Задание 30
Задание 60
Задание 62
Задание 80
Список использованных источников
Задание 30. Охарактеризуйте датчик положения. Опишите индукционные преобразователи.
В АЭП для получения сигналов обратной связи по управляемым координатам используются датчики. Датчик представляет собой устройство, информирующее о состоянии управляемой координаты АЭП путем взаимодействия с ней и преобразования реакции на это взаимодействие в электрический сигнал.
В настоящее время в электроприводе для измерения перемещения подвижных частей машин и механизмов применяются индукционные и фотоэлектрические преобразователи.
К индукционным итносятся вращающиеся трансформаторы, сельсины и индуктосины. Индуктосины могут быть круговыми и линейными.
Вращающимися трансформаторами (ВТ) называются электрические микромашины переменного тока, преобразующие угол поворота α в синусоидальное напряжение, пропорциональное этому углу. В системе автоматического регулирования вращающиеся трансформаторы используются в качестве измерителей рассогласования, фиксирующих отклонение системы от некоторого заданного положения.
Вращающийся трансформатор имеет на статоре и роторе по две одинаковые однофазные распределительные обмотки, сдвинутые между собой на 90°. Напряжение с обмотки ротора снимается с помощью контактных колец и щеток или с помощью кольцевых трансформаторов.
Принцип действия ВТ в синусном режиме основан на зависимости напряжения, наведенного в обмотке ротора пульсирующим магнитным потоком статора, от углового положения осей обмоток статора и ротора.
Пусть к обмотке A (рисунок 1) подведено синусоидально изменяющееся напряжения u_A=U_max sinωt. Проходящий в обмотке ток создает продольный пульсирующий магнитный поток. Если ось вторичной обмотки B совпадает с осью первичной (α = 0), то во вторичной обмотке B будет наведена ЭДС e_B=E_max sinωt. При повороте вторичной обмотки B на угол α в ней будет наводиться меньшая ЭДС e_B=(E_max cosα)sinωt. При α = 90° пульсирующий магнитный поток статора не сцепляется с вторичной обмоткой, и ЭДС в ней не будет наводиться.
Задание 60. Опишите следящий электропривод постоянного тока. Приведите схемы включения.
Следящим называется ЭП, который воспроизводит с заданной точностью движение исполнительного органа рабочей машины в соответствии с произвольно изменяющимся входным сигналом управления. Этот сигнал может изменяться во времени по произвольному закону и иметь механическую или электрическую природу. Обычно входной сигнал представляет собой скорость или угол поворота оси (вала) задающего устройства.
Основным показателем, по которому оценивается работа следящих ЭП, является точность воспроизведения входного сигнала, которая характеризуется ошибкой воспроизведения входного сигнала в статическом и динамическом режимах работы следящего ЭП.
Различают следящие ЭП с непрерывным или прерывным управлением. В следящих ЭП непрерывного действия существует непрерывная связь между сигналом рассогласования (ошибки) и подаваемым на двигатель напряжением. При этом напряжение может изменяться пропорционально ошибке или по более сложным закономерностям.
Следящие ЭП с прерывистым управлением подразделяются на релейные и импульсные.
Следящие ЭП релейного действия характеризуется тем, что напряжение на двигатель подается только в том случае, когда сигнал рассогласования достигает определенного значения.
Импульсный следящий ЭП отличается тем, что управляющее воздействие на двигатель подается в виде импульсов напряжения, амплитуда, частота или заполнение (скважность) которых изменяются в зависимости от сигнала рассогласования. В этих случаях говорят соответственно об амплитудно-, частотно- и широтно-импульсной модуляции сигнала управления.
Следящий ЭП постоянного тока релейного действия. В схеме (рисунок 2) используется двигатель постоянного тока последовательного возбуждения M, имеющий две обмотки возбуждения ОВ1 и ОВ2. Управление двигателем осуществляется с помощью силовых транзисторов VT1 и VT2. Каждый из транзисторов работает при определенной полярности сигнала согласования UΔ, обеспечивая одно из направлений вращения двигателя. Если открыт транзистор VT1, ток проходит по ОВ2 и двигатель вращается в одном направлении, если же открыт транзистор VT2, ток проходит по ОВ1, и он вращается в другом направлении. Направление тока якоря в обоих случаях остается неизменным.
Задание 62. Составить схему управления, которая обеспечивает пуск двигателя постоянного тока параллельного возбуждения в три ступени в функции времени, торможение противовключением в функции ЭДС, защиту от короткого замыкания, обрыва поля, нулевую защиту. Описать работу схемы.
Напряжение сети включается выключателем QF1, тем самым подается напряжение сети на силовую часть схемы и цепи управления.
При подаче напряжения на схему происходит возбуждение двигателя и включение реле времени КТ1, которое размыкает без выдержки времени контакт в цепи контактора ускорения KM1-KM3, исключая их включение выведение пусковых резисторов до пуска двигателя.
Пуск двигателя осуществляется нажатием кнопки SB2, что приводит к включению линейного контактора КМ1 и подключение двигателя к сети. Двигатель начинает разгоняться с полностью включенным пусковым резистором в цепи якоря. Кроме того, контактор КМ1 размыкает вспомогательный контакт КМ1.4 в цепи реле времени КТ1. Оно отключается и с выдержкой времени, равной времени разгона на первой степени пуска, замыкает контакт в цепи контакторов ускорения КМ3, КМ4, КМ5. Однако включается только КМ3, закорачивает первую ступень пускового резистора R1, и двигатель переходит на вторую искусственную характеристику, продолжая разгоняться по ней. Контактор КМ4 не включается, так как вначале пуска под действием падения напряжения от пускового тока на резисторе R1 реле времени КТ2 включается и размыкает свой контакт в цепи питания его катушки. Контактор КМ3, включаясь, одновременно закорачивает первую ступени пускового резистора и катушку реле времени КТ2. Оно отключается и через выдержку времени, равную времени разгона двигателя на второй ступени пуска, замыкает контакт в цепи контактора КМ4. Он включается и выводит вторую ступень пускового резистора R2.
Контактор КМ4, включаясь, одновременно закорачивает первую ступени пускового резистора и катушку реле времени КТ3. Оно отключается и через выдержку времени, равную времени разгона двигателя на третьей ступени пуска, замыкает контакт в цепи контактора КМ5. Он включается и выводит вторую ступень пускового резистора R3.
Задание 80. Для асинхронного двигателя разработать схему управления, описать ее. Указать назначение аппаратуры. Схема должна удовлетворять следующим требованиям: пуск с сопротивлением в цепи ротора в две функции тока, двигатель реверсируется, управление кнопочное, торможение динамическое в функции скорости, защита (нулевая от короткого замыкания, от перегрузки).
Напряжение сети включается выключателем QF1, тем самым подается напряжение сети на силовую часть схемы и цепи управления.
Для включения электродвигателя необходимо нажать кнопку SB2. При этом катушка электромагнитного пускателя KM1 получает питание, пускатель срабатывает – замыкаются главные (силовые) контакты, которые подают напряжение сети на обмотку статора электродвигателя. Одновременно замыкаются вспомогательный замыкающий контакт KM1.1, включенный параллельно контакту SB2, который блокирует пусковую кнопку SB2 и размыкающий контакт KM1.2, предотвращающий вращение электродвигателя в противоположном направлении.
Начинается разгон двигателя по первой искусственной характеристике с полностью введенным в цепь ротора пусковым резистором R1+R2, так как контакторы ускорения KM3 и KM4 не включаются, ибо блокировочное реле KV замыкает контакты в цепи их питания с выдержкой времени, достаточной для включения токовых реле KA1 и KA2 при броске пускового тока и размыкания их контактов в цепях соответствующих контакторов ускорения. По мере разгона двигателя ток ротора уменьшается. В соответствии с настройкой реле первым отключится токовое реле KA1 и замкнет размыкающие контакты в цепи контактора ускорения KM3. Контактор KM3 включается, самоблокируется и выводит первую ступень пускового резистора R1. Двигатель переходит на вторую искусственную характеристику и разгоняется по ней. При закорачивании первой степени пускового резистора снова происходит бросок пускового тока, и токовое реле KA2 остается включенным, его контакты в цепи контактора ускорения KM4 будут разомкнуты, и контактор не включается. При дальнейшем разгоне двигателя и спадании тока ротора до значения, соответствующего уставке отключения токового реле KA2, оно отключается и замыкает размыкающие контакты в цепи контактора KM4. Он включается, самоблокируется и выводит вторую ступень пускового резистора R2. Двигатель переходит на естественную характеристику и разгоняется по ней до точки установившегося режима, когда момент двигателя будет равен статическому моменту при пуске.
