Элементы автоматизированного электропривода (стр. 1 из 2). Элементы автоматизированного электропривода


Элементы автоматизированного электропривода

В современном производстве наибольшее количество технологических процессов осуществляется с помощью электрической энергии, преобразуемой в механическую энергию посредством электромеханических устройств - электрических машин.

Требования, предъявляемые к качеству продукции, а также к производительности механизмов, реализующих ту или иную технологию, очень высоки. Они могут быть достигнуты в системах большой точности и высокой производительности. Такой системой, чаще всего, является система автоматизированного электропривода.

В ней имеет место преобразование электрической энергии в механическую, что необходимо для реализации нужной технологии.

Понятие “электропривод” тесно связано с понятием “электрическая машина”, которая является основным элементом электропривода. С этим элементом всегда связан более или менее сложный сопутствующий антураж, который тем сложнее, чем более обширные функции возлагаются на электропривод и чем более жесткие требования к нему предъявляются.

С понятием “автоматизированный электропривод” удобно познакомиться, рассматривая функциональную схему, составленную из основных, входящих в него элементов.

Энергия, поступающая из сети (может иметь место и обратное направление энергии), на пути к рабочему органу механизма претерпевает целый ряд преобразований. Так, СП преобразует электрическую энергию, потребляемую из сети, в такой вид электрической энергии, которая может потребляться электродвигателем (М).

В свою очередь, М преобразует эту электрическую энергию в механическую энергию вращающегося вала. Кинематическая цепь преобразует механическую энергию с одними параметрами (момент, частота вращения) в механическую энергию с другими параметрами.

 

Рис 1

 

Силовой преобразователь (СП) расположен в начальной части цепочки преобразования энергии при её прямом направлении, и в конечной части этой цепочки - при обратном направлении. Через СП проходит весь поток энергии и, если удаётся найти рациональный способ воздействия на СП, можно регулировать этот поток энергии и тем самым реализовывать разнообразные функции, возлагаемые на электропривод. Устройство, воздействующее на СП, является тем элементом, через который выполняется функция управления преобразователем. На входе управляющего устройства находится система регулирования координат, то есть переменных величин, которые подлежат регулированию в процессе выполнения электроприводом своих функций. Такими регулируемыми координатами могут быть, например, такие, как напряжение, подаваемое на электродвигатель, ток в цепи питания электродвигателя, частота вращения электрической машины, перемещение рабочего органа исполнительного механизма и др.

На систему регулирования координат могут осуществляться различные воздействия - задающее воздействие, воздействие обратных связей, корректирующие воздействия, с учетом которых система регулирования координат вырабатывает результирующий сигнал, поступающий на управляющее устройство СП. Для оценки результата регулирования той или иной координаты на систему регулирования координат должна непрерывно поступать информация о реальном значении той переменной, которая подлежит регулированию. Эта информация поступает в виде стандартизованных электрических сигналов, вырабатываемых датчиками различного вида. Датчики - это информационные устройства, преобразующие тот или иной вид переменной (напряжение, ток, момент двигателя, частота его вращения, перемещение рабочего органа) в стандартизованный сигнал.

На приведённой функциональной схеме пунктирной линией очерчены элементы, совокупность которых определяет такое обобщающее понятие как автоматизированный электропривод. В ряде случаев некоторые виды элементов могут отсутствовать (те или иные датчики, корректирующие воздействия), в других случаях схема может быть усложнена.

Успехи автоматизации технологических процессов зависят от многих факторов - начиная от уровня организации производства, квалификации и психологической готовности обслуживающего персонала принять эту автоматизацию и кончая качеством технических средств её реализации. Последний фактор определяется техническими возможностями и свойствами элементов, из которых реализована та или иная автоматизированная система.

Элементная база автоматизированного электропривода (АЭП) является предметом изучения курса “Элементы автоматизированного электропривода”. Элементы АЭП разнородны и многофункциональны. Им посвящен не один курс дисциплин, изучаемых на нашей специальности. Главным и важнейшим элементом АЭП является электрическая машина, предназначенная для преобразования электрической энергии в механическую, или, наоборот, механической энергии в электрическую. Эти преобразования энергии могут быть реализованы только посредством электрических машин того или иного вида. Этот важнейший элемент настолько многогранен, что он рассматривается в различных изучаемых вами дисциплинах с различных точек зрения. Эта проблема затрагивается в большей или меньшей степени в таких дисциплинах, как ТОЭ, электрические машины, электромеханические устройства, ТАУ и в целом ряде специальных дисциплин. Некоторые свойства системы “СП - электрическая машина” рассматриваются и в дисциплине “элементы АЭП”.

Наряду с рассматриваемым “главным” элементом электропривода- электрической машиной другие элементы изучаются в таких дисциплинах, как “технические средства автоматизации”, “электроника”, “элементы АЭП”.

 

1.1.Понятие и классификация элементов АЭП.

 

Элемент АЭП - это устройство, входящее в состав АЭП, как конструктивная единица, или объединенная конструктивно с другими элементами, выполняющая определенную энергетическую функцию или функцию управления.

Элементы АЭП подразделяются на:

1. Силовые элементы

2. Элементы управления

3. Информационные элементы

В перечне элементов АЭП кроме элемента “электрическая машина” можно выделить такой функционально важный элемент, как силовой преобразователь электропривода. Рассматриваемый курс посвящен именно ему, так как он играет решающую роль при реализации важнейшей функции АЭП - регулировании потока энергии, поступающей из электрической сети к двигателю, или обратно. Реализация именно этой функции позволяет решить с помощью электропривода многие сложные технологические проблемы.

 

1.2.Общие сведения о силовых преобразователях

Электропривода.

 

Силовой преобразователь является элементом, обеспечивающим требуемые параметры и количество электроэнергии, подводимой к электрической машине (напряжение, ток, частота переменного тока). От точности реализации заданных параметров зависит точность технологических операций, их быстродействие и качество.

Характер требуемого преобразования энергии определяется двумя факторами:

1. параметрами электрической энергии питающей сети;

2. параметрами электрической энергии, потребляемой или вырабатываемой электрической машиной.

При питающей сети переменного тока (f=const, u=const) и при использовании в качестве электрической машины - машины постоянного тока силовой преобразователь (СП) должен выполнять функцию управляемого выпрямителя или ведомого сетью инвертора. Именно такой вид преобразователей будет нами рассматриваться и изучаться в начале нашего курса.

При питающей сети постоянного тока и электрической машины постоянного тока, напряжение к ней может подводиться через импульсный преобразователь, который, в этом случае, выполняет функцию регулятора напряжения. В связи с этим, нами будут изучаться импульсные преобразователи постоянного тока.

При питающей сети переменного тока и использовании электрической машины переменного тока регулировать поток энергии можно двумя способами:

1. Регулированием подводимого к электрической машине уровня переменного напряжения без изменения его частоты. Эту функцию могут выполнять регуляторы переменного напряжения;

2. Регулированием частоты, подводимого к электрической машине переменного напряжения с одновременным регулированием величины (амплитуды) этого напряжения. Эта функция может быть выполнена преобразователями частоты переменного напряжения.

 

2.0.Некоторые сведения о свойствах и характеристиках силовых полупроводниковых приборов.

Реализация всех устройств силовых преобразователей, которые рассматриваются и изучаются в данном курсе, осуществляется на базе силовых полупроводниковых приборов, которые получили в настоящее время широкое распространение. Такими приборами являются: силовые неуправляемые вентили, тиристоры и силовые транзисторы. Каждый из названных приборов имеет свои достоинства и недостатки и свою область применения. Но наиболее широкое применение получили силовые полупроводниковые управляемые вентили - тиристоры. Но рассмотрение свойств и характеристик полупроводниковых приборов начнем с силовых неуправляемых вентилей.

Неуправляемый полупроводниковый вентиль представляет собой нелинейное несимметричное активное сопротивление, величина которого зависит от величины и знака (полярности) приложенного к прибору напряжения. При одной полярности (прямой), когда к аноду подключен положительный полюс источника питания (+), а к катоду отрицательный, вентиль имеет малое сопротивление.

При противоположной полярности питающего напряжения сопротивление вентиля большое. Такая полярность напряжения называется обратной.

Вольт - амперная характеристика вентиля имеет прямую ветвь, расположенную в 1- ом квадранте координат “U - I” и обратную - в 3- ем квадранте. Масштабы при графическом изображении вольт - амперной характеристики принимают различные. Прямое напряжение (+U) измеряется единицами, или, даже, долями вольт, обратное напряжение (-U) - сотнями, или тысячами вольт. С другой стороны, прямые токи (+iв) могут составлять сотни ампер, обратные (-iв) - десятки миллиампер. На прямой ветви вольт - амперной характеристики можно выделить два участка: участок большого сопротивления (А) и участок малого сопротивления (Б). Участок Б близок к прямолинейному, поэтому часто пользуются приемом “спрямления” вольт - амперной характеристики вентиля, представляя его схему замещения при рассмотрении прямой ветви характеристики в виде последовательно включенных идеального вентиля, источника порогового напряжения (U0) и линейного сопротивления (Rд).

 

Рис 2 Рис 3

 

Обратная ветвь вольт - амперной характеристики может быть разбита на три участка: В - участок высокой проводимости (малого сопротивления)

Похожие статьи:

poznayka.org

Элементы автоматизированного электропривода

Федеральное агентство по образованию

Сибирский федеральный университет

Институт цветных металлов и золота

Контрольная работа

Дисциплина: Электроснабжение предприятий

2010

ЗАДАЧА 1

Рассчитать коэффициент усиления

и ограничение выходного напряжения усилителя, коэффициент обратной связи по напряжению УП, обеспечивающие статизм внешней характеристики УП в нормальном режиме = 1,5 %, при условии, что УП имеет линейную характеристику управления с неизменным коэффициентом усиления , номинальный статизм без обратной связи и жёсткую внешнюю характеристику в диапазоне изменения тока нагрузки от 0 до двойного номинального значения Номинальное напряжение .

Дано:

= 1,5 %; ;

.

- ?

Решение.

Структурная схема управляемого преобразователя (УП) представлена на рис.1.

Рис.1. Структурная схема УП с входным усилителем и обратной связью по напряжению

Так как согласно исходным данным ЭДС УП без обратной связи остается неизменной при изменении тока нагрузки, то падение напряжения определяется только неизменным внутренним сопротивлением RП и

При действии отрицательной обратной связи по напряжению внешняя характеристика становится более жесткой и

Следовательно, общий коэффициент усиления по замкнутому контуру напряжения (

) определится из соотношения и : .

Так как задано

, то можно определить произведение

Разделить коэффициенты

можно, если известно номинальное значение задающего напряжения Uз.ном. . Пусть Uз.ном. = 10 В, тогда ,

и, следовательно,

.

Тогда

Для определения ограничения выходного напряжения усилителя требуется найти максимальное значение ЭДС УП:

Тогда Uнас = Емах / Кн = 328,4 / 3,24 ≈ 100 В.

Уравнение внешней характеристики:

Определить, как изменится статизм внешней характеристики УП с данным задачи 1, если ввести дополнительно с помощью положительной обратной связи по напряжению на уровне

.

Решение.

Таким образом, управляемый преобразователь по условию задачи должен иметь две образные связи по напряжению: отрицательную, действующую через входной усилитель с ограничением, как это показано на рис.1, и положительную, которая вводится непосредственно на вход УП. Тогда при критической настройке обратной связи согласно Ко.н.к. = 1/ Ку Кп будет Ко.н.2 = 1/ Кп = 1/5 = 0,2.

Преобразователь, окруженный такой связью, приобретает свойства источника тока с характеристикой

Iн = Uвх / (Ко.н.2 RП ).

Для заданного токоограничения

входное напряжение УП, т.е. выходное напряжение усилителя, приобретает значение

Определим внешнюю характеристику УП с учетом одновременного действия отрицательной и положительной связей:

, т.е. ; .

Сравнивая рабочие участки внешних характеристик в задачах 1 и 2 замечаем, что введение дополнительной положительной связи с критической настройкой повышает статизм в 6,6/4,24 = 1,56 раза при снижении задающего напряжения в 100/33,4 = 3 раза. Однако одновременно обеспечивается надежное ограничение тока на уровне

при условии уменьшения ограничения напряжения усилителя до

Рассчитать коэффициент усиления и минимальное сопротивление в зоне прерывистых токов ТП, имеющего следующие данные: индуктивность нагрузки

=0; максимальное значение линейно изменяющегося опорного напряжения = 10В; угловой интервал рабочего участка опорного напряжения =3000 ; нормальное вторичное напряжение трансформатора =208В; напряжение короткого замыкания трансформатора = 4,75%; относительные потери мощности короткого замыкания трансформатора = 3,75%; напряжение сети =380В; мощность трансформатора = 7,7 кВА. Схема ТП – трехфазная.

Рис.1. Трехфазная схема ТП

Самая простая схема, но самый большой уровень пульсаций, частота

Гц. Ток Id дополнительно подмагничивает трансформатор, что требует увеличение габаритов трансформатора. Для двигателей до 1-10 кВт.

Тогда

и для малых значений Uy , когда

.

коэффициент усиления ТП

kп =

Это значение kп соответствует касательной к синусоидальной характеристике управления ТП и дает возрастающую погрешность с увеличением Uy . Максимальная погрешность имеет место при Uy = Uymax = 6В (

т.е. 57%. Более точна аппроксимация синусоидальной характеристики в интервале углов 0-900 усредненным значением kп , определенным для угла

, т.е. для Uy = 4В.

Для данной линеаризации:

kп = (141 sin

) / 4 = 30.5

и в диапазоне изменения Uy = 0-4.6 B погрешность по выходному напряжению не превосходит 20%.

Для определения минимального внутреннего сопротивления ТП в зоне прерывистых токов можно пользоваться выражением:

для границы прерывистых токов. Тогда с учетом

и Ld = 0 .

Сравнение последнего сопротивления с сопротивлением от перекрытия вентилей Rп показывает,

mirznanii.com

Устройства и элементы автоматизированного электропривода

Типовые устройства и элементы, использующиеся в автоматизированном приводе.

1. Силовые полупроводниковые преобразователи энергии

Они преобразуют энергию с одними параметрами и показателями качества в другие, необходимые для работы. Параметры сети это - род тока и напряжения, частота, число фаз, фаза напряжения. К таким преобразователям относятся выпрямители (преобразуют переменный ток в постоянный), инверторы  (преобразуют переменный в постоянный), преобразователи частоты (преобразует станддартные переменный ток сети в ток с напряжением регулируемуй частоты), регуляторы напряжения переменного и постоянного тока, преобразователи числа фаз напряжения переменного тока.

По элементарной базе они подразделяются на: диодные, терристорные и транзисторы. По управляемости: управляемые и неуправляемые.

2. Электрические аппараты ручного и дистанционного управления.

Электрический аппараты - электротехнические устройства, предназначенные для управления потоками энергии и информации, а также режимами работы, контроля и защиты технических и электротехнических систем и их компонентов. Одним из основных признаков классификации является их рабочее напряжение, по которому они делятся на аппараты низкого (< 1000 В) и высокого напряжения (>1000 В).

Первые выполняют функцию коммутации и защиты цепей и устройств и регулирования параметров технических объектов. Аппараты высокого напряжения подразделяют на коммутационные (выключатели, разъединители), измерительные, компенсирующие (шунтрирующие реакторы УРШ, шунт - устройство позволяющее электрическому току протекать в обход), комплектные распределительные устройства.

По своему исполнению аппараты подразделяются на электромеханические, статические и гибридные. Также они подразделяются по значению рабочих токов и роду тока, частоте рабочего напряжения. К аппаратам ручного управления относятся командные маломощные устройства - кнопки, ключи управления, командоаппараты, командоконтроллеры, с помощью которых осуществляется коммутация цепей, магнитные пускатели - аппараты для пуска, останова и реверса асинхронных двигателей.

Автоматические выключатели - аппараты для нечастой коммутации цепей и их автоматической защиты при авариях. По принципу действия подразделяют на электромагнитные, тепловые и полупроводниковые.  Также они имеют разное назначение, уровень номинальных токов, набор защит и т.п.

Контакторы - аппарат для частых коммутаций силовых цепей, с дистанционным управлением.Различаются по роду тока, цепи, количеству главных контактов (полюсов), роду тока цепи катушки, номинальному току и напряжению коммутируемых цепей, конструктивному и сполнению и др.

Также здесь применяются слаботочные реле и коммутационные аппараты высокого напряжения.

3. Аналоговые элементы и устройства управления

Интегральные микросхемы - элементы у которых -транзисторы, диоды, резисторы и пр. - неразрывно соединены электрически, конструктивно, технологически. Количество элементров может достигать несколких тысяч.ИС классифицируются по нескольким признакам - виду электрических сигналов (аналоговые и цифровые), функциональному назначению, степени интеграции, быстродейсвию, потребляемой мощности.Отдельная группа полупроводниковых устройств - оптоэлектронные приборы - это приборы, чувствительные в электромагнитному излучению в спектральном диапазоне (от инфракрасного до ультрафиолетового) или излучают электромагнитную энергию в этом же диапазоне. К ним относятся - светоизлучающий диод (СИД), инфракрасный излучающий диод (ИК - диод), фоторезистор, фотодиод, фототерристор, фототранзистор, оптопара

Операционный усилитель - усилитель постоянного тока, с большим коэффициентом. усиления,

4. Дискретные элементы и устройства управления

Тенденцией развития систем управления и автоматизации является применение в них дискретных элементов и устройств, получивших название цифровых. Они характеризуются высокой точностью, быстродейсвитем, надежностью в работе, малым энергопотреблением. Также они естевственным образом сочитаются с ЭВМ, составляя с ними единую автоматизированную систему управления.Бывают случаи применение смешанных, цифроаналоговых систем.

Триггер - пусковая схема с несколькими устойчивыми состояниями, это элемент цифровой системы управления. С их использованием строятся различные логические и вычислительные узлы и устройства памяти. Он может запомнить предварительно установленный в нем уровень логического сигнала (0 и 1)и сохранять это уровень до момента новой записи. 

Элементарная ячейка памяти, для хранение 1 бита информации (0 или 1, двоичная система).

Вычислительные устройства - для выполнения арифметических операций в цифровых узлах.

Логические цифровые узлы - для логических операций над дискретными электрическими сигналами. Это распределители импульсов, шифраторы, дешифраторы, мультиплексоры.

Устройства памяти - для запоминания, хранения и выдачи информации. К ним относятся регистраторы, матрицы-накопители, оперативные и постоянные запоминающие устройства.

Цифроаналоговые и аналого-цифровые преобразователи - применяются для взаимного перобразования аналоговых и цифровых сигналов.

5. Полупроводниковые логические элементы

Логическими элементами называются дискретные элементы, напряжения на входе и выходе которых могут принимать высокое -логическую 1 или низкую - логический ноль значения.

Могут выполняться на электромагнитных реле, магнитных элементах и виде ИС, являющихся современным их исполнением.

Простейшие л.э. -НЕ, ИЛИ, И, ИЛИ -НЕ Также они могут запоминать пределенный уровень входного сигнала, блокировку, выдержку времени на выключение и отключение и другие операции.

6. Микропроцессорные средства управления

Микропроцессор - программно-управляемое цифровое устройство, предназначенное для обработки информации и управления этим процессом.

Выполняется на основе одной или нескольких больших ИС, состоящих из нескольких десятков тысяч простых элементов и могут иметь 24, 40, 48 и 64 выхода.

микропроцессорная система

В него входят арифметико-логическое устройство (АЛУ), устройство управления (УУ) регистровое запоминающее устройство (РЗУ). Эти три основные части соединены тремя линиями связи - шинами данных (ШД), шинами адресов (ША) и шинами управления (ШУ).

Для выполнения функций управления смеха МП дополняется целым рядом блоков, в результате чего образуемся микропроцессорная система (МПС).

Программируемые контроллеры (ПК) - представляют собой МПС, предназначенные для управления локальными объектами в реальном масштабе времени. Изначально он появились как средство для замены релейной автоматики и устройств жесткой логики на ИС малой и средней степени интеграции. В настоящее время это класс микропроцессорных систем, ориентированных на широкое использование в промышленной среде для решения задач автоматизации. Программируемый контролер имеет соотвествующее конструктивное исполнение и специальное программное обеспечение, доступное для персонала.

Схема работы контроллера

ЗУ - запоминающее устройство, в котором содержится программа его работыЛП - логический процессор, осуществляющий логические операции над последовательно вводимыми сигналами.К1 К2 - коммутаторы входных и выходных сигналов соотвественно. УС 1,2 - устройства сопряжения с входными и выходными сигналамиU - входные и выходные сигналы

Программировоние контроллеров ведется на специальных языках проблемно-ориентированных языках управления.

К ним относятся:

  • графические языки релейно-контакторных схем (РКС
  • граф. языки логических схем, использ. типовые функции.
  • языки мнемонического символьного кодирования
  • языки ассемблерного типа
  • проблемно-ориентированные языки высокого уровны - графсет, ЯРУС-2, ФОКОН-2 или модифицированные традиционные языки программирования.  

7. Датчики и другие дополнительные средства мониторинга и регулирования

Под термином "датчик угла" понимаются устройства, преобразующие угловую координату в электрическое напряжение. Это напряжение используется в системах автоматизированного электропривода как сигнал обратной связи по углу или как управляющий сигнал в задающих устройствах.

Датчики угла находят применение в следящих системах для измерения угла поворота исполнительного вала. Задание на движение системы может выполняться также с помощью датчика угла, угловой координатой которого является угол поворота задающей оси. 

В системах автоматизированного электропривода датчики скорости используются для реализации обратной связи по скорости. В этом качестве нашли широкое применение тахогенераторы - микромашины постоянного и переменного токов.

Тахогенератор постоянного тока представляет собой электрическую машину постоянного тока с независимым возбуждением или постоянными магнитами.Входная координата тахогенератора - угловая скорость, выходная - напряжение, выделяемое на сопротивлении нагрузки.

Тахогенераторы переменного тока выполнены на базе асинхронной двухфазной машины. На статоре имеются две взаимно перпендикудярные обмотки: обмотка возбуждения, расположенная по одной оси, и выходная управляющая, расположенная по другой оси и включенная на сопротивление нагрузки. Для уменьшения момента инерции ротор выполняется тонкостенным в виде полого стакана немагнитного материала (обычного алюминиевого сплава). Внутри ротора размещается неподвидный стальной шихтованный сердечник, по которому замыкается магнитный поток.

В современных системах АЭП с большими диапазонами регулирования скорости и высокими требованиями к ее стабилизации точность тахогенератора может оказаться недостаточной. Для таких систем используются цифровые датчики скорости. Функционально в них можно выделить две основные части: импульсный преобразователь скорости - датчик импульсов, преобразующий угловую скорость вала в импульсы с частотой, пропорциональной скорости, и кодовый преобразователь - счетчик импульсов, формирующий на интервале изменения цифровой код выходной величины датчика скорости.

Датчик импульсов может быть выполнен на основе индуктосина - многополюсного индуктивного преобразователя- или фотоэлектрического кодового диска.

В системах АЭП контролируемыми и регулируемыми координатами являются не только механические величины - угол поворота, скорость, ускорения, но и электрические - напряжение, ток, ЭДС, мощность.

Для изменения этих координат используются соотвествующие датчики. К числу типовых можно отнести датчики тока и напряжения. Они наиболее широко применяются и на их основе стоятся датчики ЭДС и мощности.

Назначение датчиков электрических величин - преобразование входной величины - напряжения или тока цепи преобразователя, двигателя в выходной сигнал, пропорциональный входной величине.

Они также могут быть аналоговыми и цифровыми (последнее сейчас наиболее актуальны).

На основе рассмотренных датчиков с использованием регуляторов и согласующих элементов могут составляться схемы датчиков различных величин, непосредственное изменение которых затруднено.В таких датчиках реализуется косвенное выделение измеряемой величины на основании известных соотношний, которые связывают искомую величину с величинами непосредственно измеряемыми с помощью имеющихся датчиков.Например, датчик мощности цепи постоянного тока можно составить из датчиков напряжения, тока и блока умножения, в котором перемножаются выходные величины датчиков напряжения и тока. Аналогично могут строиться и комплексные датчики неэлектрических величин - момента, ускорения и т. п.

Также могут быть комплексные датчики неэдектрических величин. Для датчиков угла и рассогласования широкое применение нашли сельсины и вращающиеся трансформаторы.

Сельсин - небольшая электрическая машина переменного тока, имеющая две обмотки: однофазную - обмотку возбуждения и трехфазную обмотку синхронизации.По конструктивному признаку сельсины разделяются на два основных типа: контактные и бесконтактные. У первого - обмотка возбуждения расположена на роторе, обмотка синхронизации - на статоре. У второго - обмотка ротора получает питание от вращающейся совместно с ротором вторичной обмотки кольцевого трансформатора возбуждения с неподвижной первичной обмоткой.

8. Электромагнитные муфты и тормоза

Электромагнитная муфта - устройство, позволяющее с помощью электрического сигнала управления соединять или разъединять валы, а также регулировать скорость исполнительного органа рабочей машины при постоянной скорости вращения двигателя.

В электроприводах применяются электромагнитные муфты с механической звязью, порошковые и индукционные.

Тормозные устройства - для фиксации исполнительных органов в заданном положении, ограничения пути торможения после отключения двигателя, а также фиксацию в определенном положении после отключения.Тормозные устройства разнообразны, они подразделяются на электромагнитные, гидравлические, пневматические по типу используемой энергии.По конструкции - дисковые, конические, цилиндрические,

По начальному положению фрикционных элементов - нормально разомкнутые, нормально замкнутые.

Самый распространенные - электромагнитные тормоза.

9. Защита, блокировки и сигнализация в электроприводах

Для обеспечения эффективной защиты примняются следующие виды защит

Аппараты максимальной токовой защиты - плавкие предохранители, реле максимального тока, автоматические переключатели.Нулевая защита -от значительного снижения напряжения сети - обеспечивает отключения двигателя Тепловая защита - отключает двигатель от источника питания, если вследствие протекания по его цепям повышенных токов имеет место более высокий нагрев его обмоток.Минимально-токовая защита применяется с двигателями постоянного тока и синхронными двигателями для защиты от обрыва их цепей возбуждения.

Специальные виды защит - от перенапяжения на обмотке возбуждения двигателя пост. тока, от повышения напряжения в системе "преобразователь-двигатель", от превышения скорости ЭП, от затянувшегося пуска синхронных двигателей, путевая защита, обеспечивает отключение привода при достижении исполнительным органом крайних положений, защита синхронности синхронных двигателей и ряд других.

Электрические блокировки в системах привода служат для обеспечения заданной последовательности операций при его управлении, предотвращения нештатных и аваийных ситуаций, ошибок оператора и т.п.

Сигнализация в системах управлния может быть световой (сигнальные лампы, табло), звуковой (сирена, звонок), визуальной (указательные реле, измерительные приборы).

Просмотров: 2159 | Дата публикации: Вторник, 21 июня 2016 07:26 |

www.servomh.ru

Элементы автоматизированного электропривода

Энергетика Элементы автоматизированного электропривода

просмотров - 69

Задание и методические указания по курсовому проекту для студентов специальности 2105 "Электропривод и автоматизация промышленных установок и технологических комплексов"

Пермь 2002 Предисловие.

Вентильный электропривод является наиболее перспективным видом электропривода и получил к настоящему времени широкое распространение. Несмотря на то, что имеется большое число публикаций, посвящённых вентильному электроприводу, они не удовлетворяют требованиям, возникающим при изучении этого вида электропривода в учебном заведении. Как правило, эта литература требует от студентов большой предварительной подготовки. С другой стороны, в имеющейся учебной литературе отсутствует системный подход в изложении материала, существуют пробелы, затрудняющие последовательное его усвоение.

И, наконец, в настоящее время в связи с имеющимися экономическими трудностями нужная техническая литература вообще перестала издаваться в нашей стране, что заставляет каждое учебное заведение самостоятельно заботиться о разработке и издании нужной литературы.

Настоящий конспект лекций подготовлен на основании занятий, проводимых автором в Пермском Государственном техническом университете для студентов специальности “автоматизация типовых технологических процессов и производств” со специализацией “автоматизированный электропривод”.

1.0. Введение.

В современном производстве наибольшее количество технологических процессов осуществляется с помощью электрической энергии, преобразуемой в механическую энергию посредством электромеханических устройств - электрических машин.

Требования, предъявляемые к качеству продукции, а также к производительности механизмов, реализующих ту или иную технологию, очень высоки. Οʜᴎ бывают достигнуты в системах большой точности и высокой производительности. Такой системой, чаще всœего, является система автоматизированного электропривода.

В ней имеет место преобразование электрической энергии в механическую, что крайне важно для реализации нужной технологии.

Понятие “электропривод” тесно связано с понятием “электрическая машина”, которая является основным элементом электропривода. С этим элементом всœегда связан более или менее сложный сопутствующий антураж, который тем сложнее, чем более обширные функции возлагаются на электропривод и чем более жесткие требования к нему предъявляются.

С понятием “автоматизированный электропривод” удобно познакомиться, рассматривая функциональную схему, составленную из базовых, входящих в него элементов.

Энергия, поступающая из сети (может иметь место и обратное направление энергии), на пути к рабочему органу механизма претерпевает целый ряд преобразований. Так, СП преобразует электрическую энергию, потребляемую из сети, в такой вид электрической энергии, которая может потребляться электродвигателœем (М).

В свою очередь, М преобразует эту электрическую энергию в механическую энергию вращающегося вала. Кинœематическая цепь преобразует механическую энергию с одними параметрами (момент, частота вращения) в механическую энергию с другими параметрами.

Рис 1

Силовой преобразователь (СП) расположен в начальной части цепочки преобразования энергии при её прямом направлении, и в конечной части этой цепочки - при обратном направлении. Через СП проходит весь поток энергии и, если удаётся найти рациональный способ воздействия на СП, можно регулировать данный поток энергии и тем самым реализовывать разнообразные функции, возлагаемые на электропривод. Устройство, воздействующее на СП, является тем элементом, через который выполняется функция управления преобразователœем. На входе управляющего устройства находится система регулирования координат, то есть переменных величин, которые подлежат регулированию в процессе выполнения электроприводом своих функций. Такими регулируемыми координатами бывают, к примеру, такие, как напряжение, подаваемое на электродвигатель, ток в цепи питания электродвигателя, частота вращения электрической машины, перемещение рабочего органа исполнительного механизма и др.

На систему регулирования координат могут осуществляться различные воздействия - задающее воздействие, воздействие обратных связей, корректирующие воздействия, с учетом которых система регулирования координат вырабатывает результирующий сигнал, поступающий на управляющее устройство СП. Для оценки результата регулирования той или иной координаты на систему регулирования координат должна непрерывно поступать информация о реальном значении той переменной, которая подлежит регулированию. Эта информация поступает в виде стандартизованных электрических сигналов, вырабатываемых датчиками различного вида. Датчики - это информационные устройства, преобразующие тот или иной вид переменной (напряжение, ток, момент двигателя, частота его вращения, перемещение рабочего органа) в стандартизованный сигнал.

На приведённой функциональной схеме пунктирной линией очерчены элементы, совокупность которых определяет такое обобщающее понятие как автоматизированный электропривод. В ряде случаев некоторые виды элементов могут отсутствовать (те или иные датчики, корректирующие воздействия), в других случаях схема может быть усложнена.

Успехи автоматизации технологических процессов зависят от многих факторов - начиная от уровня организации производства, квалификации и психологической готовности обслуживающего персонала принять эту автоматизацию и кончая качеством технических средств её реализации. Последний фактор определяется техническими возможностями и свойствами элементов, из которых реализована та или иная автоматизированная система.

Элементная база автоматизированного электропривода (АЭП) является предметом изучения курса “Элементы автоматизированного электропривода”. Элементы АЭП разнородны и многофункциональны. Им посвящен не один курс дисциплин, изучаемых на нашей специальности. Главным и важнейшим элементом АЭП является электрическая машина, предназначенная для преобразования электрической энергии в механическую, или, наоборот, механической энергии в электрическую. Эти преобразования энергии бывают реализованы только посредством электрических машин того или иного вида. Этот важнейший элемент настолько многогранен, что он рассматривается в различных изучаемых вами дисциплинах с различных точек зрения. Эта проблема затрагивается в большей или меньшей степени в таких дисциплинах, как ТОЭ, электрические машины, электромеханические устройства, ТАУ и в целом ряде специальных дисциплин. Некоторые свойства системы “СП - электрическая машина” рассматриваются и в дисциплинœе “элементы АЭП”.

Наряду с рассматриваемым “главным” элементом электропривода- электрической машиной другие элементы изучаются в таких дисциплинах, как “технические средства автоматизации”, “электроника”, “элементы АЭП”.

1.1.Понятие и классификация элементов АЭП.

Элемент АЭП - это устройство, входящее в состав АЭП, как конструктивная единица, или объединœенная конструктивно с другими элементами, выполняющая определœенную энергетическую функцию или функцию управления.

Элементы АЭП подразделяются на:

1. Силовые элементы

2. Элементы управления

3. Информационные элементы

В перечне элементов АЭП кроме элемента “электрическая машина” можно выделить такой функционально важный элемент, как силовой преобразователь электропривода. Рассматриваемый курс посвящен именно ему, так как он играет решающую роль при реализации важнейшей функции АЭП - регулировании потока энергии, поступающей из электрической сети к двигателю, или обратно. Реализация именно этой функции позволяет решить с помощью электропривода многие сложные технологические проблемы.

1.2.Общие сведения о силовых преобразователях

электропривода.

Силовой преобразователь является элементом, обеспечивающим требуемые параметры и количество электроэнергии, подводимой к электрической машинœе (напряжение, ток, частота переменного тока). От точности реализации заданных параметров зависит точность технологических операций, их быстродействие и качество.

Характер требуемого преобразования энергии определяется двумя факторами:

1. параметрами электрической энергии питающей сети;

2. параметрами электрической энергии, потребляемой или вырабатываемой электрической машиной.

При питающей сети переменного тока (f=const, u=const) и при использовании в качестве электрической машины - машины постоянного тока силовой преобразователь (СП) должен выполнять функцию управляемого выпрямителя или ведомого сетью инвертора. Именно такой вид преобразователœей будет нами рассматриваться и изучаться в начале нашего курса.

При питающей сети постоянного тока и электрической машины постоянного тока, напряжение к ней может подводиться через импульсный преобразователь, который, в этом случае, выполняет функцию регулятора напряжения. В связи с этим, нами будут изучаться импульсные преобразователи постоянного тока.

При питающей сети переменного тока и использовании электрической машины переменного тока регулировать поток энергии можно двумя способами:

1. Регулированием подводимого к электрической машинœе уровня переменного напряжения без изменения его частоты. Эту функцию могут выполнять регуляторы переменного напряжения;

2. Регулированием частоты, подводимого к электрической машинœе переменного напряжения с одновременным регулированием величины (амплитуды) этого напряжения. Эта функция может быть выполнена преобразователями частоты переменного напряжения.

2.0.Некоторые сведения о свойствах и характеристиках силовых полупроводниковых приборов.

Реализация всœех устройств силовых преобразователœей, которые рассматриваются и изучаются в данном курсе, осуществляется на базе силовых полупроводниковых приборов, которые получили в настоящее время широкое распространение. Такими приборами являются: силовые неуправляемые вентили, тиристоры и силовые транзисторы. Каждый из названных приборов имеет свои достоинства и недостатки и свою область применения. Но наиболее широкое применение получили силовые полупроводниковые управляемые вентили - тиристоры. Но рассмотрение свойств и характеристик полупроводниковых приборов начнем с силовых неуправляемых вентилей.

Неуправляемый полупроводниковый вентиль представляет собой нелинœейное несимметричное активное сопротивление, величина которого зависит от величины и знака (полярности) приложенного к прибору напряжения. При одной полярности (прямой), когда к аноду подключен положительный полюс источника питания (+), а к катоду отрицательный, вентиль имеет малое сопротивление.

При противоположной полярности питающего напряжения сопротивление вентиля большое. Такая полярность напряжения принято называть обратной.

Вольт - амперная характеристика вентиля имеет прямую ветвь, расположенную в 1- ом квадранте координат “U - I” и обратную - в 3- ем квадранте. Масштабы при графическом изображении вольт - амперной характеристики принимают различные. Прямое напряжение (+U) измеряется единицами, или, даже, долями вольт, обратное напряжение (-U) - сотнями, или тысячами вольт. С другой стороны, прямые токи (+iв) могут составлять сотни ампер, обратные (-iв) - десятки миллиампер. На прямой ветви вольт - амперной характеристики можно выделить два участка: участок большого сопротивления (А) и участок малого сопротивления (Б). Участок Б близок к прямолинœейному, в связи с этим часто пользуются приемом “спрямления” вольт - амперной характеристики вентиля, представляя его схему замещения при рассмотрении прямой ветви характеристики в виде последовательно включенных идеального вентиля, источника порогового напряжения (U0) и линœейного сопротивления (Rд).

Рис 2 Рис 3

Обратная ветвь вольт - амперной характеристики может быть разбита на три участка: В - участок высокой проводимости (малого сопротивления)

Читайте также

  • - Элементы автоматизированного электропривода

    Задание и методические указания по курсовому проекту для студентов специальности 2105 "Электропривод и автоматизация промышленных установок и технологических комплексов" Пермь 2002 Предисловие. Вентильный электропривод является... [читать подробенее]

  • oplib.ru

    Элементы автоматизированного электропривода

    Федеральное агентство по образованию

    Сибирский федеральный университет

    Институт цветных металлов и золота

    Контрольная работа

    Дисциплина: Электроснабжение предприятий

    2010

    ЗАДАЧА 1

    Рассчитать коэффициент усиления и ограничение выходного напряжения усилителя, коэффициент обратной связи по напряжению УП, обеспечивающие статизм внешней характеристики УП в нормальном режиме = 1,5 %, при условии, что УП имеет линейную характеристику управления с неизменным коэффициентом усиления , номинальный статизм без обратной связи и жёсткую внешнюю характеристику в диапазоне изменения тока нагрузки от 0 до двойного номинального значения Номинальное напряжение .

    Дано:

    = 1,5 %;

    ;

    .

    - ?

    Решение.

    Структурная схема управляемого преобразователя (УП) представлена на рис.1.

    Рис.1. Структурная схема УП с входным усилителем и обратной связью по напряжению

    Так как согласно исходным данным ЭДС УП без обратной связи остается неизменной при изменении тока нагрузки, то падение напряжения определяется только неизменным внутренним сопротивлением RП и

    При действии отрицательной обратной связи по напряжению внешняя характеристика становится более жесткой и

    Следовательно, общий коэффициент усиления по замкнутому контуру напряжения () определится из соотношения и :

    .

    Так как задано , то можно определить произведение

    Разделить коэффициенты можно, если известно номинальное значение задающего напряжения Uз.ном.. Пусть Uз.ном. = 10 В, тогда

    ,

    и, следовательно,

    .

    Тогда

    Для определения ограничения выходного напряжения усилителя требуется найти максимальное значение ЭДС УП:

    Тогда Uнас = Емах / Кн = 328,4 / 3,24 ≈ 100 В.

    Уравнение внешней характеристики:

    Определить, как изменится статизм внешней характеристики УП с данным задачи 1, если ввести дополнительно с помощью положительной обратной связи по напряжению на уровне .

    Решение.

    Таким образом, управляемый преобразователь по условию задачи должен иметь две образные связи по напряжению: отрицательную, действующую через входной усилитель с ограничением, как это показано на рис.1, и положительную, которая вводится непосредственно на вход УП. Тогда при критической настройке обратной связи согласно Ко.н.к. = 1/ Ку Кп будет Ко.н.2 = 1/ Кп = 1/5 = 0,2.

    Преобразователь, окруженный такой связью, приобретает свойства источника тока с характеристикой

    Iн = Uвх / (Ко.н.2 RП).

    Для заданного токоограничения входное напряжение УП, т.е. выходное напряжение усилителя, приобретает значение

    Определим внешнюю характеристику УП с учетом одновременного действия отрицательной и положительной связей:

    , т.е.

    ;

    .

    Сравнивая рабочие участки внешних характеристик в задачах 1 и 2 замечаем, что введение дополнительной положительной связи с критической настройкой повышает статизм в 6,6/4,24 = 1,56 раза при снижении задающего напряжения в 100/33,4 = 3 раза. Однако одновременно обеспечивается надежное ограничение тока на уровне при условии уменьшения ограничения напряжения усилителя до

    Рассчитать коэффициент усиления и минимальное сопротивление в зоне прерывистых токов ТП, имеющего следующие данные: индуктивность нагрузки =0; максимальное значение линейно изменяющегося опорного напряжения = 10В; угловой интервал рабочего участка опорного напряжения =3000; нормальное вторичное напряжение трансформатора =208В; напряжение короткого замыкания трансформатора = 4,75%; относительные потери мощности короткого замыкания трансформатора = 3,75%; напряжение сети =380В; мощность трансформатора = 7,7 кВА. Схема ТП – трехфазная.

    Рис.1. Трехфазная схема ТП

    Самая простая схема, но самый большой уровень пульсаций, частота Гц. Ток Id дополнительно подмагничивает трансформатор, что требует увеличение габаритов трансформатора. Для двигателей до 1-10 кВт.

    Тогда

    и для малых значений Uy , когда

    .

    коэффициент усиления ТП

    kп =

    Это значение kп соответствует касательной к синусоидальной характеристике управления ТП и дает возрастающую погрешность с увеличением Uy. Максимальная погрешность имеет место при Uy = Uymax = 6В (

    т.е. 57%. Более точна аппроксимация синусоидальной характеристики в интервале углов 0-900 усредненным значением kп, определенным для угла , т.е. для Uy = 4В.

    Для данной линеаризации:

    kп = (141 sin ) / 4 = 30.5

    и в диапазоне изменения Uy = 0-4.6 B погрешность по выходному напряжению не превосходит 20%.

    Для определения минимального внутреннего сопротивления ТП в зоне прерывистых токов можно пользоваться выражением:

    для границы прерывистых токов. Тогда с учетом и Ld = 0

    .

    Сравнение последнего сопротивления с сопротивлением от перекрытия вентилей Rп показывает,

    ,

    что в 2 раза больше RП.

    Так как

    Где

    = SН.тр / U2л.ном. = 7700 / 208 = 21,4 А.

    Следовательно, искомое сопротивление

    Рассчитать коэффициент усиления и электромагнитную постоянную времени возбуждения генератора имеющего следующие данные: = 460В; =435А; n = 3000; =8.15; = 730 – на один полюс; =16.6Ом; =1; =135; 2а = 2; 2р = 4; Ф = 0,0475 Вб; при F = 4750 А.

    Коэффициент усиления определяется по выражению:

    где w = .

    Полученное значение коэффициента усиления по напряжению соответствует начальному линейному участку характеристики намагничивания и без учета дополнительного сопротивления в цепи возбуждения.

    Для проверки полученного значения целесообразно воспользоваться отношением выходного напряжения к напряжению возбуждения в номинальном режиме:

    Так как в номинальном режиме генератор в определенной мере насыщен, то неравенствоявляется необходимым условием справедливости результата расчета.

    Согласно исходным техническим данным генератора может быть подсчитана электромагнитная постоянная времени, соответствующая начальному прямолинейному участку характеристики намагничивания:

    1. Терехов В.М. Элементы автоматизированного электропривода. – М: энергоатомиздат, 1987. – 224 с.

    2. Коновалов Л.И., Петелин Д.П. Элементы и системы электроавтоматики. – М.: Высшая школа, 1985.

    3. Справочник по средствам автоматики/Под. ред. В.Э. Низэ и И.В. Антика – М.: Энергоатомиздат, 1983.

    globuss24.ru

    Министерство образования Российской Федерации

    124

    УДК 612.395.64.001.3

    Пермский государственный технический университет

    Кафедра МСА

    Элементы автоматизированного электропривода

    Задание и методические указания по курсовому проекту для студентов специальности 2105 "Электропривод и автоматизация промышленных установок и технологических комплексов"

    Пермь 2002

    Предисловие.

    Вентильный электропривод является наиболее перспективным видом электропривода и получил к настоящему времени широкое распространение. Несмотря на то, что имеется большое число публикаций, посвящённых вентильному электроприводу, они не удовлетворяют требованиям, возникающим при изучении этого вида электропривода в учебном заведении. Как правило, эта литература требует от студентов большой предварительной подготовки. С другой стороны, в имеющейся учебной литературе отсутствует системный подход в изложении материала, существуют пробелы, затрудняющие последовательное его усвоение.

    И, наконец, в настоящее время в связи с имеющимися экономическими трудностями нужная техническая литература вообще перестала издаваться в нашей стране, что заставляет каждое учебное заведение самостоятельно заботиться о разработке и издании нужной литературы.

    Настоящий конспект лекций подготовлен на основании занятий, проводимых автором в Пермском Государственном техническом университете для студентов специальности “автоматизация типовых технологических процессов и производств” со специализацией “автоматизированный электропривод”.

    1. Введение.

    В современном производстве наибольшее количество технологических процессов осуществляется с помощью электрической энергии, преобразуемой в механическую энергию посредством электромеханических устройств - электрических машин.

    Требования, предъявляемые к качеству продукции, а также к производительности механизмов, реализующих ту или иную технологию, очень высоки. Они могут быть достигнуты в системах большой точности и высокой производительности. Такой системой, чаще всего, является система автоматизированного электропривода.

    В ней имеет место преобразование электрической энергии в механическую, что необходимо для реализации нужной технологии.

    Понятие “электропривод” тесно связано с понятием “электрическая машина”, которая является основным элементом электропривода. С этим элементом всегда связан более или менее сложный сопутствующий антураж, который тем сложнее, чем более обширные функции возлагаются на электропривод и чем более жесткие требования к нему предъявляются.

    С понятием “автоматизированный электропривод” удобно познакомиться, рассматривая функциональную схему, составленную из основных, входящих в него элементов.

    Энергия, поступающая из сети (может иметь место и обратное направление энергии), на пути к рабочему органу механизма претерпевает целый ряд преобразований. Так, СП преобразует электрическую энергию, потребляемую из сети, в такой вид электрической энергии, которая может потребляться электродвигателем (М).

    В свою очередь, М преобразует эту электрическую энергию в механическую энергию вращающегося вала. Кинематическая цепь преобразует механическую энергию с одними параметрами (момент, частота вращения) в механическую энергию с другими параметрами.

    Рис 1

    Силовой преобразователь (СП) расположен в начальной части цепочки преобразования энергии при её прямом направлении, и в конечной части этой цепочки - при обратном направлении. Через СП проходит весь поток энергии и, если удаётся найти рациональный способ воздействия на СП, можно регулировать этот поток энергии и тем самым реализовывать разнообразные функции, возлагаемые на электропривод. Устройство, воздействующее на СП, является тем элементом, через который выполняется функция управления преобразователем. На входе управляющего устройства находится система регулирования координат, то есть переменных величин, которые подлежат регулированию в процессе выполнения электроприводом своих функций. Такими регулируемыми координатами могут быть, например, такие, как напряжение, подаваемое на электродвигатель, ток в цепи питания электродвигателя, частота вращения электрической машины, перемещение рабочего органа исполнительного механизма и др.

    На систему регулирования координат могут осуществляться различные воздействия - задающее воздействие, воздействие обратных связей, корректирующие воздействия, с учетом которых система регулирования координат вырабатывает результирующий сигнал, поступающий на управляющее устройство СП. Для оценки результата регулирования той или иной координаты на систему регулирования координат должна непрерывно поступать информация о реальном значении той переменной, которая подлежит регулированию. Эта информация поступает в виде стандартизованных электрических сигналов, вырабатываемых датчиками различного вида. Датчики - это информационные устройства, преобразующие тот или иной вид переменной (напряжение, ток, момент двигателя, частота его вращения, перемещение рабочего органа) в стандартизованный сигнал.

    На приведённой функциональной схеме пунктирной линией очерчены элементы, совокупность которых определяет такое обобщающее понятие как автоматизированный электропривод. В ряде случаев некоторые виды элементов могут отсутствовать (те или иные датчики, корректирующие воздействия), в других случаях схема может быть усложнена.

    Успехи автоматизации технологических процессов зависят от многих факторов - начиная от уровня организации производства, квалификации и психологической готовности обслуживающего персонала принять эту автоматизацию и кончая качеством технических средств её реализации. Последний фактор определяется техническими возможностями и свойствами элементов, из которых реализована та или иная автоматизированная система.

    Элементная база автоматизированного электропривода (АЭП) является предметом изучения курса “Элементы автоматизированного электропривода”. Элементы АЭП разнородны и многофункциональны. Им посвящен не один курс дисциплин, изучаемых на нашей специальности. Главным и важнейшим элементом АЭП является электрическая машина, предназначенная для преобразования электрической энергии в механическую, или, наоборот, механической энергии в электрическую. Эти преобразования энергии могут быть реализованы только посредством электрических машин того или иного вида. Этот важнейший элемент настолько многогранен, что он рассматривается в различных изучаемых вами дисциплинах с различных точек зрения. Эта проблема затрагивается в большей или меньшей степени в таких дисциплинах, как ТОЭ, электрические машины, электромеханические устройства, ТАУ и в целом ряде специальных дисциплин. Некоторые свойства системы “СП - электрическая машина” рассматриваются и в дисциплине “элементы АЭП”.

    Наряду с рассматриваемым “главным” элементом электропривода- электрической машиной другие элементы изучаются в таких дисциплинах, как “технические средства автоматизации”, “электроника”, “элементы АЭП”.

    studfiles.net

    Элементы автоматизированного электропривода

    1.www.minfin.ru

    2.www.rupr.ru

    ОГЛАВЛЕНИЕ

    Введение ………………………………………………………………
    Раздел 1. История возникновения PR-деятельности………………..
    Раздел 2. Основные термины и понятия……………………………..
    Раздел 3. Связи с прессой……………………………………………..
    Раздел 4. Связи с общественностью в государственных структурах
    Раздел 5. Связи с общественностью в некоммерческихорганизациях ………………………………………………..
    Раздел 6. Корпоративные public relations…………………………….
    Раздел 7. Менеджмент в public relations ..……………………………
    Раздел 8. Связи с общественностью в кризисных ситуациях ……...
    Вопросы и задания для контроля ……………………………………
    Приложения …………………………………………………………...
    Литература …………………………………………………………….

    Шакиров Альфред Ильдарович, Халитов Тимур Ниязович,

    Миннуллин Арслан Нариманович

    ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА PUBLIC RELATIONS

    Учебное пособие по курсу "Введение

    в теорию и практику связей с общественностью"

    (Кафедра Теоретические основы коммуникации КГЭУ)

    Редактор издательского отдела К.В. Аршинова

    _________________________________________________________

    Изд. лиц. ИД № 03480 от 08.12.00 Темплан издания КГЭУ 2002 г.

    Подписано к печати Формат 60х84/16

    Гарнитура "Times" Вид печати РОМ Бумага "Business"

    Физ. печ.л. 9,13 Усл.печ.л. 8,5 Уч.-изд.л. 7,3

    При V=146 стр. Тираж 450 Заказ

    _________________________________________________________

    Издательский отдел КГЭУ

    420066, Казань, Красносельская, 51

    _________________________________________________________

    Типография КГЭУ

    420066, Казань, Красносельская, 51

    УДК 612.395.64.001.3

    Министерство образования Российской Федерации

    Пермский государственный технический университет

    Кафедра МСА

    Элементы автоматизированного электропривода

    Задание и методические указания по курсовому проекту для студентов специальности 2105 "Электропривод и автоматизация промышленных установок и технологических комплексов"

    Пермь 2002Предисловие.

    Вентильный электропривод является наиболее перспективным видом электропривода и получил к настоящему времени широкое распространение. Несмотря на то, что имеется большое число публикаций, посвящённых вентильному электроприводу, они не удовлетворяют требованиям, возникающим при изучении этого вида электропривода в учебном заведении. Как правило, эта литература требует от студентов большой предварительной подготовки. С другой стороны, в имеющейся учебной литературе отсутствует системный подход в изложении материала, существуют пробелы, затрудняющие последовательное его усвоение.

    И, наконец, в настоящее время в связи с имеющимися экономическими трудностями нужная техническая литература вообще перестала издаваться в нашей стране, что заставляет каждое учебное заведение самостоятельно заботиться о разработке и издании нужной литературы.

    Настоящий конспект лекций подготовлен на основании занятий, проводимых автором в Пермском Государственном техническом университете для студентов специальности “автоматизация типовых технологических процессов и производств” со специализацией “автоматизированный электропривод”.

    1.0. Введение.

    В современном производстве наибольшее количество технологических процессов осуществляется с помощью электрической энергии, преобразуемой в механическую энергию посредством электромеханических устройств - электрических машин.

    Требования, предъявляемые к качеству продукции, а также к производительности механизмов, реализующих ту или иную технологию, очень высоки. Они могут быть достигнуты в системах большой точности и высокой производительности. Такой системой, чаще всего, является система автоматизированного электропривода.

    В ней имеет место преобразование электрической энергии в механическую, что необходимо для реализации нужной технологии.

    Понятие “электропривод” тесно связано с понятием “электрическая машина”, которая является основным элементом электропривода. С этим элементом всегда связан более или менее сложный сопутствующий антураж, который тем сложнее, чем более обширные функции возлагаются на электропривод и чем более жесткие требования к нему предъявляются.

    С понятием “автоматизированный электропривод” удобно познакомиться, рассматривая функциональную схему, составленную из основных, входящих в него элементов.

    Энергия, поступающая из сети (может иметь место и обратное направление энергии), на пути к рабочему органу механизма претерпевает целый ряд преобразований. Так, СП преобразует электрическую энергию, потребляемую из сети, в такой вид электрической энергии, которая может потребляться электродвигателем (М).

    В свою очередь, М преобразует эту электрическую энергию в механическую энергию вращающегося вала. Кинематическая цепь преобразует механическую энергию с одними параметрами (момент, частота вращения) в механическую энергию с другими параметрами.

    Рис 1

    Силовой преобразователь (СП) расположен в начальной части цепочки преобразования энергии при её прямом направлении, и в конечной части этой цепочки - при обратном направлении. Через СП проходит весь поток энергии и, если удаётся найти рациональный способ воздействия на СП, можно регулировать этот поток энергии и тем самым реализовывать разнообразные функции, возлагаемые на электропривод. Устройство, воздействующее на СП, является тем элементом, через который выполняется функция управления преобразователем. На входе управляющего устройства находится система регулирования координат, то есть переменных величин, которые подлежат регулированию в процессе выполнения электроприводом своих функций. Такими регулируемыми координатами могут быть, например, такие, как напряжение, подаваемое на электродвигатель, ток в цепи питания электродвигателя, частота вращения электрической машины, перемещение рабочего органа исполнительного механизма и др.

    На систему регулирования координат могут осуществляться различные воздействия - задающее воздействие, воздействие обратных связей, корректирующие воздействия, с учетом которых система регулирования координат вырабатывает результирующий сигнал, поступающий на управляющее устройство СП. Для оценки результата регулирования той или иной координаты на систему регулирования координат должна непрерывно поступать информация о реальном значении той переменной, которая подлежит регулированию. Эта информация поступает в виде стандартизованных электрических сигналов, вырабатываемых датчиками различного вида. Датчики - это информационные устройства, преобразующие тот или иной вид переменной (напряжение, ток, момент двигателя, частота его вращения, перемещение рабочего органа) в стандартизованный сигнал.

    На приведённой функциональной схеме пунктирной линией очерчены элементы, совокупность которых определяет такое обобщающее понятие как автоматизированный электропривод. В ряде случаев некоторые виды элементов могут отсутствовать (те или иные датчики, корректирующие воздействия), в других случаях схема может быть усложнена.

    Успехи автоматизации технологических процессов зависят от многих факторов - начиная от уровня организации производства, квалификации и психологической готовности обслуживающего персонала принять эту автоматизацию и кончая качеством технических средств её реализации. Последний фактор определяется техническими возможностями и свойствами элементов, из которых реализована та или иная автоматизированная система.

    Элементная база автоматизированного электропривода (АЭП) является предметом изучения курса “Элементы автоматизированного электропривода”. Элементы АЭП разнородны и многофункциональны. Им посвящен не один курс дисциплин, изучаемых на нашей специальности. Главным и важнейшим элементом АЭП является электрическая машина, предназначенная для преобразования электрической энергии в механическую, или, наоборот, механической энергии в электрическую. Эти преобразования энергии могут быть реализованы только посредством электрических машин того или иного вида. Этот важнейший элемент настолько многогранен, что он рассматривается в различных изучаемых вами дисциплинах с различных точек зрения. Эта проблема затрагивается в большей или меньшей степени в таких дисциплинах, как ТОЭ, электрические машины, электромеханические устройства, ТАУ и в целом ряде специальных дисциплин. Некоторые свойства системы “СП - электрическая машина” рассматриваются и в дисциплине “элементы АЭП”.

    Наряду с рассматриваемым “главным” элементом электропривода- электрической машиной другие элементы изучаются в таких дисциплинах, как “технические средства автоматизации”, “электроника”, “элементы АЭП”.

    1.1.Понятие и классификация элементов АЭП.

    Элемент АЭП - это устройство, входящее в состав АЭП, как конструктивная единица, или объединенная конструктивно с другими элементами, выполняющая определенную энергетическую функцию или функцию управления.

    Элементы АЭП подразделяются на:

    1. Силовые элементы

    2. Элементы управления

    3. Информационные элементы

    В перечне элементов АЭП кроме элемента “электрическая машина” можно выделить такой функционально важный элемент, как силовой преобразователь электропривода. Рассматриваемый курс посвящен именно ему, так как он играет решающую роль при реализации важнейшей функции АЭП - регулировании потока энергии, поступающей из электрической сети к двигателю, или обратно. Реализация именно этой функции позволяет решить с помощью электропривода многие сложные технологические проблемы.

    1.2.Общие сведения о силовых преобразователях

    электропривода.

    Силовой преобразователь является элементом, обеспечивающим требуемые параметры и количество электроэнергии, подводимой к электрической машине (напряжение, ток, частота переменного тока). От точности реализации заданных параметров зависит точность технологических операций, их быстродействие и качество.

    Характер требуемого преобразования энергии определяется двумя факторами:

    1. параметрами электрической энергии питающей сети;

    2. параметрами электрической энергии, потребляемой или вырабатываемой электрической машиной.

    При питающей сети переменного тока (f=const, u=const) и при использовании в качестве электрической машины - машины постоянного тока силовой преобразователь (СП) должен выполнять функцию управляемого выпрямителя или ведомого сетью инвертора. Именно такой вид преобразователей будет нами рассматриваться и изучаться в начале нашего курса.

    При питающей сети постоянного тока и электрической машины постоянного тока, напряжение к ней может подводиться через импульсный преобразователь, который, в этом случае, выполняет функцию регулятора напряжения. В связи с этим, нами будут изучаться импульсные преобразователи постоянного тока.

    При питающей сети переменного тока и использовании электрической машины переменного тока регулировать поток энергии можно двумя способами:

    1. Регулированием подводимого к электрической машине уровня переменного напряжения без изменения его частоты. Эту функцию могут выполнять регуляторы переменного напряжения;

    2. Регулированием частоты, подводимого к электрической машине переменного напряжения с одновременным регулированием величины (амплитуды) этого напряжения. Эта функция может быть выполнена преобразователями частоты переменного напряжения.

    2.0.Некоторые сведения о свойствах и характеристиках силовых полупроводниковых приборов.

    Реализация всех устройств силовых преобразователей, которые рассматриваются и изучаются в данном курсе, осуществляется на базе силовых полупроводниковых приборов, которые получили в настоящее время широкое распространение. Такими приборами являются: силовые неуправляемые вентили, тиристоры и силовые транзисторы. Каждый из названных приборов имеет свои достоинства и недостатки и свою область применения. Но наиболее широкое применение получили силовые полупроводниковые управляемые вентили - тиристоры. Но рассмотрение свойств и характеристик полупроводниковых приборов начнем с силовых неуправляемых вентилей.

    Неуправляемый полупроводниковый вентиль представляет собой нелинейное несимметричное активное сопротивление, величина которого зависит от величины и знака (полярности) приложенного к прибору напряжения. При одной полярности (прямой), когда к аноду подключен положительный полюс источника питания (+), а к катоду отрицательный, вентиль имеет малое сопротивление.

    При противоположной полярности питающего напряжения сопротивление вентиля большое. Такая полярность напряжения называется обратной.

    Вольт - амперная характеристика вентиля имеет прямую ветвь, расположенную в 1- ом квадранте координат “U - I” и обратную - в 3- ем квадранте. Масштабы при графическом изображении вольт - амперной характеристики принимают различные. Прямое напряжение (+U) измеряется единицами, или, даже, долями вольт, обратное напряжение (-U) - сотнями, или тысячами вольт. С другой стороны, прямые токи (+iв) могут составлять сотни ампер, обратные (-iв) - десятки миллиампер. На прямой ветви вольт - амперной характеристики можно выделить два участка: участок большого сопротивления (А) и участок малого сопротивления (Б). Участок Б близок к прямолинейному, поэтому часто пользуются приемом “спрямления” вольт - амперной характеристики вентиля, представляя его схему замещения при рассмотрении прямой ветви характеристики в виде последовательно включенных идеального вентиля, источника порогового напряжения (U0) и линейного сопротивления (Rд).

    Рис 2 Рис 3

    Обратная ветвь вольт - амперной характеристики может быть разбита на три участка: В - участок высокой проводимости (малого сопротивления)

    www.svaslavia.ru


    Смотрите также