Разработка автоматизированного электропривода барабана закалочной машины

 

I_уст = 1,2 I_п = 1,2 ∙ 2,5 ∙ I_н , А ,                                                             (45)

 

где I_н – номинальный ток преобразователя, А.

I_уст = 1,2 ∙ 2,5 ∙ 1600 = 4800 А

По [3] выбираем автоматический выключатель типа   А3796Н  со следующими данными

- номинальный ток выключателя   1600   А;

- вид расцепителя максимального тока – электромагнитный полупроводниковый, ток 1000А;

- предельный ток отключения  выключателя при U = 380 В равен

  40кА.

 

2.4 Система автоматического  регулирования

 

Требования   к  электроприводу:

-высокая  надежность  электропривода  лебедки  конусов;

-точки  подвеса   штанг  конусов  должны  опускаться (подниматься)  по вертикали на  всем протяжении рабочего хода, горизонтальные отклонения должны  быть не более 1-2мм;

-должны   быть    исключены    одновременные   открывания  малого   и  большого  конуса,  а также открывание каждого из них при  не выровненном  давлении  газа и самопроизвольное  открывание  их, при нормальной  работе  доменной  печи;

-плавное  движение   конусов, без рывков, закрывание  конусных затворов  безударным;

-обязательное резервирование электродвигателя;

-технологические блокировки  с другими механизмами;

-точная остановка.

Требования к электрооборудованию:

-надежность электрооборудования;

-электрооборудование   должно   размещаться   в   шкафах управления;

-обязательное  резервирование  всех  шкафов   управления,  трансформатора  и  т.д.;

-в  шкафу, где   размещается  тиристорный   преобразователь,  программируемый    контроллер    должен    поддерживаться    определенный   микроклимат.

 Технологические требования  к механизму накладывают на САР электропривода следующие требования:

- большая точность  отработки заданной скорости,

- реверс, плавный разгон  до заданной скорости  и   торможение   не более 4 секунд,

- высокая точность  позиционирования.

-надежность;

-должна  быть  завязана  со всеми технологическими блокировками и защитами.

Преобразователь " Simoreg " имеет глубокую универсальную систему регулирования, которая позволяет реализовать привод, удовлетворяющий всем выше перечисленным условиям.

Этим условиям наиболее полно соответствует система регулирования, построенная по принципу подчиненного регулирования, каждый выходной параметр предыдущего контура является входным параметром для последующего контура регулирования. Для удовлетворения выше перечисленных условий наша система состоит из двух контуров: контура скорости с обратной связью по скорости двигателя  от  тахометрического датчика и подчиненного ему контура тока с обратной связью по току якоря.

САР  силовой  цепи  имеет  следующие  узлы:

-подготовки заданного  значения - на  него приходит главное зада-

ющее  воздействие;

-ограничение заданного  значения задатчика интенсивности  – на него приходит  сигнал, который  устанавливает  ограничение   максимальной    величины,  которая   будет  подаваться  на  задатчик  интенсивности;

-задатчик  интенсивности  – служит   для  получения  закона изменения  во  времени   задающего   сигнала   или   получения,  например, оптимального  процесса   разгона   или   торможения.

-регулятор  скорости  –  для   сравнивания   заданного  значения по скорости  и  истинного,  существующей  скорости   двигателя; и выработки сигнала  по  скорости;

-узел   ограничения   момента – на   него  задается  верхний предел сигнала   по   скорости и он не допускает  повышение сигнала сверх заданного  значения;

-узел заданного значения тока – на него приходит сигнал с внешнего контура по скорости;

-узел  ограничения   тока –   не   допускает   превышение  заданного значения  тока  сверх  заданного  значения;

-регулятор  тока  – поступает  истинное  значение  и сравнивается с заданным  значение  тока,  вырабатывается  сигнал  по  току;

-предуправление   якоря  –  на   него  поступает  сигналы:  сопротивление цепи  якоря,  индуктивность   якоря,  частота  цепи. Сигнал с регулятора  тока   складывается    с   сигналом   предуправления   якоря.

Окончательный  сигнал   поступает  на  тиристорный  преобразователь, где   служит  сигналом отпирания  тиристоров. Таким образом  изменяется  подводимое   напряжение   к   якорю   двигателя.

Описание  элементов  САР  обмотки  возбуждения:

-регулятор   тока – поступает   сигнал   об   истинном  значении  тока   возбуждения и заданный сигнал, где сравниваются и вырабатывается сигнал  по  току  возбуждения;

-блок  предуправления  тока  возбуждения   –   поступает   сигнал  о  сопротивлении   цепи  возбуждения:  сигнал изменяется  по определенной кривой;

Сигнал   с  регулятора тока складывается с сигналом предуправления,  а  дальше   окончательно   выработанный  сигнал поступает  на тиристорный  преобразователь,  где  служит   сигналом  отпирания  тиристора.

Вся    система    регулирования    преобразователя    конструктивно выполнена  на базовой  плате управления  регулирования. Кроме этого на плате расположены  логика раздельного управления мостами, светодиодная диагностика и элементы настройки.

Во  время  подачи  сигнала, контроллером, на  включение  привода приходит сигнал  в  систему  автоматического регулирования. Этот сигнал называется  сигналом  задания. Сигнал  задания поступает на узел подготовки  заданного  значения, после  которого  подается в узел ограничения заданного значения задатчика интенсивности называемого коннектором. На нем предварительно устанавливаются меньшая величина  и большая величина   ограничения,   не   превышая   которых сигнал поступает на задатчик интенсивности, который вырабатывает закон изменения во времени  задающего  сигнала   или  получения  оптимального процесса разгона или торможения. Дальше сигнал поступает  на регулятор скорости, происходит  сравнение   заданного   значения,  поступившего  от  задатчика  интенсивности и истинного значения скорости – этот сигнал поступает от тахометрического  датчика. 

Заданное   значение   отнимается от  истинного и получается сиг – нал,  который  подается на узел ограничения момента. В котором  предва-рительно  уже  заданы  меньший  и  больший  предел, не превышая  кото-

рых, сигнал подается дальше в подчиненный контуру скорости, контур  по  току якоря. Этот сигнал поступает в узел ограничения  тока, где  предварительно выставлены  меньший  и  больший  предел  по току,  не  превышая которых сигнал  подается на регулятор тока. На  него  также  приходит заданное  значение,  которое  поступает  от внешнего контура по скорости и сигнал истинного значения тока от датчика тока. Сигнал  заданного значения отнимается от истинного значения тока. Окончательно выработанный сигнал  поступает   на  тиристорный  преобразователь, где  служит  сигналом  отпирания  тиристоров.

САР обмотки возбуждения 

Так  как   датчик  ЭДС в схеме не используется, то 2-х зонного регулирования нет. Из  схемы САР обмотки возбуждения используется только регулятор тока.  Заданное  значение  тока  возбуждения подается  на регулятор тока, где из  него  вычитается истинное значение тока  возбуждения, которое поступает на  него  по обратной связи. Выработанный таким образом  сигнал  поступает на  нереверсивный  преобразователь обмотки возбуждения.

 

 

 

 

Рисунок 2- Схема САР.

 

 

 

 

 

 

 

       2.5 Описание  аппаратов защиты

 

 

Схема обеспечивает защиты:

  -  защит   от   ослабления  поля в обмотке возбуждения,

;

   -  максимально  – токовой  защиты, ;

-  защита от перегрузки , ;

- защита   от  перенапряжений  в обмотке возбуждения, возникающее  при  ее  отключении  выполняется   с   помощью разрядного   резистора и диода,

-   защита  от  перенапряжений  в  катушке   тормоза ,

.

Все  защиты,  рассчитанные  выше   и   используемые  в  схеме  для защиты ее, выполнены  в электронном виде.

 

Данные по уставкам некоторых защит и их исполнению представлены в таблице 3.

 

Таблица 3- Защиты электропривода скипового подъемника.

Наименование защиты	Размер-ность	Уставка	Исполнение
1 От к.з в преобразователе 2 От к.з в двигателе 3 От самозапуска 4От обрыва цепи возбуждения	А А В А	2,5IНОМ.пр. 2,5IНОМ.дв. 0,8UНОМ.дв. 0,5IНОМ.возб.	Электронное Электронное Линейный контактор  Электронная

 

2.6 Описание схемы управления, защиты и сигнализации

 

   Двигатель постоянно  подключен  к  сети  и   находится   под   напряжением.  Двигатель   подключится   к   сети   только  когда отработают все защиты.  Вставляем   и  поворачиваем   ключ – бирку.   Нажимаем   кнопку SB1,   для    опробования   механического    тормоза,   получает     питание катушка механического   и   замыкает   свой  контакт   в цепи   управления   механического тормоза.

На    посту   ''Местное   управление’’    устанавливаем    переключатель    SA4    в     положение   ,,Закрыто’’.   При      замкнутых       контактах     концевых     выключателей  получает  питание   катушка  контактора  К1  и  замыкает  свой  контакт  в цепи линейного контактора. С помощью  концевых  выключателей  SQ8  и SQ6  осуществляется   защита   от   перехода    за    предел    открытого    положения    и   предельного натяжения   цепей МК,   катушка      К7   получает    питание,   контролирующая     предельное  натяжение  цепей МК, сигнал поступает  в  программируемый  контроллер AZ42. Переключатель SA5   устанавливаем   в    положение ,,Закрыто’’ и при   замкнутых контактах    концевых     выключателей     SQ9     и    SQ7     получает    питание   катушка   контактора   К2   и   замыкает  свой  контакт   в цепи  линейного контактора. Катушка контактора  К8  получает  питание   и сигнал  от катушки поступает в программируемый  контроллер. Катушка    К8 контролирует  предельное  натяжение  цепей  БК.  Концевые  выключа-тели    SQ9    и    SQ7   контролируют   переход     за     предел    открытого положения    и    предельное     натяжение    цепей    БК.     Устанавливаем  переключатель   SA4   в положение ,,открыто’’.  Катушка   контактора   К3  получает   питание   и замыкает свой контакт в цепи   линейного контакто-ра.  Концевой    выключатель    SQ2    служит   для   защиты    от  слабины    цепей МК. Контактом  К9   шунтируется  контакт  концевого   выключателя   SQ2.  Переключатель   SA5     устанавливаем   в    положение ,,открыто’’.

Катушка    контактора  К4  получает  питание  и   замыкает свой  контакт  в цепи   линейного    контактора.    Контактом   К10     шунтируется    контакт концевого   выключателя  SQ3,  который предназначен   для   защиты   от слабины цепей   БК.  Программируемый   контроллер   обрабатывает  все входные сигналы   и    выдает    команду    на    замыкание   контакта    К5,   который     подает   питание линейному   контактору   KM1.

Если хотя  бы  один  контакт  защит  в   цепи  линейного контактора   разомкнется,  то  сработает  реле  блокировки  преобразователей.

Описание схемы защиты и сигнализации

При появлении  сообщения о сбое или предупреждения, оно  отображается как  на  базовой  панели  управления (PMU),так и на опциональной  панели   управления   (ОР1S).  Как только  причина предупреждения   устраняется,  предупреждение   автоматически   перестает отображаться.   В  то   же  время, сообщение  о  сбое  должно  быть  отменено  с помощью клавиши  Р  на  PMU  или клавиши Reset на ОР1S после того, как причина была  устранена,  чтобы   вернуть   преобразователь   в   его нормальное рабочее состояние.

Отображение сообщения о сбое:

- на ОР1S;  в самой нижней  строке отображения рабочего состояния. Горит красный светодиод (Flaut);

- на  PMU; F (ошибка)  и трехзначный номер. Горит красный свето-диод  (Flaut).

Всегда  отображается  только  актуальное сообщение  о   сбое, т. е. другие  одновременно  существующие  нарушения игнорируются. Многие сообщения о сбое  могут быть  активны только  в определенных рабочих режимах.

При появлении нарушения  происходят следующие действия:

- ток    якоря    уменьшается,  отпирающие  импульсы  блокируются    и  SIMOREG  переключается в рабочее состояние о 11.0   (нарушение);

- отображается  сообщение   о  сбое  на  панели    управления (PMU, ОР1S);

- устанавливается В0106 (= слово состояния 1, бит 3) и  аннулируется  В0107;

- становятся актуальными  следующие параметры:

1 r047 – память диагностики сбоев;

2 r049 – время сбоя;

3 r947 – память сбоев, список параметров;

4 r949 – значение сбоя;

5 Р952 – количество  сбоев.

 

2.7 Специальный вопрос. Регулятор тока

 

При формировании заданного графика движения исполнительных  

органов  часто бывает необходимо обеспечивать требуемое  их  ускорение  или  замедление.

В некоторых случаях  требуется ограничить момент электропривода для  предотвращения  поломки  рабочей  машины или механизма при внезапном стопорении движения исполнительного органа. Основными показателями   для  оценки  того или иного способа регулирования (ограничения) момента  являются  точность  и  экономичность.