Учебное пособие для специальности 050718 Электроэнергетика Павлодар




НазваниеУчебное пособие для специальности 050718 Электроэнергетика Павлодар
страница1/11
Дата конвертации02.03.2013
Размер1.07 Mb.
ТипУчебное пособие
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11


С.С. Исенов


ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ.

ДВУХДВИГАТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД

С МИКРОПРОЦЕССОРНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ


Учебное пособие

для специальности 050718 – Электроэнергетика


Павлодар

Министерство образования и науки Республики Казахстан


Павлодарский государственный университет

им. С. Торайгырова


С.С. Исенов


ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ.

ДВУХДВИГАТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД

С МИКРОПРОЦЕССОРНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ


Учебное пособие

для специальности 050718 – Электроэнергетика


Павлодар

Кереку

2009

УДК 621.313.333.1

ББК 31.29н.я7

И84


Рекомендовано к изданию Ученым советом

Павлодарского государственного университета

им. С. Торайгырова


Рецензенты:

С.А. Кешуов – доктор технических наук, профессор;

И.В.Захаров – доктор технических наук, профессор Павлодар-ского государственного университета им. С. Торайгырова;

В.Ф. Говорун – доктор технических наук, профессор Павлодар-ского государственного университета им. С. Торайгырова;


Исенов С.С.

И84 Электрические машины. Двухдвигательный электропривод с микропроцессорным управлением : учебное пособие для специальности 050718 – Электроэнергетика / С.С. Исенов – Павлодар : Кереку, 2009. – 82 с.


ISBN


Учебное пособие содержит технические решения реализованные в виде функциональной схемы и принципиальной электрической схемы автоматического импульсного управления двухдвигательным электроприводом, математическое описание принципа работы микропроцессорного устройства путем использования конечных автоматов Мили.

Учебное пособие может быть полезно для студентов, магистрантов, аспирантов и инженерно-технических работников электротехнических специальностей.


УДК 621.313.333.1

ББК 31.29н.я7

ISBN


© Исенов С.С., 2009

© ПГУ им. С. Торайгырова, 2009


За достоверность материалов, грамматические и орфографические ошибки ответственность несут авторы и составители

Введение


Современные общепромышленные ме­ха­низ­мы: крановые, чесальные аппараты, шлюзы и т.д., ис­поль­зу­ют двух­дви­га­тель­ный асинхрон­ный электро­при­вод, управление параметрами ко­то­ро­го осу­ще­ст­в­ля­ет­ся изменени­ем до­ба­воч­ных со­про­тив­ле­ний в це­пи ро­то­ров. Данный способ регу­ли­ро­ва­ния ко­ор­ди­нат элек­тро­при­во­да устарел и не мо­жет удовлетворить возрос­шим требо­ва­ни­ям. Сле­до­ва­тель­но, не­об­хо­ди­мо перейти к друго­му спо­со­бу, в котором тре­буе­мые ха­рак­те­ри­сти­ки обес­пе­чи­ва­ют­ся мини­маль­ны­ми за­тра­та­ми и осо­бен­но важ­но ис­поль­зо­вать существую­щие дви­га­те­ли с фаз­ным ро­то­ром, что по­зво­ля­ет дос­тичь желаемо­го резуль­та­та, вно­ся из­ме­не­ния толь­ко в электри­че­скую часть приво­да, не за­тра­ги­вая механи­че­скую.

В настоящее время одной из пер­спек­тив­ных сис­тем элек­тро­при­во­да для по­доб­ных ме­ха­низ­мов, яв­ля­ет­ся сис­те­ма с им­пульс­ным ре­гу­ли­ро­ва­ни­ем сопро­тив­ле­ния в це­пи вы­прям­лен­но­го то­ка ро­то­ров. Эта сис­те­ма элек­тро­при­во­да име­ет срав­ни­тель­но про­стую си­ло­вую схе­му и сис­те­му управ­ле­ния, об­ла­да­ет при ис­поль­зо­ва­нии об­рат­ных свя­зей дос­та­точ­ным для рас­смат­ри­вае­мых ме­ха­низ­мов диа­па­зо­ном ре­гу­ли­ро­ва­ния ско­ро­сти [1, 2].

Постоянное развитие современных технологий, предъявляет к электроприводу повышенные требования относительно точности движения, как в статике, так и в динамике, быстродействия и надежности. Это требует применения более сложных методов управления электроприводом, что влечет за собой применение новой элементной базы, силовой и управляющей, позволяющей реализовать данные алгоритмы. Создание силовых полупроводниковых приборов с новыми свойствами и характеристиками позволило осуществлять преобразование электрической энергии в формах, наиболее удобных для ее электромеханического преобразования. А использование, в электроприводе, достижений микропроцессорной техники, в качестве основы систем управления, открыло широкие возможности для создания технически совершенных регулируемых приводов. При этом в виду интенсивного развития электроники и полупроводниковой техники, требуется снижения стоимости на системы управления электроприводом.

При использовании им­пульс­но­го ре­гу­ли­ро­ва­ния в це­пи вы­прям­лен­но­го то­ка ро­то­ров в двух­дви­га­тель­ном асинхронном элек­тро­при­во­де, необходимо решить во­прос о под­клю­че­нии ро­тор­ных це­пей. Наи­бо­лее рас­про­стра­нён­ной схе­мой под­клю­че­ния, как в двух­дви­га­тель­ных, так и в мно­го­дви­га­тель­ных, явля­ет­ся схе­ма с па­рал­лель­ным под­клю­че­ни­ем вы­пря­ми­те­лей, вклю­чен­ных в цепь ро­то­ра ка­ж­до­го дви­га­те­ля [3 – 8], ко­то­рая дос­та­точ­но пол­но ис­сле­до­ва­на. Широко используются схемы с комбинированным управлением [9]. Сис­те­мы при­во­да с по­сле­до­ва­тель­ным со­глас­ным со­еди­не­ни­ем выпря­ми­те­лей на­шли при­ме­не­ние в вен­тиль­но-ма­шин­ных кас­ка­дах [10], в асин­хрон­но-вен­тиль­ных кас­ка­дах [11, 12], при рео­стат­ном ре­гу­ли­ро­ва­нии ско­ро­сти [13]. И недостаточно полно исследована сис­те­ма элек­тро­при­во­да с независимым индивидуальным со­еди­не­ни­ем вы­пря­ми­те­лей и им­пульс­ным ре­гу­ли­ро­ва­ни­ем в це­пи вы­прям­лен­но­го то­ка ро­то­ров.

Проведенный анализ научно-исследовательских работ показал, что в последние годы в стране данному вопросу не уделено должного внимания. В настоящей работе, как следствие возникла задача ликвидировать имеющийся пробел, систематизировав и обобщив накопленный опыт по импульсному регулированию асинхронных двигателей. В связи, с чем актуальными являются вопросы, связанные с разработкой устройств и математических моделей автоматического управления двухдвигательным асинхронным электроприводом по цепи роторов.



1 Ис­сле­до­ва­ние систем управления двух­дви­гатель­ным асинхрон­ным элек­тро­при­водом


На промышленных предприятиях, а также во многих отраслях производства широко распространенны мостовые краны, выпол-няющие различные подъемно-транспортные работы. Возрастающие требования к эксплутационным показателям крановых механизмов приводят к необходимости применения по возможности простых и надежных электроприводов, удовлетворяющих производственным требованиям. Для мостовых кранов, механизма передвижения тележки, в настоящее время, рационально применение двухдвига-тельного асинхронного электропривода, когда исключается сложная кинематическая цепь, в том числе длинные трансмиссионные валы, связывающие ведущие колеса обеих сторон.

В настоящее время, выпускаются краны в основном с раздельным приводом передвижения (рисунок 1.1). Рабочими органами механизма передвижения таких кранов являются ходовые тележки с ведущими и опорными колесами, движущиеся по рельсовому пути. В этом случае каждая ходовая тележка М1 и М2 имеет собственный привод. Оба эти привода механически связаны между собой лишь упругой металлоконструкцией пролетного строения [14].

Работа механизма передвижения тележки мостового крана, в первую очередь, связана с особенностями самого механизма, а также его электропривода. Возможность применения электромеханической системы определяется требованиями технологии и режимом работы. Основными требованиями к мостовым кранам механизмов передвижения являются:

– повторно-кратковременный режим работы с непродолжитель-ным управлением скорости;

– управление скоростью, при постоянном моменте. При необхо-димости скорости выше номинальной, регулирование должно осуществляться при постоянной мощности;

– обеспечение интенсивных, но плавных переходных процессов (для напряженно работающих кранов с большой продолжительностью включения ПВ или при большом числе включений в час);

– крановые механизмы с электроприводом – сложная электро-механическая система (ЭМС), в которой многомассовая механическая часть с упругими связями и электрическая часть в динамических режимах влияют друг на друга;

– двухдвигательные системы – механизмы передвижения моста, тележки и т.п., учитывая то, что в ряде случаев требуется синхронное перемещение их рабочих органов без перекоса конструкции.

На рисунке 1.1 приведена функциональная схема ЭМС, применительно к двухдвигательному асинхронному электроприводу. Здесь АД1 и АД2 – асинхронные двигатели со своими преобра-зователями П1 и П2, М1 и М2 – два рабочих органа (ходовые тележки механизма передвижения), связанные с двигателями передаточными устройствами ПУ и часто между собой – элементами конструкции М (мост мостового крана и т.д.). В дальнейшем полагаем, что передаточные устройства ПУ и конструкция М – в общем случае многомассовые конструкции, отдельные элементы которых соединены упругими связями. Выходными координатами рабочих органов являются их скорости (после приведения к валу двигателя ωМ1 и ωМ2), а при позиционировании – перемещения α1 и α2.

Электродвигатели, приведенные на рисунке 1.1, показаны двумя звеньями: первое преобразует регулируемый параметр в электромагнитный момент М, а выходной координатой второго является угловая скорость вала двигателя ω или его угол поворота. Преобразователи с устройствами управления П1 и П2 плавно регулируют величину – амплитуду, частоту напряжения, степень несимметрии напряжения, сопротивление в цепи статора или ротора и пр., что изменяет момент и скорость двигателя. Они совместно с первыми звеньями двигателей составляют электрическую часть (ЭЧ) электромеханической системы, а вторые звенья двигателей и все элементы конструкции механизмов с передаточными устройствами – механическую часть (МЧ).





Рисунок 1.1 – Функциональная схема ЭМС кранового механизма


На вход устройств управления преобразователей подаются сигналы от аппарата ручного управления, на который воздействуют оператор, перестраивая априорную информацию и изменяя задание скорости, темп ускорения, и сигналы обратных связей, выдающих рабочую информацию о координатах двигателя (М, ω) или рабочих органов (ωМ, α). Обратные связи обычно используются для автома-тического функционирования заданного алгоритма управления.

При работе таких кранов возможны проскальзывание приводных колес, заклинивание колес о головки рельсов, не одинаковые диаметры колес (вследствие неточной обработки или неравномерного износа) и пр. Так как статическая нагрузка на опорах в общем случае различна и носит случайный характер, а механические характеристик двигателей механизма передвижения не строго идентичны, то вполне вероятно их несогласованное вращение. Все это приводит к забеганию одной из опор и деформации (перекосу) конструкции крана. В отдельных случаях возможен шагающий режим. Наряду с этим такие режимы, как пуск, регулирование скорости, специальные квазиуста-новившиеся режимы, особенно когда нельзя не учитывать механические связи (т.е. если рассматриваются электромеханические системы в комплексе), изучены недостаточно, что в значительной мере ограничивает применение для кранов относительно простых систем асинхронного электропривода.

На основе вышеизложенного в работе исследуется система управления двухдвигательным асинхронным электроприводом, касательно вопросов синхронизации рабочих органов, чрезвычайно важных при эксплуатации мостовых кранов механизма передвижения, в то же время назрела необходимость создания и внедрения более совершенных систем управления электроприводами, с использо-ванием микропроцессорных средств, которые, удовлетворяя требованиям технологического цикла, должны быть одновременно легко управляемыми, по возможности недорогими, небольших габаритов, с низкими эксплутационными затратами и достаточно надежными.


1.1 Виды связей асинхронных электродвигателей
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11

Добавить в свой блог или на сайт

Похожие:

Учебное пособие для специальности 050718 Электроэнергетика Павлодар iconУчебное пособие для студентов специальности
А86 Арын Р. С., И79 Иренов Г. Н. Этнополитология: учебное пособие. ─ Павлодар: эко, 2008. – 215 с

Учебное пособие для специальности 050718 Электроэнергетика Павлодар iconУчебное пособие (лабораторный практикум) для студентов электроэнергетических специальностей Павлодар
А. К. Жумадирова – кандидат технических наук, доцент кафедры «Электроэнергетика» Павлодарского государственного университета

Учебное пособие для специальности 050718 Электроэнергетика Павлодар iconУчебное пособие для магистрантов и студентов гуманитарных специальностей Павлодар
Учебное пособие предназначено для студентов и магистрантов, обучающихся по специальности «Культурология». Написанное на конкретном...

Учебное пособие для специальности 050718 Электроэнергетика Павлодар iconМетодические рекомендации и указания по изучению дисциплины «Измерительные органы автоматических устройств автоматики энергосистем» для студентов специальности 050718 Электроэнергетика (специализация Электрические станции) Составитель
«Измерительные органы автоматических устройств автоматики энергосистем» для студентов специальности 050718 – Электроэнергетика (специализация...

Учебное пособие для специальности 050718 Электроэнергетика Павлодар iconУчебное пособие для студентов педагогических и гуманитарных специальностей Павлодар, 2004
И85 Просветители Павлодарского Прииртышья конца ХIХ начала ХХ в в. / Учебное пособие для студентов педагогических и гуманитарных...

Учебное пособие для специальности 050718 Электроэнергетика Павлодар iconТитульный лист программы обучения по дисциплине (Syllabus) Форма
Специальные вопросы электростанций для студентов специальности 050718 Электроэнергетика

Учебное пособие для специальности 050718 Электроэнергетика Павлодар iconТитульный лист программы обучения по дисциплине (Syllabus) Форма
Электротехнологические промышленные установки для студентов специальности 050718 Электроэнергетика

Учебное пособие для специальности 050718 Электроэнергетика Павлодар iconТитульный лист программы обучения по дисциплине (Syllabus) Форма
Силовые электрические цепи для студентов специальности 050718 Электроэнергетика

Учебное пособие для специальности 050718 Электроэнергетика Павлодар iconТитульный лист программы обучения по дисциплине (Syllabus) Форма
Техника высоких напряжений для студентов специальности 050718 Электроэнергетика

Учебное пособие для специальности 050718 Электроэнергетика Павлодар iconТитульный лист программы обучения по дисциплине (Syllabus) Форма
Перенапряжения и изоляция в системах электроснабжения для студентов специальности 050718 Электроэнергетика


Разместите кнопку на своём сайте:
lib.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©lib.convdocs.org 2012
обратиться к администрации
lib.convdocs.org
Главная страница