Шпаргалка по "Безопасности жизнедеятельности"

Схема управления, выполненная  по принципу починенного регулирования, включает в себя: задатчик интенсивности (ЗИ), регулятор скорости (РС) с блоком ограничения (БО) и датчиком скорости (BR), регулятор тока (РТ) с датчиком тока (ДТ). Управляющие импульсы формируются в системе импульсно- фазового управления (СИФУ) и через релейный элемент подаются на управляющие электроды тиристоров V1 и V2.

Управление тиристорами  осуществляется в функции выпрямленного тока ротора и скорости двигателя. Если открывание и закрывание тиристора V1 производить в функции выпрямленного тока ротора, то можно получить регулируемый по току, а, следовательно, и по моменту электропривод. Величина тока может контролироваться с помощью шунта (Rш), трансформатора постоянного тока, релейного элемента (магнитного). Сигнал,

пропорциональный величине выпрямленного тока ротора через  СИФУ, поступает на релейный элемент РЭ. В зависимости от уровня сигнала при одной и той же уставке по току на выходе РЭ возникают импульсы, осуществляющие открывание тиристора V1. Допустим, конденсатор С заряжен от источника Uп и тиристоры V1, V2 закрыты. При включении двигателя М ток в роторе, вследствие наличия в цепи индуктивности L1, нарастает по экспоненте до величины Id, определяемой сопротивлением Rд (рисунок 5.30). Затем, при открывании V1, сопротивление Rд шунтируется и выпрямленный ток по экспоненте стремится к величине Id=0, равному току к.з. моста V. При определенном уровне сигнала обратной связи по току (I/d) срабатывает РЭ и выдает импульс на открывание V2. Напряжение конденсатора С прикладывается в обратном направлении к тиристору V1, обеспечивая его закрытие. Одновременно конденсатор С перезаряжается на обратную полярность. Ток ротора уменьшается, стремясь к Id, определяемому сопротивлением Rд. При снижении сигнала обратной связи по току до I//d, РЭ возвращается в исходное положение, вырабатывая импульс на включение тиристора V1. Перезаряд конденсатора С происходит не только через источник Uп, но и через цепочку L2-V3. Так продолжается процесс и далее. Изменяя сигнал U/у, можно регулировать Id и соответственно момент. При поддержании постоянства тока ротора момент двигателя также остается постоянным. Механические характеристики M=f(w) приведены на рисунке 5.31.

Для получения жестких  характеристик 1,2 в системе управления используется обратная связь по скорости таким образом, что сигнал ОС от тахогенератора при превышении заданной уставки по скорости суммируется в СУ с сигналом по току, вызывая срабатывание РЭ с увеличением скорости при меньшем токе в роторной цепи.

 

13) Общие вопросы управления электроприводами с синхронной машиной

      Нереверсивное  управление скоростью и моментом синхронного двигателя осуществляется в замкнутых системах электропривода. Такие системы строятся в зависимости от характера нагрузки и требований, предъявляемым к системам.

     Синхронные двигатели применяются в ЭП, обеспечивающих постоянную скорость в установившихся режимах. Они используются также генераторами реактивной мощности. В синхронных ЭП требуется также быстродействующая форсировка возбуждения двигателя при работе с резкопеременной нагрузкой и при снижении напряжения сети. Всё это и обусловило применение в синхронных ЭП быстродействующих возбудителей с автоматическим регулированием возбуждения (АРВ).

       Синхронный  электропривод так же способствует  решению одной из центральных научно-технических проблем электроснабжения – проблемы получения и распределения реактивной мощности. Повышение коэффициента мощности способствует:

  1. Снижение максимального  рабочего напряжения в системе электроснабжения, что может привести к использованию более дешёвых установок;

  2. Экономии электроэнергии  в периоды максимумов нагрузки за счёт снижения потерь всетях;

  3. Уменьшения необходимой  кажущейся мощности трансформаторов;

  4. Увеличение статической  и динамической устойчивости  систем электроснабжения.

     Наиболее простым  способом повышения коэффициента мощности в узлах нагрузок является применение синхронных двигателей (СД) с автоматической регулировкой возбуждения (АРВ).

     Все синхронные  ЭП, с точки зрения нагрузочных  диаграмм, специфичных требований к пусковым режимам и задач автоматического регулирования возбуждения СД, целесообразно разделить на три класса:

  1) Класс ЭП неизменной  и медленно меняющейся нагрузки;

2) Класс ЭП пульсирующей  нагрузки;

3) Класс ЭП резкопеременной нагрузки.

   Под автоматическим управлением синхронным электроприводом понимается:

1. автоматизация пуска;2. синхронизация;3. ресинхронизация;4. торможение СД;5. АРВ для поддержания требуемого режима питающей сети и самого двигателя.

Автоматизация процесса пуска  включает 2 этапа:

1. Асинхронный пуск до  скорости, близкой к синхронной (0.90 ÷ 0.95)ω0 ;

2. Процесс синхронизации  после подачи напряжения в  цепь возбуждения.

При пуске мощных синхронных машин от сети соизмеримой мощности применяется

пуск:1. при пониженном напряжении;2. используется пусковой реактор;

3. используется пусковой  трансформатор.

Для благоприятного вхождения  в синхронизм, входной момент должен быть больше на 10% момента сопротивления ВХ C M 〉M . Широко используются системы с наглухо приключённым возбудителем (простота, имеет благоприятные условия с точки зрения синхронизации).

Торможение СД осуществляется по схемам динамического торможения, в которых обмотка статора отключается от сети и замыкается на тормозное сопротивление. С целью повышения эффективности торможения, по мере снижения скорости ток возбуждения автоматически доводится до максимально возможной величины.

Для обеспечения режимов  питающей сети с высокими технико-экономическими показателями требуется, чтобы СД отдавали в сеть, регулируемую реактивную мощность.

Величина этой мощности зависит  от режима питающей сети и загрузки синхронных двигателей и изменяется регулированием возбуждения.

К системам АРВ СД предъявляются  следующие специфические технические

требования:

1. Сохранение устойчивости  работы при изменении параметров питающей сети2. Стабильность в обеспечении заданного режима;

3. Простота и надёжность  замера параметров, по которым осуществляется АРВ СД, а также высокая чувствительность измерительных элементов;

4. Высокая эксплуатационная  надёжность всей системы АРВ  АД;

5. Возможно меньшее запаздывание, связанное с инерционностью, имеющейся как в самих регуляторах, так и во всех элементах системы АРВ АД.

Для синхронных ЭП используются различные системы возбуждения. В качестве систем

возбуждения СД в современной  практике применяются:

1. Системы с электромашинными  возбудителями постоянного тока;

2. Системы с ионными  преобразователями тока;

3.Системы с полупроводниковыми и магнито-полупроводниковыми преобразователями;

4. Системы со встроенными  механическими выпрямителями;

5. Системы возбуждения  с электромашинными возбудителями переменного тока и полупроводниковыми вентилями(бесконтактные системы возбуждения).

Применяются три разновидности  систем возбуждения с возбудителями постоянного тока:

1. Система с глухоподчинённым возбудителем (рис 5.33);

2.Система с глухоподчинённым возбудителем через разрядное сопротивление(рис 5.28);

3. Система, в которой  присоединение обмотки возбуждения двигателя к якорю возбудителя или разрядному сопротивлению СР осуществляется с помощью контакта с защелкой К1. Рис 5.33, 5.34, 5.35

 При прямом пуске  синхронизация с сетью в рассмотренных схемах осуществляется автоматически, после самовозбуждения возбудителя. Если при пуске время разбега СД превышает время самовозбуждения усилителя или момент статического сопротивления на валу превышает 40% номинального момента СД, то применяют прямой пуск с разрядным резистором R в обмотке возбуждения ротора, который отключается при разбеге СД до подсинхронной скорости. Разрядный резистор ограничивает ток возбуждения при пуске, улучшая этим механическую характеристику СД и обеспечивает ускоренное гашение поля СД после его отключения от сети, что снижает аварийное разрушение обмотки при коротком замыкании. Выбор сопротивления разрядного резистора R производится в зависимости от сопротивления обмотки ротора P R :

R = (8 ÷10)RP .

  В системах АРВ СД  применяют также возбудители с независимым возбуждением. На обмотку возбуждения действует управляющий сигнал (например от ЭМУ или от управляемого выпрямителя UV (рисунок 5.36).

   Системы с ЭМУ (рисунок 5.36) используются для синхронных СД большой мощности. Общими недостатками систем возбуждения с возбудителями постоянного тока являются:

1. Наличие контактных элементов,  в первую очередь коллектора  и щёточной

системы возбудителя;

2. Требования постоянного  обслуживающего персонала;

3.В случае пожаровзрывоопасных объектов необходимость взрывобезопасного исполнения либо установка возбудителя в отдельном помещении;

4. Достаточно высокая инерционность  системы, что при больших потоках

возбуждения СД и требуемом  высоком быстродействии вызывает необходимость значительного увеличения габаритов возбудителя.

 

 

 

 

 

 

 

14)Система управления синхронного электропривода с суммирующим усилителем

    Обмотка статора  высоковольтного СД питается  от сети (от ЛЭП через понижающий трансформатор Т1) UC1=10кВ. Обмотка возбуждения двигателя питается от тиристорного возбудителя UL, подключенного к сети низкого напряжения UC2=380В через трансформатор Т2. Управление тиристорами обеспечивает система импульсно-фазового управления (СИФУ)

AUL. Система автоматического регулирования тока возбуждения синхронного электропривода включает в себя задатчик тока возбуждения двигателя в виде управляемого задатчика статического режима S и задатчика угла сдвига тока статора от его напряжения Sϕ; измерительные устройства обратных связей, необходимых для формирования алгоритмов управления, в которые входят: датчик напряжения статора U, подключённый через трансформатор TV, датчик тока питающей сети UA1 и тока статора UA2, подключённые к трансформаторам тока TA1 и ТА2, и датчик тока возбуждения UA3, подключённый к трансформаторам ТА3, а также суммирующий усилитель напряжения и тока А. рис 5.41

     Система управления  электропривода с возбудителями типа ТЕ8 имеет ручной и автоматический каналы регулирования возбуждения. При ручном управлении электроприводом обеспечивается пуск синхронного двигателя при полном (прямой) или пониженном (легкий или тяжёлый) напряжениях на обмотке статора, с автоматической подачей возбуждения с контролем тока статора и формировку возбуждения до 1,75⋅ IВН при снижении питания двигателя на 15-20% от номинального значения. При работе режиме автоматического управления система электропривода дополнительно к функциям ручного управления обеспечивает управление током возбуждения по любому из рассмотренных

алгоритмов управления.

      Система  автоматического регулирования  тока возбуждения СД представляет собой замкнутую систему автоматического управления с жесткими и гибкими обратными связями, обеспечивающими требуемые статические динамические режимы работы. Алгоритмы работы формирует задатчик статического режима S.Он получает сигналы обратных связей по току питающей сети Uтп, напряжению Uп и току Uтc статора и вырабатывает сигналы управления, пропорциональные напряжению статора одной из величин; полному, активному и реактивному токам статора; углом сдвига фаз питающей сети φп и двигателя φд и реактивному току питающей сети. Задатчик угла Sφ работает аналогично задатчику статического режима S и предназначен для изменения угла нагрузки, когда S изменяет другие

переменные.

      При повешении  током ротора его номинального  значения используется ограничитель тока ротора AF, котором с выдержкой времени, отсчитываемой реле времени, включает отрицательную обратную связь по току ротора, снижающую ток ротора до номинального значения.

     В зависимости  от включения регулятора возбуждения могут использоваться различные алгоритмы управления возбуждением. Общим для всех алгоритмов является стабилизация тока возбуждения асинхронного двигателя в замкнутой САУ с отрицательной обратной связью по току возбуждения двигателя.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15)Система управления асинхронного электропривода с подчиненным

регулированием  координат

     Система управления  АРВ синхронным электроприводом  с подчиненным

регулированием координат  осуществляется в комплексных тиристорных устройствах типа КТУ. Функциональная схема такой системы приведена на рисунке 5.42. Это трехконтурная система подчиненного регулирования с контурами тока возбуждения, реактивного тока статора и напряжения питания. Регулирование требуемых координат электропривода обеспечивается регуляторами напряжения статора AV, реактивного тока статора АА1 и тока возбуждения АА2. Сигналы обратных связей поступают с датчиков напряжении UV, реактивного тока статора UA1 и тока возбуждения (ротора) UV2.