Элементная основа систем управления

В зависимости от элементной основы систем автоматики разли­чают электроприво-ды с релейно-контактным, электромашинным и бесконтактным управлением.

В соответствии с этим можно назвать следующие применяющиеся в настоящее время системы уп­равления электроприводами.

Системы релейно-контакторного управления состоят из двига­теля постоянного

или переменного тока, магнитного пускателя или контроллера, командоконтроллера и ящиков сопротивлений (в схемах на постоянном токе).

Систему генератор — двигатель (Г—Д) применяют в электро­двигателях большой

и средней мощности с плавным регулирова­нием скорости в широких пределах.

Систему Г — Д с питанием цепей возбуждения от ЭМУ, кото­рые используют в

качестве возбудителей и подвозбудителей — это так называемая каскадная система воз-

буждения (рис. 9.64) крупных генераторов и двигателей. Каскадная система возбужде­ния позволяет уменьшить габаритные размеры аппаратов и облег­чить процесс управле-

ния.

Рис. 9.64. Система Г- Д с каскадным возбуждением (а), система Д – Г – АД

(б), асинхронно-вентильный каскад (в) и система МУ – Д (г)

Систему ЭМУ — Д применяют в установках небольшой мощ­ности (до 10 кВт),рабо-

тающих с частым реверсированием.

Систему частотного регулирования асинхронного двигателя с использованием

машинного преобразователя частоты (система Д—СГ—АД) применяют в многодвига-

тельных приводах с одина­ковым режимом работы двигателей (рис. 9.64, б).

Систему тиристорный преобразователь — двигатель (ТП—Д) в настоящее время

во многих случаях используют вместо системы Г-Д.

Асинхронно-вентильный каскад служит для регулирования скорости асинхронно

го двигателя с фазным ротором на основании опорной ЭДС ротора (рис.9.64, в). Этот и большое число других каскадов применяют в установках большой мощности, где не­обходима реализация мощности скольжения асинхронного дви­гателя.

Система магнитный усилитель – двигатель (МУ – Д) позволяет с помощью ма-

лой мощности управления контролировать скорость, ток и напряжение двигателей по-

стоянного тока (рис.9.64, г). На судах применяется ограниченно, в системах автомати-

ки.

Система источник тока — двигатель (ИТ—Д) с применением преобразователя источника ЭДС в источник тока позволяет регулировать электромагнитный момент двигателя изменением потока полюсов и обеспечивает его работу на абсолютно мягкой механической ха­рактеристике.

Микропроцессорные системы управления активно внедряются на современных су

дах.

К ним отно­сятся микропроцессоры и построенные на их основе микроЭВМ, а также программируемые контроллеры. Если в релейно-контактор-ных системах управ

ления ЭП используют аналоговые регуляторы с фиксированными уставками срабатыва

ния, то в микропроцессор­ных системах применяется цифровая информация в двоичном коде.

Источником информации о состоянии ЭП являются датчики тока, напряжения, температуры, скорости и др. Для обработки информации в МП сигналы с этих датчи

ков преобразуются в цифровой двоичный код. Процесс преобразования обычно осуще

ствляется в 3 этапа.

1.3. Системы релейно-контакторного управления и системы генератор – двигатель (Г-Д)

Для управления ЭП применяют следующие системы управления: контроллерные, контакторные и системы Г-Д.

Контроллерные системы управления применяют преимуще­ственно в ЭП мощностью до 20 кВт (в отдельных случаях и большей мощности). Управление ЭП при данной системе осуществляется силовым кулачковым контроллером серии КВ, контакты которого включены в силовую цепь ЭД. Контроллеры устанавливают на палубе вблизи механизма, а ящики с пускорегулировочными ре­зисторами-под палубой. Для предотвращения обгорания контактов контроллера в схему обычно вводят линейный контактор, обеспечи­вающий коммутационную нагрузку при включении ЭД. Линейный контактор также выполняет функцию нулевой защиты, с его по­мощью также осуществляется защита ЭП от перегрузок. Высокая надежность и простота обслуживания этих аппаратов дают им преимущество перед другими системами.

Применение контроллерных систем при мощности ЭП выше 20-25 кВт не рекомендуется, их заменяют контакторными система­ми, которые наиболее широко распространены на современных судах. Эти системы обеспечивают автоматизацию процесса пуска, регулирования режимов и необходимую защиту ЭД. Для управления используют комплектные устройства в виде контакторных станций, называемых магнитными контроллерами. Магнитные контроллеры применяют как в ЭП постоянного тока (серий БП и ВП-брызго-и водозащищенного исполнения), так и в ЭП переменного тока (серии БТ и ВТ-брызго- и водозащищенного исполнения). Автома­тизация отдельных режимов (пуск, торможение) выполняется, как правило, в функции времени.

Управление якорно-швартовными ЭП осуществляется при помощи командоконтроллеров, которые ус­танавливаются вблизи механизмов.

Системы Г-Д имеют ограниченное применение. В свое время их использование было оправдано для больших мощностей якорных ЭП, где устройства интенсивно использовались и по технологии выполняемых работ требовали большего предела и плавности регулирования. Системы Г-Д выполняют с противокомпаундной обмоткой генератора, чем обеспечиваются смягчение механических характеристик, защита от перегрузки по току и ограничение мощности, потребляемой из сети.

Целесообразным также следует считать замену электромашинного преобразователя тиристорным, что осуществляется на некоторых судах.

При всех системах управления ЭД якорно-швартовных механиз­мов по требованию Регистра должны обеспечиваться система­ми защиты от токов короткого замыкания и перегрузок, а также нулевой защитой, которые устанавливают на распределительных щитах питания и в магнитных контроллерах. Системы защиты могут вызывать отключение ЭП, ограничение нагрузочного режима или подачу предупреждающего сигнала

.

Защиту от перегрузки в отечественных ЭП с асинхронными двигателями типа МАП выполняют в некоторых случаях с помощью тепловых токовых реле серии ТРТ, но за последние годы более широкое применение получили температурные средства защиты; биметаллические тер­мореле, встроенные непосредственно в лобовые части обмоток статора, и термореле с использованием полупроводниковых термо­резисторов.

Защита от коротких замыканий осуществляется авто­матическими выключателями.

Нулевая блокировка, выполненная посредством электромагнитных реле, позволяет восстановить рабо­тоспособность схемы только после постановки командоаппарата в нулевое положение, что обеспечивает безопасность ведения якор­ных и швартовных операций.

Кроме указанных защит, якорно-швартовные ЭП снабжаются ручными выключателями безопасности, которые устанавливаются на командоконтроллере и отключают ЭД при поломке механизма или возникновении ситуаций, опасных для обслуживающего персонала.

На судах применяют типовую контакторную схему ЭП, служащую для управления 3-скоростными 3-обмоточными АД мощностью до 75 кВт. Управ­ление ЭП осуществляется посредством комакдоконтроллера с тремя рабочими положениями в двух направлениях вращения. Переклю­чение контактов при различных положениях приводит к под­ключению обмотки статора с определенным числом полюсов, и этим достигается регулирование скорости.

Дата добавления: 2014-01-03