Структурная схема замкнутой САУ.

Uз – напряжение задания или задающий сигнал.

ЭС – элемент сравнения

Uу – управляющий сигнал

Uу' – управляющий сигнал после усиления

У – усилитель

ЭП – электро-привод

- угловая скорость

Р.М. – рабочая машина

М – возмущающее воздействие в виде момента на валу

Ко.с.- делитель обратной связи

Uо.с.- напряжение обратной связи

Требования предъявляемые к замкнутой САУ.

САУ должны обеспечивать:

1. Управление пуском, реверсом и торможением ЭП (электро привода).

2. Защиту силовых цепей и цепей управления от перегрузок и коротких замыканий.

3. Поддержание главного параметра (например, скорости) на заданном уровне.

4. Слежение за программой (её копирование)

5. Выбор оптимальных режимов работы.

Основные узлы принципиальных схем управления электропривода.

Главные цепи:

- это цепи связанные с якорными, статорными, роторными обмотками эл.двигателей.

По ним протекают большие токи.

Выполняются проводниками большого сечения, поэтому на схемах изображаются в толстых линиях.

Цепи возбуждения:

- их токи меньше, чем в главных цепях, но в мощных эл.приводах выполняются проводниками большого сечения, поэтому изображаются в толстых линиях.

Цепи управления:

- предназначены для управления силовой частью эл.привода.

Токи в них не превышают – 16А.

Выполняются проводниками небольшого сечения (1, 5-2, 5мм²).

Правила выполнения электрических схем

Принципиальная электрическая схема (ПЭС) электро привода (ЭП) даёт полное представление о её работе.

На ПЭС изображаются все элементы электроприводов (якорь, статор, обмотка возбуждения).

Правила:

1.Если в схеме несколько аппаратов одинакового возбуждения, то после буквенного обозначения д.б. поставлен его порядковый номер. Порядковые номера элементам устройства управления следует присваивать начиная с единицы в пределах группы элементов имеющих одинаковый буквенный код, в соответствии с последовательностью расположения элементов или устройств на схеме сверху-вниз, в направлении слева-направо.

2.Буквенно-цифровое обозначение проставляют на схеме рядом с условным графическим обозначением (УГО) устройства с правой стороны или над ними.

3.Принципиальные схемы выполняются разнесенным методом т.е. отдельные элементы различных аппаратов представляют на схеме не в соответствии с их действительным расположением в корпусе аппарата, а так чтобы было видно работу схемы управления и выделялись отдельные цепи.

4.Каждый аппарат в данной схеме должен иметь условное обозначение присущее только ему и все элементы одного и того же аппарата должны иметь одинаковое обозначение.

5.Контакты всех аппаратов изображаются в ПЭС в таком положении, когда на них не действуют механические и магнитные силы (аппараты не включены).

6.Все электрические соединения на ПЭС отмечаются точкой.

Порядок чтения схем.

1.Приступая к чтению схемы нужно найти главную цепь.

2.Определить тип двигателя и условия его запуска.

3.В главой цепи находят контакты аппаратов подающих питание на двигатель от сети и определяют что нужно сделать, чтобы эти контакты замкнулись.

4.Находят цепи питания катушки контактора или пускателя, управляющую пуском двигателя и анализируют все элементы в цепи питания катушки аппарата.

Схема управления не реверсивного АД (Асинхронного Двигателя) с КЗР (коротко замкнутый ротор).

При включенном автомате (QF) и (SF) нажимаем кнопку (SB2)-«пуск», тогда по цепи

L3-SF-SB1-SB2-RM-KK-N протекает ток вызывая срабатывание контактора (KM). При этом замыкаются 3 силовых контакта (KM) подавая напряжение на статор АД и замыкается блок контактов (KM) шунтируя кнопку (SB2). Для отключения двигателя нажимаем кнопку (SB1) при этом обесточивается катушка (KM), контактор размыкает свои контакты отключив двигатель от сети. Двигатель в данной схеме тормозится свободным бегом.

(отличие от динамического: при динамическом торможении отключается напряжение и цепь ротора подключена к внешнему сопротивлению, а в данном случае только отключают напряжение и ротор тормозит за счёт сил трения в подшипниках).

Реверсивная схема АД с КЗР.

SF-это двухполюсной автомат т.к. фазное напряжение 380В, если бы L1-N, было = 220В, то однополюсный SF автомат.

Данная схема отличается от предыдущей:

1.Реверсивный контактор (пускатель) – это два нереверсивных пускателя установленных на одной пластине с общим тепловым реле.

2.Управление от 3-х постовой кнопки SB1-стоп, SB2-вперед, SB3-назад.

3.Предусматривается электрическая блокировка с помощью размыкающихся блок контактов в цепи питания катушек смежных контакторов.

Виды защиты в системах управления ЭП.

Защита предназначена для предотвращения повреждения электрического оборудования и устранения дальнейшего развития от действия возникшего повреждения.

Виды защиты:

1.Защита от К.З.-я и максимальная токовая защита главных цепей и цепей управления.

Защита от К.З.-я.

а) – обеспечивает немедленное отключение от цепи, в которых произошло К.З.-е или чрезмерное увеличение тока.

Защита от К.З.-я осуществляется с помощью автоматических выключателей, предохранителей с электромагнитным расцепителем.

Защита предохранителями имеет существенный недостаток:

- при перегорании одной из вставок двигатель будет работать на 2-х фазах и сгорит.

При защите автоматическим выключателем отключаются сразу все 3 фазы.

б) максимальная токовая защита.

- осуществляется на реле максимального тока.

Катушки токового реле включаются в 2-е или 3 фазы 3-х фазных двигателей в один или два полюса ДПТ.

2 .Защита двигателя от перегрузки током длительно превышающем его номинальное значение.

- предотвращает сгорание двигателя от перегрева при продолжительном режиме работы с перегрузкой и при ненормальных режимах работы.

Не реагирует на кратковременное превышение тока из-за наличия тепловой инерции.

Если ток превысит в 1, 3 раза номинальный ток реле перегреется и отключит двигатель. Тепловое реле (KK) отслеживает все 3 фазы.

3.Защита от самозапуска или нулевая защита.

При значительном снижении напряжения или его исчезновение в сети отключает двигатель и предотвращает его самопроизвольное включение после восстановления напряжения в сети.

В тех случаях, когда двигатель управляется кнопками и контактором, нулевая защита выполняется этими аппаратами без дополнительных средств.

При исчезновении или сильной посадке напряжения катушка контактора (KM) на момент потеряет питание, контактор (KM) отключится.

При восстановлении напряжения включение двигателя м.б. осуществлено только после нажатия кнопки (SB2).

При управлении электроприводом командо-контроллером или универсальным переключателем (SA) т.е. ключом с фиксированным положением рукояток, защита осуществляется с помощью дополнительного реле напряжения.

Контакторы управления двигателем питаются через универсальный переключатель и замыкающийся контактор (KV). При исчезновении напряжения катушка (KV) теряет питание, (KV) отключается. Самопроизвольный пуск двигателя невозможен т.к. контактор ключа (SA), включающий реле (KV), замкнут при положении «вперёд» или «назад». Для включения двигателя после восстановления напряжения в сети, необходимо рукоятку (SA) вновь поставить в положение «выключено» (положение ноль на схеме), этим включая (KV). Затем перевести рукоятку вперёд или назад для запуска электродвигателя.

4. Защита при обрыве цепи в обмотке возбуждения.

Применяется для ДПТ и СД.

Выполняется на реле минимального тока. Катушка реле тока включается последовательно с обмоткой возбуждения. При наличии достаточного тока в этой цепи, реле срабатывает и замыкает свой нормально разомкнутый контакт, находящийся в цепи питания катушки контактора, осуществляющего управление двигателем. В случае обрыва цепи обмоткаи возбуждения, реле отключается, отключая контактор.

5.Защита от перенапряжения.

Выполняется на реле максимального напряжения. При напряжении равном или большем напряжению уставки, реле (KV) выключается, размыкая свой контакт, отключая лампочку от сети, предотвращая её перегорание от высокого напряжения.

6.Защита от выпадения СД из синхронизма.

Применяется в электроприводах работающих с резкоизменяющейся нагрузкой на валу двигателя и питающей сети, в которой возможно снижение напряжения.

График синхронного двигателя:

Блок машинного возбуждения это, по сути, генератор.

Защита осуществляется с помощью реле напряжения (KV) и контактора форсировки возбуждения (KM2), замыкающийся контакт которого включен параллельно добавочному резистору (R_Д) в цепи обмотки возбуждения возбудителя (В).

При нормальном уровне напряжения в сети реле (KV) включено, а (KV2) выключено. Поэтому резистор (R_Д) введён в цепь обмотки возбуждения возбудителя (В) и по ней протекает номинальный ток.

При снижении напряжения в сети на 15-20%, реле (KV) отключается и замыкает свой размыкающийся контакт в цепи катушки (KM2).

(KM2) включается и своим контактом шунтирует (R_Д). Ток возбуждения возбудителя и следовательно вырабатываемого им ЭДС возрастают, тем самым, увеличивается ток возбуждения СД, а следовательно и увеличивается максимальный момент СД и перегрузочная способность. За счёт этого двигатель надёжно удерживается в синхронизме.

7.Электрическое блокирование.

- это блокировка позволяет получить определённую последовательность операций при его управлении. Предотвращение внештатных и аварийных ситуаций, неправильных действий со стороны оператора.

Рисунок:

При работе двух контакторов вперёд-назад (KM1 и KM2), используется перекрёстное включение их размыкающихся контактов в цепи катушек не допуская включение первого контактора при включенном другом.

Такая блокировка применяется в реверсивных электроприводах и электроприводах с электрическим торможением и разгоне двигателя по ступеням. Механическое блокирование (KM1) и (KM2) осуществляется с помощью сдвоенных двухсцепных кнопок управления, имеющих замыкающиеся и размыкающиеся контакты, связанные одним толкателем. Нажатие на кнопку приводит к одной цепи и размыканию другой цепи.

8.Путевая защита.

В реверсивных схемах многих механизмов, где требуется ограничение хода за пределы допустимой зоны (створки лифта, двери ворот, кран-балки) в схему включаются контакты конечных выключателей.