Электродвигатель с электронным управлением

Размещено на http://www.allbest.ru/

Аннотация

электропривод тиристорный преобразователь

Актуальность рассматриваемого вопроса, касающегося избранной темы, состоит в том, что за счёт системы охлаждения (и не только) двигатель работает, насколько это возможно, дольше. Также система охлаждения способствует наименьшему износу двигателя.

Цель работы, заключается в том, чтобы наиболее подробно рассмотреть информацию, касающейся данной темы.

При регулировании скорости изменением величины напряжения двигатель должен питаться от отдельного регулируемого источника постоянного тока. В качестве такого источника ранее широко применялись машинные преобразователи (система "генератор-двигатель"). В настоящее время машинные преобразователи применяются редко, а в качестве регулируемого преобразователя переменного тока в постоянный применяются тиристорные преобразователи (система "тиристорный преобразователь - двигатель").

Применение тиристорных преобразователей в электроприводах постоянного тока позволяет достигнуть повышенной управляемости и быстродействия привода, а также улучшить его энергетические и весовые показатели. КПД тиристорного электропривода постоянного тока на 10-12% выше КПД системы Г-Д, на 7% выше КПД привода с магнитными усилителями. Электропривод с тиристорным преобразователем обладает высокой стабильностью скорости, которая может быть доведена до 0,2% и ниже.

Такие характеристики позволяют значительно повысить качество техпроцессов и снизить расходы на электроэнергию на предприятиях использующих как новое оборудование, выпускаемое уже с применением ТП, так и старое, путем замены систем управления на системы с ТП.

Содержание

• Аннотация
• Введение
• 1. Характеристика объекта, назначение, принцип действия, принципиальная схема управления, деталировка (эскизы, чертежи узлов)
• 2. Описание структурной схемы электронного устройства
• 2.1 Описание электрической схемы электронного устройства
• 2.2 Описание цепи питания
• 2.3 Расчет функционального усилителя
• 2.4 Расчет и выбор элементов цифровой части
• 2.5 Расчет формирователя импульсов
• 2.6 Расчёт ПИ-регулятора
• Заключение
• Список использованных источников

Введение

Оборудование, которое непосредственно преобразует электрическую энергию в тепло, доступно практически во всех секторах экономики - электрические печи пищевых предприятий, электрические котлы в жилищно-коммунальном хозяйстве и электротермические установки в различных отраслях промышленности. Несмотря на рост стоимости энергии, энергоэффективность в России все еще остается неприемлемо низкой. Поэтому ограничение мощности, потребляемой электрооборудованием, является основной задачей практического энергосбережения.

Качественно решить проблему управления питанием невозможно, применив так называемое "релейное" регулирование, которое имеет определенное распространение на предприятиях. Релейный принцип управления нагрузкой содержит известные "затраты" - низкая точность настройки уровня включения / выключения, переходные процессы в электрических цепях и колебания напряжения, высокие эксплуатационные расходы на обслуживание релейно-контакторных цепей. Кроме того, современные технологические процессы на предприятиях требуют высокой точности регулирования, то есть непрерывного регулирования по отношению к параметрам технологических процессов и в режиме реального времени.

Любое электрооборудование имеет максимальный ресурс (срок службы) только при условии, что отклонения (колебания) напряжения питания ограничены допустимыми пределами. Таким образом, для эффективного контроля электрической нагрузки должны применяться законы непрерывного контроля, воплощенные в бесконтактных устройствах - тиристорных регуляторах напряжения (ТПЗ). Основными требованиями при разработке оборудования стали необходимость иметь гибкую конфигурацию, применимость к различным задачам регулирования и ограничения электрической нагрузки сети электропитания, а также обеспечение необходимой точности поддержания физического параметра (например, температура).

При регулировке скорости путем изменения напряжения двигатель должен питаться от отдельного регулируемого источника постоянного тока. В качестве такого источника ранее широко использовались машинные преобразователи (генератор-двигатель). В настоящее время машинные преобразователи используются редко, а тиристорные преобразователи используются в качестве регулируемого преобразователя переменного тока в постоянный (система "тиристорный преобразователь - двигатель").

Использование тиристорных преобразователей в электроприводах постоянного тока позволяет добиться повышенной управляемости и скорости привода, а также улучшить его энергетические и весовые показатели. Эффективность тиристорного привода постоянного тока на 10-12% выше, чем эффективность системы GD, на 7% выше, чем эффективность привода с магнитными усилителями. Электропривод с тиристорным преобразователем обладает высокой стабильностью скорости, которая может быть увеличена до 0,2% и ниже.

Такие характеристики позволяют значительно улучшить качество технических процессов и снизить энергозатраты на предприятиях, использующих как новое оборудование, изготовленное с использованием ТП, так и старое оборудование, заменив системы управления системами ТП.

1. Характеристика объекта, назначение, принцип действия, принципиальная схема управления, деталировка (эскизы, чертежи узлов)

Система охлаждения двигателя с электронным управлением оптимизирует температуру охлаждающей жидкости в соответствии с нагрузкой двигателя. В соответствии с программой оптимизации, встроенной в память блока управления двигателем, требуемая рабочая температура двигателя достигается благодаря действию термостата и вентиляторов. Таким образом, температура охлаждающей жидкости регулируется нагрузкой на двигатель. Схематически в электронном виде контролируемый охлаждение система (рисунок 1).

Рисунок 1 - Система охлаждения с электронным управлением: 1 - расширительный бачок; 2 - радиатор системы отопления; 3 - клапан отключения радиатора системы отопления; 4 - распределитель охлаждающей жидкости с электронным термостатом; 5 - масляный радиатор коробки передач; 6 - датчик температуры охлаждающей жидкости (на выходе жидкости из двигателя); 7 - датчик температуры охлаждающей жидкости (на выходе жидкости из радиатора); 8 - масляный радиатор; 9 - вентиляторы; 10 - основной радиатор системы охлаждения; 11 - жидкостный насос

Основными отличительными компонентами системы охлаждения с электронным регулированием от обычного является наличие распределителя охлаждающей жидкости с электронным термостатом. В связи с введением электронного управления системой охлаждения, в блок управления двигателем поступает следующая дополнительная информация:

Блок питания термостата (выходной)

Температура охлаждающей жидкости на выходе из радиатора (вход)

Управление вентиляторами радиатора (2 выходных сигнала)

Положение потенциометра на контроллере отопления (вход)

Распределитель представляет собой устройство для направления потока охлаждающей жидкости по маленькому или большому кругу (рисунок 3).

В термостате, в отличие от обычных систем охлаждения, установлено дополнительное отопительное сопротивление 3 (рис. 2).

Рисунок 2 - Электронный термостат: 1 - штифт; 2 - наполнитель; 3 - дополнительное сопротивление

Когда охлаждающая жидкость нагревается, наполнитель 2 разбавляется и расширяется, что приводит к подъему штифта 1. Когда ток не нагревается до сопротивления нагреву, термостат работает как традиционный, но его температура увеличивается до 110 ° C (температура охлаждающей жидкости на выходе из двигателя). Нагревательный резистор 3 встроен в наполнитель. Когда на него подается ток, он нагревает наполнитель 2, который расширяется, в результате чего штифт расширяется на определенную величину " Икс " в зависимости от степени нагрева наполнителя. Теперь вывод 1 перемещается не только под действием нагретой охлаждающей жидкости, но и под действием сопротивления нагреву, и степень его нагрева определяется блоком управления двигателя в соответствии с его программой оптимизации температуры охлаждающей жидкости. В зависимости от характера импульса и времени его подачи степень нагрева наполнителя варьируется.

Распределитель размещен вместо соединительных ниппелей на головке цилиндров и представляет собой устройство для направления потока охлаждающей жидкости по малому или большому кругу.

Малый круг используется для быстрого прогрева двигателя после запуска холодного двигателя. Система для оптимизации температуры охлаждающей жидкости не работает. Термостат в распределительной коробке предотвращает выход охлаждающей жидкости из двигателя и открывает кратчайший путь к насосу. Радиатор не входит в круг циркуляции охлаждающей жидкости. Охлаждающая жидкость циркулирует по маленькому кругу. Положение клапанных дисков таково, что движение охлаждающей жидкости возможно только по направлению к насосу. Охлаждающий агент нагревается очень быстро, что способствует его циркуляции только по маленькому кругу.



Рисунок 3 - Принципиальная схема работы распределителя охлаждающей жидкости с электронным термостатом: 1 - поток жидкости от основного радиатора; 2 - зона отстоя охлаждающей жидкости при закрытой клапанной тарелке; 3 - большая клапанная тарелка; 4 - поток жидкости от двигателя; 5 - поток жидкости от системы отопления; 6 - поток жидкости от масляного радиатора; 7 - поток жидкости от жидкостного насоса; 8 - малая клапанная тарелка; 9 - электронный термостат; а - циркуляция жидкости по малому кругу; б - циркуляция жидкости по большому кругу

Теплообменник системы отопления и масляный радиатор включены в небольшой круг.

Ход охлаждающей жидкости по большому кругу открывается или через термостат в контроллере для достижения температуры около 110 ° C, Или в соответствии с программой нагрузки двигателя, чтобы оптимизировать температуру охлаждающей жидкости, встроенной в блоке управления двигателем.

При полной загрузке двигателя требуется интенсивное охлаждение охлаждающей жидкости. Ток течет к термостату в распределителе, и открывается путь для жидкости из радиатора. В то же время с помощью механического соединения небольшая клапанная пластина блокирует путь к насосу в малом круге.

Насос подает охлаждающую жидкость, выходящую из головки цилиндров, прямо в радиатор. Охлажденная жидкость из радиатора поступает в нижнюю часть блока двигателя и оттуда всасывается насосом.

Также возможна комбинированная циркуляция охлаждающей жидкости. Одна часть жидкости проходит по маленькому кругу, другая - по большому.

Термостат управляется в оптимизированной системе охлаждения двигателя (охлаждающая жидкость движется по маленькому или большому кругу) в соответствии с трехмерными графиками зависимости оптимальной температуры охлаждающей жидкости от ряда факторов, основными из которых являются нагрузка на двигатель, частота вращения коленчатого вала, скорость автомобиля и температура воздуха на впуске. Эти графики определяют значение номинальной температуры охлаждающей жидкости.

Термостат работает только тогда, когда фактическое значение температуры охлаждающей жидкости выходит за пределы поля допуска номинального значения температуры, что обеспечивает постоянство фактической температуры в поле допуска номинальной температуры.

Фактические значения температуры охлаждающей жидкости берутся из двух разных мест в контуре системы охлаждения и передаются в блок управления двигателем в виде сигналов напряжения. Датчики температуры охлаждающей жидкости на выходе из двигателя и на выходе охлаждающей жидкости из двигателя в распределителе работают как датчики с отрицательным температурным коэффициентом. Номинальные температуры охлаждающей жидкости хранятся в блоке управления двигателя в виде графических зависимостей.

При работе двигателя в странах с суровым климатом для повышения температуры охлаждающей жидкости можно использовать дополнительный электрический нагрев. Дополнительный обогрев состоит из трех свечей накаливания. Они интегрированы в точке, где линия охлаждающей жидкости соединена с головкой блока. Сигнал от блока управления реле включает малый или большой нагрев. В зависимости от резерва тока генератора включаются одна, две или три свечи накаливания для подогрева охлаждающей жидкости.

Модуль регулятора (современная модель термостата)

Рисунок 4 - Основные конструктивные элементы

- Термостат с твердым наполнителем

- Нагревостойкость в твердом теле наполнитель

- пружина для механической блокировки каналы охлаждающей жидкости

- один большой и один маленький клапан тарелки

Акт

Охлаждающая жидкость постоянно течет вокруг термостата с твердым наполнителем в распределителе. В неотапливаемом состоянии наполнитель ведет сам, как обычно, однако он настроен на разную температуру.

Через охлаждающую жидкость наполнитель разжижается и расширяется, что приводит к подъему булавки. Когда ток не течет к нагревательному сопротивлению, термостат работает однако обычным образом, температура его работы в соответствии с новой системой регулирования 110 С (температура охлаждающей жидкости на выходе двигателя).

Отопление встроено в наполнитель сопротивление. Когда на него подается ток, он нагревает наполнитель, и штифт теперь движется не только под действием нагретой охлаждающей жидкости, но и под действием нагревательного сопротивления, а степень его нагрева определяет блок управление двигателем в соответствии с его программой оптимизации Температура охлаждающей жидкости.

Блок управления двигателем Simos 3.3

Особенности блока

Программа управления охлаждением двигателя включена в блок управления двигателем Simos 3.3. Оптимизированные зависимости используются для следующих параметров:

- график 1 зависимости номинальной температуры охлаждающей жидкости (обороты и нагрузка двигателя);

- график 2 в соответствии с номинальной температурой охлаждающей жидкости (скорость автомобиля и температура всасываемого воздуха);

- степень открытия большого круга (в зависимости от номинальной температуры охлаждающей жидкости и скорости двигателя);

- разница в температуре охлаждающей жидкости на входе и выходе из радиатора для ступени 1 вентиляторов (в зависимости от массы воздуха, всасываемого двигателем, определяется степенью нагрузки двигателя и частоты вращения);

- разность температур между входом и выходом охлаждающей жидкости на 2 -й ступени вентиляторов (в зависимости от массы воздуха, всасываемого двигателем, определяется степенью нагрузки двигателя и частоты вращения).

В блоке управления двигателем количество подключений от датчиков и исполнительных механизмов увеличено за счет введения электронного управления системой охлаждения:

- термостат питания (выход);

- температура охлаждающей жидкости на выходе из радиатора (входной сигнал);

- управление вентиляторами радиатора (2 выходных сигнала);

- потенциометр на контроллере системы отопления (входной сигнал). Для получения всей другой информации, необходимой для регулирования системы охлаждения, используются существующие датчики управления двигателем.

Функции

Расчеты для оптимизации системы охлаждения двигателя выполняются непрерывно блоком управления. В результате расчетов даны следующие команды:

- для подачи питания на тепловое сопротивление термостата для открытия большого круга кровообращения (контроль температуры охлаждающей жидкости);

- снова контролируйте работу вентиляторов радиатора, чтобы эффективно регулировать температуру охлаждающей жидкости.

Самопроверка

Система охлаждения двигателя с электронным управлением контролируется системой самодиагностики.

Самодиагностика электронного управления системой охлаждения двигателя встроена в электронную систему двигателя. Под контролем самодиагностики находятся датчики, исполнительные механизмы и блок управления. Если блок управления обнаруживает ошибку, резервное значение вычисляется из других входных сигналов и вводится режим аварийного режима. Неисправность регистрируется в регистраторе неисправностей. Кроме того, в блоке измеряемых параметров, используемых при поиске неисправностей, отображаются измеренные значения.

Следующие неисправности выявляются при самодиагностике:

- неисправность датчика температуры охлаждающей жидкости G62 (на выходе из двигателя);

- неисправность датчика температуры охлаждающей жидкости G83 (на выходе из радиатора);

- выход из строя обоих датчиков температуры охлаждающей жидкости;

- неисправность ступеней электровентилятора;

- неисправность клеммной ступени термостата.

2. Описание структурной схемы электронного устройства

Датчик температуры подключен к нормализующему преобразователю, входной каскад которого является мостовой измерительной схемой, которая преобразует изменение сопротивления датчика в напряжение U, снятое с выхода измерительной схемы.

С выхода мостовой измерительной схемы напряжение, соответствующее измеренной температуре, подается на усилитель, в котором измеренный сигнал масштабируется и линеаризуется. Для контроля температуры линеаризованный сигнал поступает на АЦП, с которого цифровой сигнал поступает на индикатор, показывающий значение температуры контролируемого объекта. С выхода усилителя сигнал также подается для компаратора.

Сигнал от компаратора подается на центральный блок управления, выданный Fal. Когда компаратор срабатывает, CCU генерирует сигнал, который запускает формирователь импульсов на таймере. Импульсы поступают на счетчик. Сигнал с выхода счетчика поступает на привод.

2.1 Описание электрической схемы электронного устройства

Когда термистор нагревается, его сопротивление увеличивается нелинейно. В свою очередь, датчик температуры подключен к измерительной мостовой схеме, которая преобразует изменение сопротивления датчика в напряжение U, взятое с выхода измерительной схемы, которое сбалансировано при температуре 20 єС.

С выхода мостовой измерительной схемы напряжение, соответствующее измеренной температуре, подается на усилитель, в котором измеренный сигнал масштабируется и линеаризуется.

Сигналы от датчиков поступают на логический элемент, выполненный для реализации указанного FAL (133₁₀ = 10000101₂). Логический элемент выполнен на двух микросхемах: логика "И-НЕ" и "ИЛИ-НЕ". Когда состояние датчиков соответствует комбинации входных сигналов, так что на выходе логического устройства устанавливается логическая единица, генератор импульсов на таймере начинает работать, и счетчик начинает считать импульсы для задачи выполнения. Блок.

После запуска таймера ПФН температура на объекте управления процессом должна подняться до Т ₂ = 60 єС и выдерживал 25 минут, затем опустил до Т ₁ = 35 єС,

Сигнал с выхода счетчика делителя поступает на привод. Исполнительным устройством является реле RES6 RF0.452.125.

В качестве АЦП микросхема KR572PV2 будет использоваться специально для работы с ALS324B, с которой будет осуществляться отображение. Напряжение питания АЦП + 5В.

2.2 Описание цепи питания

Источник питания (рисунок 5) состоит из трансформатора, трехфазного выпрямителя с отводом от нулевой точки на диодах VD2 - VD4, индуктивно-емкостного фильтрующего устройства типа L и стабилизатора напряжения на K140. EH 2 интегральные схемы, Конденсаторы C10 - C13 предназначены для получения поляризованного напряжения.

Выбор и расчет элементов схемы электронного устройства. расчет из датчик схема: терморезистор CT6-1B.



Рисунок 5 - Схема преобразователя сопротивление-напряжение

температурный коэффициент сопротивления (ТКС)

(1)

Найдем отсюда коэффициент A

(2)

Построим график зависимости сопротивления от температуры.



Рисунок 6 - Температурная характеристика СТ 6-1Б при

Построим график зависимости выходного напряжения от температуры.

Рисунок 7 - Зависимость выходного напряжения от температуры



Отсюда найдём максимально допустимый ток, протекающий через терморезистор:

Выберем операционный усилитель DA3 - К 140УД 11. Для него:

180

72,6

,44 В

Возьмем

72,6 = 72,42 кОм

(3)

Резисторы

Мощность рассеиваемая на резисторах:

В результате проведенных расчетов, получили следующие номинальные значения элементов:

R₁ - МЛТ-0,125Вт-24кОм±5%

R₂ - МЛТ-0,125Вт-24кОм±5%

R₃ - МЛТ-0,125Вт-180Ом±5%

R₅ - МЛТ-0,125Вт-10кОм±5%

R₆ - МЛТ-0,125Вт-10кОм±5%

DA1 - К 140УД 11

DA2 - К 140УД 11

2.3 Расчет функционального усилителя

Т.к. на выходе преобразователя сопротивление - напряжение сигнал нелинейный, то для линеаризации воспользуемся функциональным усилителем (рисунок 8).



Рисунок 8 - Схема функционального усилителя

Максимальное выходное напряжение по модулю не должно превышать 0,9max{}.

Максимальное по модулю входное напряжение не должно превышать U_п/4.

Разобьем нашу передаточную функцию на требуемое количество участков аппроксимации при этом будут получены соответствующие значения напряжений в узлах аппроксимации (U_{ВХ i}; U_{ВЫХ i});

Занесем эти значения в таблицу 1.

Таблица 1 - Таблица значений

Uвх, В	0.067	0.67	3
Uвых, В	-3.5	-5	-6
T, 0C	35	50	60

Примем R₉ = 10 кОм

Сопротивления относительно малы, поэтому ими пренебрегаем. Примем напряжения питания преобразователя:

Для того, чтобы преобразовать аналоговый сигнал в цифровой, а также подключить индикацию будем использовать компаратор в интегральном исполнении К 521СА 2. Напряжение срабатывания для данного компаратора задается с помощью делителя R₇-R₈ и подается на неинвертирующий вход. Для данной схемы оно равно -6 В. При достижении напряжения срабатывания на инвертирующем входе компаратора на его выходе устанавливается напряжение

Установим опорное напряжение.U_оп = -15 В.

Рисунок 9 - Схема компаратора в интегральном исполнении

Примем сопротивление R₁₃ = 10 кОм

;

;

;

;

;

;

;

;

R₇ - МЛТ-0,125Вт-3,9Ом±5%

R₈- МЛТ-0,125Вт-30кОм±5%

R₉ - МЛТ-0,125Вт-10кОм±5%

R₁₀ - МЛТ-0,125Вт-5.1кОм±5%

R₁₁- МЛТ-0,125Вт-5.7кОм±5%

R₁₂ - МЛТ-0,125Вт-522кОм±5%

R₁₃- МЛТ-0,125Вт-10кОм±5%

R₁₄- МЛТ-0,125Вт-3кОм±5%

DA3- К 140УД 11

DA4- К 521СА 2

VD1-VD2-Д 226Е

2.4 Расчет и выбор элементов цифровой части

Для задания алгоритма работы исполнительного устройства необходимо ЦУУ, функциональной основой которого является ФАЛ. Построим схему ее реализации.

По заданию ФАЛ -133₁₀. Составим таблицу истинности и запишем логическое выражение заданной функции в виде СДНФ:

133₁₀ = 10000101₂

Преобразуем выше записанную СДНФ и составим схему соединения логических элементов И-НЕ (рисунок 10), реализующих данную функцию:

Таблица 2 - Таблица истинности

x1	x2	x3	F
0	0	0	1
0	0	1	0
0	1	0	1
0	1	1	0
1	0	0	0
1	0	1	0
1	1	0	0
1	1	1	1

Таблица 3 - Таблица истинности

	0	1
	0	1
	1	0
	0	0



Рисунок 10 - Схема реализации ФАЛ

Для реализации ЦУУ воспользуемся микросхемами:

DD1 - К 564ЛЕ 5

Рисунок 11 - Таблица истинности и назначение выводов микросхемы DD1 - К 564ЛЕ 5

DD2 - К 564ЛА 7



Рисунок 12 - Таблица истинности и назначение выводов микросхемы DD2 - К 564ЛА 7

DD1 - К 564ЛЕ 5

DD2 - К 564ЛА 7

2.5 Расчет формирователя импульсов

Сигнал с ЦУУ поступает на триггер, который в свою очередь запускает таймер. По заданию необходимо обеспечить длительность Дt = 25 мин. Сигналы с формирователя импульсов будем подавать на счетчик K555ИЕ 10, который собран в схеме с коэффициентом счета равным 120.

Рисунок 13 - Схема формирователя импульсов на таймере

Вывод 5 таймера подключается через конденсатор С ₂ = 10нФ к общему проводу для подавления помех. Емкость конденсатора С ₁ возьмем равной 100мкФ, сопротивление R₁₆ -39кОм, сопротивление R₁₅ -100кОм. Тогда длительность паузы:

Тогда длительность импульса:

(с

Тогда период импульса:

с

120₁₀ = 1111000₂

Рисунок 14 - Схема на счетчике К 555ИЕ 10



Рисунок 15 - Синхронный 4-разрядный двоично-десятичный счетчик

В качестве микросхемы на логических элементах выберем микросхему К 555ЛИ 1. Условное графическое обозначение

Рисунок 16 - Четыре логических элемента 2И

В качестве триггера выберем микросхему К 555ТР 2

Рисунок 17 - Четыре RS- триггера

Рассчитаем мощности резисторов:

;

;

R₁₅ - МЛТ-0,125Вт-100кОм±5%

R₁₆- МЛТ-0,125Вт-39кОм±5%

С 1 - К 53-65-100мкФ±10% 16В

С 2 - К 73-17-10нФ±5% 63В

DD3-NE555

DD4- К 555ИЕ 10

DD5- К 555ИЕ 10

DD6- К 555ЛИ 1

DD7- К 555ТР 2

2.6 Расчёт ПИ-регулятора

Передаточную функцию любого регулятора можно записать с помощью общей формулы:

Передаточная функция имеет знак минус. В реальной системе это недопустимо. Поэтому конечная схема должна быть дополнена инвертирующим усилителем, который может быть включён как после так и перед схемой.



Рисунок 18 - Схема ПИ-регулятора

Учитывая то, что в систему необходимо включить инвертирующий усилитель, ПФ для ПИ-регулятора примет вид:

Зная, что Kп = 0.74 при wo = 7.04 Гц и Ku = 9.52,рассчитаю R31, R32 и С 8.

R31/R32 = 0.74

1/(R31C8) = 9.52

Из ряда Е 24 выбираем:

R31 = 3 кОм и R32 = 3.9 кОм.

Из ряда Е 12: C8 = 0.033 мФ

Выбираю сопротивления R33 = R34 = 10 кОм

R₃₁ - МЛТ-0,125Вт-3кОм±5%

R₃₂ - МЛТ-0,125Вт-3,9кОм±5%

R₃₃ - МЛТ-0,125Вт-10кОм±5%

R₃₄ - МЛТ-0,125Вт-10кОм±5%

С ₈ - К 52-1 33мкФ 6,3В±10%

DA6-DA7 - К 140УД 11

Полученный график (рисунок 19) сравним с тем, который необходимо получить (рисунок 20).

Очевидно, что ПИ-регулятор реализован правильно.

Рисунок 19 - Полученный график

Рисунок 20 - График, который необходимо получить

Заключение

В промышленности диски с управляемым и полупроводник тиристоры широко используемый, Тиристоры изготавливаются для токов до сотен ампер, для напряжений до 1000 вольт и более. Они характеризуются высокой эффективностью, относительно небольшими размерами, высокой скоростью и способностью работать в широком диапазоне температур окружающей среды (от -60 до +60 ° С).

Электропривод, в котором режим работы его исполнительного двигателя (ID) или другого исполнительного механизма (IM) управляется преобразовательным устройством (PU) на тиристорах

В тиристорных приводах переменного тока в качестве идентификаторов чаще всего используются асинхронные и синхронные трехфазные электродвигатели. Их работа может регулироваться путем изменения частоты и амплитуды напряжения, подаваемого на статор, а в случае синхронного двигателя - также путем изменения тока в обмотке возбуждения. В тиристорных электроприводах этого типа, питаемых от источника переменного тока, тиристорный преобразователь частоты обычно используется в качестве регулятора для блока управления, выполненного либо с промежуточным звеном постоянного или переменного тока, либо в соответствии с цепью с прямой связью. При питании таких тиристорных электроприводов от источника постоянного тока в качестве PU используется автономный инвертор. Реверсирование ID в тиристорных приводах переменного тока осуществляется путем изменения последовательности фаз напряжения, подаваемой на статор.

В тиристорных электроприводах постоянного тока используются двигатели постоянного тока с последовательным, параллельным, смешанным или независимым возбуждением, которое может управляться катушкой якоря или катушкой возбуждения. В тиристорных электроприводах этого типа, питаемых от источника переменного тока, ПУ служит тиристорным выпрямителем. Если такие тиристорные электроприводы питаются от источника постоянного тока, то ПУ изготавливаются в виде регулятора импульсов постоянного тока или системы "инвертор-выпрямитель" с промежуточным звеном переменного тока повышенной частоты. В тиристорных электроприводах постоянного тока изменение ID производится путем изменения направления тока в обмотке якоря или обмотки возбуждения двигателя (в этом случае используется второй такой же ПУ, включенный в антипараллельный с первым по отношению к идентификатор цепи).

Для гальванической развязки цепей питания и нагрузки, а также, при необходимости, согласования напряжения питания и значения ID в тиристорном приводе, используйте трансформатор, включающий его на входе панели управления (если тиристорный привод питание от источника переменного тока) или в его промежуточном звене (при подаче питания на тиристорный привод постоянного тока). Энергия, передаваемая через PU, контролируется системой ручного или автоматического управления и регулирования (RMS), включая источники питания, управление частотой и напряжением, генерацию управляющих импульсов для тиристоров силовых цепей PU, а также блоки защиты от короткого замыкания, токи, перегрузки и перенапряжения.

Современные RMS работают на типичных логических блоках и интегральных схемах с небольшими размерами, высокой скоростью и надежностью. Для отвода тепла от тиристоров и ID используется естественное или принудительное воздушное или жидкостное охлаждение.

Тиристорные электроприводы используются в различных отраслях промышленности и транспорта. Мощность тиристорных приводов составляет (в зависимости от их назначения) от нескольких кВт до 10 МВт и выше.

Тиристор представляет собой устройство, которое не полностью контролируемый, который включен путем подачи соответствующего потенциала к управляющему электроду, и выключается только силой разрыва цепи тока путем отключения напряжения, естественно, пересекая ее через ноль, или путем применения обратное напряжение гашения напряжения. Изменяя момент подачи управляющего напряжения (его задержку), можно регулировать среднее значение выпрямленного напряжения и, следовательно, скорость двигателя.

Среднее значение выпрямленного напряжения при отсутствии регулирования определяется в основном схемой включения тиристорного преобразователя. Схемы преобразователя делятся на два класса: с нулевым выходом и мостом.

В установках средней и высокой мощности в основном используются мостовые схемы преобразователей, что в основном обусловлено двумя причинами:

а) меньшее напряжение на каждом из тиристоров,

б) отсутствие постоянной составляющей тока, протекающего через обмотки трансформатора.

Цепи преобразователя также могут различаться по количеству фаз: от одной в маломощных установках до 12-24 в мощных преобразователях.

Все варианты тиристорных преобразователей, наряду с положительными свойствами, такими как малая инерция, отсутствие вращающихся элементов, меньшие размеры (по сравнению с электромеханическими преобразователями), имеют ряд недостатков:

1. Жесткое подключение к сети: все колебания напряжения в сети напрямую передаются в приводную систему, а скачки нагрузки на осях двигателя немедленно передаются в сеть и вызывают скачки тока.

2. Низкий коэффициент мощности при снижении напряжения регулирования.

Список использованных источников

1. Ключев В.И. Теория электропривода: Учеб. для вузов -2-е изд. перераб. и доп. - Москва: Энергоатомиздат, 1998-704с.: ил.

2. Чиликин М.Г., Ключев В.И., Сандлер А.С., Теория автоматизированного электропривода: учебное пособие для вузов.-Москва: Энергия, 1979 -616с.: ил.

3. Бычков В.П. Электропривод и автоматизация металлургического производства: учебное пособие для вузов.- 2-е изд., перераб. и доп. - Москва: Высшая школа, 1977. -391с.: ил.

4. Марголин Ш.М. Электрооборудование конверторных цехов.-Москва: Металлургия, 1987. -279с.:ил.

5. Ривкин Е.Н. Динамика приводов станков. -м: Маниностроение. 1966. - 340с.:ил.

6. Косматов В.И. Проектирование электроприводов металлургического производства: учебное пособие. 3-е изд. перераб. - Магнитогосрк: МГТУ, 2002. -244с.: ил.

7. Лукин А.Н., Белый А.В. Исследование линейных динамических звеньев и систем автоматического регулирования с использованием пакета MATLAB - SIMULINK: учебное пособие, Магнитогорск: ГОУ ВПО "МГТУ им. Г.И. Носова", 2007. - 152с.:ил.

Размещено на Allbest.ru