эксплуатации и монтажу системы.

7. После монтажа проверить наличие заземления токоведущих частей оборудования.

8. Ремонт и наладку оборудования выполнять бригаде не менее двух человек.

9. Инструкция по монтажу

Исполнительные двигатели постоянного тока и ВМ поставляются отдельно с заводов изготовителей.

Установка блоков изделия в рабочее положение в соответствии с инструкциями по монтажу датчиков усилий, скорости, температуры блока управления, привода изделия.

Вычислительная машина OMRON должна находится в помещении на рабочем месте дежурного оператора.

Для подсоединения ЭВМ к внешним устройствам служат два жгута: 1-МСУСВ-16, 2-МСУСВ-4. Жгут 1-МСУСВ-16 подсоединяется с помощью разъемов 1/1-16/1 к датчикам (см. схему соединений). Разъем ШР-2 подсоединить к выходному разъему блока вычислительного ВМ.

Жгут 2-МСУСВ-4 подсоединить разъемами ШР-2/1, ШР-2/2, ШР-3/2, ШР-4/2 к блокам управления привода. Разъем ШР-5/2 подсоединить к внешнему разъему ШР-5 ВМ.

Перед установкой блоков проверить внешний вид блоков, наличие пломбы завода-изготовителя, отсутствие повреждений блоков.

Жгуты датчиков и привода должны быть защищены от механических повреждений.

10. Инструкция по эксплуатации

1. Убедится в нулевом положении датчика натяжения перед включением системы, при необходимости отградуировать пружинным корректором.

2. Перед включением системы убедится в том, что все датчики и исполнительные блоки подсоединены к системе и не имеют повреждений.

3. Включение, ввод информации, эксплуатация ЭВМ выполнять в соответствии с инструкцией по эксплуатации ЭВМ OMRON.

4. Режим первоначального пуска выполнять в соответствии с требованиями инструкции по эксплуатации АСУВ производственного участка “Аргон-5”.

5. Выполнять тарировочные и поверочные работыс датчиков усилий и оборотов с периодичностью 1 раз в месяц.

6. Проверять высоту щеток двигателя с периодичностью один раз в 3 месяца. При высоте щеток менее 15мм, щетки заменить.

11. Правила хранения

1. Блоки системы должны хранится в упакованном виде в отапливаемых складских помещениях при температуре окружающего воздуха от +5 до +35^ОС и относительной влажности до 80% во всем диапазоне температур.

2. Резкие колебания температуры и влажности в складских помещениях не допускаются.

3. Содержание в атмосфере коррозионно-активных агентов не должно превышать величин, соответствующих атмосфере типа II по ГОСТ 15150-69.

12. Транспортирование

1. Транспортирование блоков ситемы должно производится в тарных ящиках.

2. Ящики с упакованными блоками должны быть укреплены на транспортных средствах так, чтобы при транспортировании была исключена возможность смещения ящиков и ударов их друг о друга.При погрузке и транспортировании должны строго выполнятся требования предупредительных надписей на ящиках.

3. Блоки выдерживают транспортирование всеми видами транспорта на любые расстояния. В случае транспортирования блоков на открытых платформах и автомашинах тарные ящики должны быть накрыты брезентом.

3. Расчет высоковольтного источника напряжения

Действие высоковольтных усилителей основывается на следующем: низкочастотное напряжение от источника опорного напряжения выпрямляется низковольтным выпрямителем и подаемся для питания конвертора, который вырабатывает высокочастотные колебания, поступающие через высоковольтный трансформатор на умножитель напряжения.

Достоинствами являются малые габариты и вес, а также возможность плавного регулирования выходного напряжения с большим коэффициентом усиления по мощности. Уменьшение весогабаритных параметров происходит за счет высокой частоты, а плавное изменение выходного напряжения возможно благодаря использованию в конверторах регулируемых элементов: ламп, транзисторов, тиристоров.

Все разновидности высоковольтных усилителей обусловлены различием либо в схемах конверторов, либо в конструкциях трансформаторов, либо в схемах умножителей напряжения.

Исходные данные:

выходное напряжение U_вых=34 кВ ;

выходная мощность на стержне нагрузки P_вых=34 Вт ;

частота конвертора f=2 кГц ;

количество каскадов умножения n=7.

Выберем стандартный высоковольтный трансформатор. Так как высокое напряжение требуется в стационарных условиях при значительных допустимых уровнях пульсаций, то выбираем высокочастотный сетевой высоковольтный стандартный трансформатор ТВС-90ЛЦ2-1 с паспортными данными:

Р_тр = UI = 38031010^-3 = 118 Вт, f_тр = 6250 Гц, U_тр = 1 кВ и экспериментально определенной индуктивностью L_тр = 1,68 Гн.

Определяем КПД использования трансформатора при питании УН в согласованном режиме при включении нагрузки на нечетную колонну конденсаторов:

Получили  = 3,3%.

Определим мощность трансформатора:

Вт

Такой мощностью выбранный трансформатор не обладает. Определим количество требуемых трансформаторов:

.

Таким образом необходимо девять трансформаторов.

Выбираем умножитель напряжения, выполненный по схеме ЗОП.

Напряжение на выходе каждого плеча равно:

Определим необходимое напряжение на вторичной обмотке трансформатора:

Рассчитаем умножитель напряжения на 5 для каждой полуобмотки трансформатора. Определим максимальное значение С₁^max и значение всех последующих емкостей умножителя напряжения.

;

i – порядковый номер конденсатора с началом нумерации от трансформатора, причем первым идет С₂ = С₁, а i = 2 соответствует третьему конденсатору.

;

С₃ = 0,241mkФ;

С₄ = 0,121 mkФ;

С₅ = 0,06 mkФ;

С₄ = 0,03 mkФ;

С₄ = 0,015 mkФ.

Определим мощность трансформатора, питающего УН в согласованном режиме при включении нагрузки на нечетную колонку конденсаторов:

;

Вт.

Такой мощностью выбранный трансформатор, естественно, не обеспечит, поэтому рассчитаем емкости исходя из номинальной мощности трансформатора:

;

;

С₂ = 483 пФ;

С₃ = 241 пФ;

С₄ =121 пФ;

С₅ =60,3 пФ;

С₆ =30.2 пФ;

С₇ =15.1 пФ.

Как видно, величины емкостей уменьшились на порядок, но именно при таком их сочетании трансформатор мощностью 118 Вт вполне обеспечит нормальную их работу в умножителе напряжения. Уменьшение емкостей конденсаторов по сравнению с расчетными означает уход от согласованного режима в силу возможностей трансформатора по мощности. Таким образом, образуется вилка значений С₁ соответственно с верхним и нижним допустимыми величинами:

7,4 пФ < C₁ < 483 пФ;

7,4 пФ < C₂< 483 пФ;

3,7 пФ < C₃< 241 пФ;

2,5 пФ < C₄< 121 пФ;

1,9 пФ < C₅< 60 пФ;

1,5 пФ < C₆< 30 пФ;

1,24 пФ < C₇< 15 пФ.

Верхнее значение емкости соответствует согласованному (резонансному) режиму работы умножителя напряжения, нижнее значение емкости соответствует допустимой границе работы трансформатора заданной мощности в согласованном режиме. При полученных значениях емкостей трансформатор ТВС-90ЛЦ2-1 обеспечит стабильную работу всей системы.

Выбираем конденсаторы типа К40У-8, К40У-9 с номинальным напряжением 1,6кВ, что соответствует условию U_ном > 2U_тр и емкостью 1000...1пФ.

Выбираются стандартные высоковольтные диоды с допустимым обратным напряжением U_доп  2U_тр = 2539,7 = 1.07910³В и прямым током:

I_пр1 = Р_тр / U_тр = 0.219А; I_пр2 = I_пр1 / 2 = 0.109A; I_пр3 = I_пр1 / 3 = 73 мA;

I_пр4 = I_пр1 / 4 = 55 мA; I_пр5 = I_пр1 / 5 = 44 мA. I_пр6 = I_пр1 / 4 = 36 мA;

I_пр7 = I_пр1 / 5 = 31 мA.

Выбираем высоковольтные диоды КЦ109А с допустимым обратным напряжением U_доп = 6 кВ и прямым током I_пр = 0,3 А. Условия при выборе диодов U_доп > 2U_тр; I_пр > Р_тр/U_тр выполняются.

Для обеспечения максимального выходного напряжения порядка 24кВ пришлось включить последовательно две высоковольтные катушки трансформатора с накачкой мощности в сердечнике каждого трансформатора от индивидуального конвертора. Схема усилителя приведена на рис. .