Управление в функции скорости

Для реализации этого способа требуется аппаратура, контролирующая скорость непосредственно или косвенно. Чаще контролируется косвенно по напряжению на якоре, по величине ЭДС ротора, по частоте тока ротора. Управление идет в функции U_Я, E_р, f_р, s, но все в рамках функции скорости.

Схема пуска ДПТ

Типовая схема пуска ДПТ в функции скорости представлена на рисунке 2.8, где приняты обозначения: М – двигатель постоянного тока; R1, R2 – ступени пускового реостата; КУ1, КУ2, КЛ – контакторы ускорения и линейный контактор; РУ1, РУ2 – реле времени с отсчетом уставки; R3 – дополнительное сопротивление для изменения уставки реле РУ2; КнС, КнП – кнопки Стоп, Пуск (SB1 SB2).

Механические характеристики и диаграммы токов, скорости и напряжения во времени представлены на рисунке 2.9.

Достоинства схемы:

- простота схемного решения;

- возможность применения однотипных реле напряжения для двигателей разной мощности, но с одинаковым напряжением сети;

Недостатки:

- трудность настройки КУ на разные напряжения срабатывания;

- t_п = f(M_с, J);

- возможна задержка пуска на промежуточной ступени и перегрев пускового резистора (М_с'>М_с). При моменте М_с''>М_с двигатель остается работать на искусственной характеристике (установившийся режим).

Типовой узел для торможения противовключением АД с КЗ

Чаще управление в функции скорости применяют для организации торможения противовключением АД с КЗ ротором.

Схема торможения противовключением АД с КЗ ротором приведена на рисунке 2.10, где приняты обозначения: РКС – реле контроля скорости (SR); W_уст^РКС = (0,03 – 0,05)W₀.

Вращение вперед – W > W_уст^РКС замыкается 1..3; вращение назад – W > W_уст^РКС замыкается 1..2; КВ, КН – контакторы вперед и назад; РБ – реле блокировочное (вводит в действие РКС только при нажатии КнС).

Исходное состояние: включен контактор КВ.

Работа схемы: для останова двигателя следует кратковременно нажать КнС. Включается РБ и контактор противоположного направления вращения, меняется чередование фаз статора электродвигателя, следовательно, двигатель переходит в режим торможения противовключением, которое происходит до тех пор, пока не разомкнутся контакты РКС (при W = 0).

Для реверса двигателя КнС нажимать не надо. Достаточно нажать кнопку противоположного направления. Электродвигатель перейдет в режим торможения противовключением, а затем разгонится в противоположном направлении.

Управление в функции тока

Для организации этого способа необходимы электрические аппараты, контролирующие ток – реле тока, которые при определенных значениях тока вводят или выводят сопротивления из силовых цепей. Для повышения точности (уменьшения колебаний) тока используют реле с высоким коэффициентом возврата:

К_в = I_отп /I_ср ® 1.

Токовое реле в процессе регулирования тока вибрирует с частотой 10 – 20 Гц. Способ применяется редко, наиболее распространен в приводах постоянного тока с двухзонным регулированием скорости (регулирование скорости во второй зоне за счет ослабления поля двигателя).

Схема пуска ДПТ НВ

Типовой узел, реализующий управление в функции тока представлен на рисунке 2.11, где приняты обозначения: R_п = R2+R1; РУП – реле управления полем; R_вд – введенное сопротивление, от которого зависит скорость во 2-ой зоне.

Реально I_отп^руп = I_ср^руп, Т_вS = L_B/R_BS.

Т_вS при уменьшении потока – Т_вS = L_B/(R_BS+R_вд). Т_вS при увеличении потока – Т_вS = L_B/(R_B), то есть ослабление потока идет с большей интенсивностью, чем увеличение (см. рисунок 2.12).

При выходе двигателя во вторую зону регулирования скорости нагрузка на валу двигателя уменьшается. При скорости во 2 зоне W_с(2) = 2W_н статический момент равен М_с = М_н/2 (см. рисунок 2.13).

При М_с =const M_c(1) = c_мI_c(1)Ф_н = M_c(2) = c_мIc(2)Ф_у, откуда следует I_c(2) = I_c(1) Ф_н/Ф_у; i_Я = (U_н – c_eФ_нW) / R_a.

При уменьшении поля поток ослабляется в большей степени, чем увеличивается W, поэтому ток якоря растет. При увеличении поля ток якоря растет.

Работа схемы: данный узел начинает работать после включения контактора КУ2, т.е. при выходе двигателя на ЕХ. От броска тока срабатывает РУП и вновь шунтирует R_вд (до этого оно шунтировалось контактором КУ2). Разгон продолжается на ЕХ до момента времени, когда ток якоря станет равным току отпускания РУП. Реле РУП выключается, в цепь обмотки возбуждения вводится R_вд, происходит ослабление поля, ток якоря увеличивается. При токе якоря равным току срабатывания РУП оно (РУП) зашунтирует R_вд, поле электродвигателя начнет увеличиваться, но значительно медленнее, ток якоря начнет уменьшаться.

Процесс повторится несколько десятков раз, пока поле выйдет на Ф_у, которое соответствует определенному положению движка R_вд.

В мощных системах АЭП РУП включает свой контактор управления полем (КУП), который вызывает включение и отключение добавочного сопротивления. При резком изменении положения движка R_вд также будет идти вибрационное управление, т.е. управление функцией тока.

Достоинства: простота реализации метода.

Недостатки:

- для каждого электродвигателя нужен свой электрический аппарат (РУП);

- время пуска является функцией М_с и момента инерции.

Управление в функции пути

Это чисто технологическое управление, для реализации которого необходимы электрические аппараты, контролирующие путь (конечные или путевые выключатели), которые в определенном положении подвижных частей механизма вызывает пуск, реверс, останов, переход на малую скорость и т.д.