Разработка автоматизированного электропривода барабана закалочной машины

Для  получения  жестких  характеристик электропривода, необходимых   для регулирования скорости, и мягких характеристик, требуемых для ограничения  тока  и  момента, то  есть при регулировании двух координат, применяются  соответствующие  обратные  связи.

Управление  внутренним  контуром  с  помощью  выходного  сигнала внешнего контура определяет еще одно ценное свойство таких систем.

Оно заключается в  возможности  простыми  средствами ограничить любую регулируемую  координату, например ток  и   момент, на  заданном уровне. Для этого  требуется всего лишь  ограничить  сигнал, поступающий   с  внешнего  контура.

Управляющая  часть  схемы  состоит  из  двух  замкнутых  контуров: контура  регулирования  тока  (момента), содержащего   регулятор   тока и датчик тока, и контура  регулирования  скорости, содержащего   регулятор скорости  и  датчик  скорости (тахогенератор).

Схема  регулятора  тока выполнена на плате и имеет  ПИ - характеристику,   т.е.  построена    на   основе  пропорционально  – интегрального усилителя.

На  плату, где  располагается   регулятор  тока  приходит  сигнал от датчика   тока  о внутреннем   истинном   значении  тока  якоря.  Здесь он размножается  на  несколько сигналов  для собственных нужд схемы. На коннектор поступает сигнал о заданном значении тока якоря от контроллера. Заданное   значение  тока   якоря   поступает в блок так называемого ,,предуправление якоря’’. В этот же  блок  поступают   сигнал  о значении питающего    напряжения,   частоте    сети,   сопротивлении     цепи  якоря, индуктивности    якоря,  рассчитанная     ЭДС.   Этот    блок    служит   для  уменьшения      воздействия    прерывистых     токов.   Также     сигнал     о  заданном   значении   тока  якоря поступает непосредственно в  регулятор тока. Регулятор тока регулирует скорость нарастания тока с  помощью ПИ-  характеристики,   т.е.   пропорциональная    часть     этой    характеристики  будет  прямая,   а   по  интегральной  части   этой    характеристики   будет  регулироваться   скорость    нарастания  тока.  Преобразованный    сигнал    складывается     с     сигналом     с    блока    ,,предуправления   якоря’’    и  поступает   дальше    схему    СИФУ,   где   служит    сигналом   отпирания  тиристоров.

2.8 Перспективы развития  электропривода   лебедки  конусов

При   сегодняшнем   развитии   техники,   возможно   использование частотного  принципа  регулирования  скорости  электродвигателя.

Рассмотрим     принцип     частотного      регулирования     скорости  электропривода    лебедки    конусов.    Модернизировать   электропривод   лебедки   конусов  можно  следующим   образом,  заменив  существующий  электродвигатель постоянного   тока   с  тиристорным    преобразователем   асинхронным двигателем переменного  тока  с короткозамкнутым ротором   и частотным регулированием скорости.

Частотное   регулирование   широко  используется  для   качественного регулирования в первую очередь скорости   асинхронного   двигателя    и  широко  применяется  в  настоящее  время. Принцип  его заключается в том,  что  изменяя  частоту     питающего АД  напряжения,     можно     в   соответствии с выражением изменять его скорость ,    получая   различные    искусственные характеристики.  Этот   способ  обеспечивает плавное регулирование скорости в широком диапазоне, а получаемые при этом характеристики обладают высокой жесткостью. Частотный  способ  к тому  же  отличается   и    еще   одним   весьма  свойством: регулирование скорости  АД   в этом случае не сопровождается увеличением его скольжением, поэтому  потери  мощности  оказываются  небольшими.

Для  лучшего  использования  и  получения высоких энергетических показателей работы АД (коэффициентов  мощности,  полезного   действия   и  перегрузочной  способности)  одновременно   с   частотой    необходимо изменять и  подводимое  к  нему напряжение. Рациональный закон   изменения напряжения   при   этом зависит от характера момента нагрузки . Так,  при постоянном   моменте    нагрузки  напряжение на статоре должно регулироваться пропорционально его частоте, что соответствует     закону . Для вентиляторного  характера  момента нагрузки соотношение  будет  иметь  вид  ,    а   при   моменте нагрузки,     обратно пропорциональном скорости . Для выше перечисленных примеров  приведены характеристики  на рисунке 2 а, б, в ,соответственно.

Т.к.   двигатель  переменного   тока    имеет  меньшие    габариты  и массу, то  следовательно  при  переходе  на   них   надо  будет  полностью перестраивать  конструкцию верхний  системы   загрузки   доменной  печи.

Двигатель  независимого   возбуждения   с  тиристорным   преобразователем     постоянного    тока    с   контролем     от     программируемого  контроллера    работает    стабильно,   надежно  и   в  принципе   в  замене   на    АД с КЗР с частотным регулированием не нуждается. Но  если  поставить  АД   с  КЗР  с частотным регулированием, то  расходы  на  эксплуатацию  и  обслуживание  будут  гораздо  меньше.      

                                 а                                                           б

                                           в

Рисунок 3 – Механические характеристики АД при регулировании 

                     изменением частоты питающего  напряжения