“Автоматжуулсан цахилгаан хөтөч. Хувьсах давтамжийн асинхрон цахилгаан хөтөч - лекцийн курс Автомат цахилгаан хөтөч лекцийн курс

S = UI
P=Mω
Н.И. Усенков. Цахилгаан
тэнгэр хөтөч

Н.И. Усенков. Цахилгаан
тэнгэр хөтөч

Н.И. Усенков. Цахилгаан
тэнгэр хөтөч

Н.И. Усенков. Цахилгаан
тэнгэр хөтөч

Танилцуулга

1.1.Үзэл баримтлалын тодорхойлолт "Цахилгаан
жолоодох хэсэг"
цахилгаан хөтөч
удирдлагатай цахилгаан механик юм
систем. Үүний зорилго нь цахилгаан энергийг хувиргах явдал юм
механик болон эсрэгээр нь болон энэ үйл явцыг удирдах.
Цахилгаан хөтөч нь эрчим хүч, мэдээлэл гэсэн хоёр сувагтай
(зураг
1.1).
By
эхлээд
суваг
тээвэрлэсэн
хөрвөх боломжтой
эрчим хүчийг хоёр дахь сувгаар дамжуулдаг
эрчим хүчний урсгалын удирдлага, түүнчлэн тухай мэдээлэл цуглуулах, боловсруулах
системийн төлөв байдал, үйл ажиллагаа, түүний оношлогоо
алдаа.
Эрчим хүчний суваг нь хоёр хэсгээс бүрдэнэ
цахилгаан ба
механик бөгөөд заавал агуулсан байх ёстой
холбох холбоос
цахилгаан механик хувиргагч.
Н.И. Усенков. Цахилгаан
тэнгэр хөтөч

Зураг 1.1. Цахилгаан хөтөчийн ерөнхий бүтэц

дээд түвшний автомат удирдлагын систем
Холболтын сувгууд
IP
Сүлжээ
EP
суваг
цахилгаан хөтөч
EMF
УИХ-ын гишүүн
Ажилчин
эрхтэн
Цахилгаан хэсэг
Механик
Цахилгаан хөтөчийн тэжээлийн суваг
Н.И. Усенков. Цахилгаан
тэнгэр хөтөч
Боловсруулах үйлдвэр
Систем
цахилгаан хангамж
Мэдээллийн

Цахилгаан хөтөчийн тэжээлийн сувгийн цахилгаан хэсэгт
цахилгаан хувиргагч EP, дамжуулагч орно
цахилгаан эрчим хүчийг IP тэжээлийн эх үүсвэрээс
цахилгаан механик хувиргагч EMF ба эсрэгээр ба
цахилгааны параметрүүдийг хувиргах
эрчим хүч.
Механик
хэсэг
цахилгаан хөтөч
бүрдсэн
-аас
цахилгаан механик хөрвүүлэгчийн хөдөлгөөнт бие,
механик араа MP болон угсралтын ажлын хэсэг, онд
механик энерги нь ашигтайгаар хэрэгждэг.
цахилгаан хөтөч
харилцан үйлчилдэг
хамт
систем
цахилгаан хангамж (эсвэл цахилгаан эрчим хүчний эх үүсвэр),
технологийн суурилуулалт болон мэдээллээр
илүү мэдээллийн систем бүхий IP хувиргагч
өндөр түвшин.
Цахилгаан
хөтөч нэгж
ашигласан
in

эдийн засаг.
өргөн
Тархалт
цахилгаан хөтөч
Н.И. Усенков. Цахилгаан
нөхцөлтэй
онцлог
цахилгаан
эрчим хүч:
тэнгэр хөтөч

Цахилгаан хөтөч нь хамгийн их эрчим хүч зарцуулдаг
хэрэглэгчид болон эрчим хүчний хувиргагчид. Тэр хэрэглэдэг
үйлдвэрлэсэн нийт цахилгаан эрчим хүчний 60 гаруй хувийг .
Цахилгаан
хөтөч нэгж
өргөн
ашигласан
in
аж үйлдвэр, тээвэр, нийтийн аж ахуйн
эдийн засаг.
Цахилгаан
хөтөч нэгж
нэг
-аас
ихэнх нь
эрчим хүч ихтэй хэрэглэгчид болон эрчим хүч хувиргагчид.
Онол
зохицуулалттай
цахилгаан хөтөч
хүлээн авсан
ачаар эрчимтэй хөгжүүлж байна
сайжруулалт
уламжлалт болон шинэ хүчийг бий болгох хяналттай
хагас дамжуулагч төхөөрөмж (диод, транзистор ба
тиристор), нэгдсэн хэлхээ, дижитал хөгжил
мэдээллийн технологи, төрөл бүрийн хөгжил
микропроцессорын хяналтын систем.
Эзэмшил
онол
in
бүс нутаг
зохицуулалттай
цахилгаан хөтөч
нь
нэг
-аас
Хамгийн гол
мэргэжилтнүүдийн мэргэжлийн сургалтын бүрэлдэхүүн хэсэг
Н.И. Усенков. Цахилгаан
чиглэл "цахилгаан инженер,
эрчим хүч, технологи
тэнгэр хөтөч

1.2. Цахилгаан хөтөчийн бүтэц, үүрэг

Чиг үүрэг
цахилгаан
хувиргагч
EP
бүрдсэн
in
С сүлжээгээр хангагдсан цахилгаан эрчим хүчийг хувиргах ба
хүчдэлийн Uc ба одоогийн Ic сүлжээгээр тодорхойлогддог, цахилгаан руу
хөдөлгүүрт шаардагдах ижил эрчим хүч, хэмжигдэхүүнээр тодорхойлогддог
У, И.
Хөрвүүлэгчийг удирддаггүй, удирддаг. Тэд байна
нэг талт (шулуутгагч) эсвэл хоёр талт (хамт
олдоц
хоёр
иж бүрдэл
хавхлагууд)
дамжуулах чанар,
At
хувиргагчийн нэг талын дамжуулалт ба урвуу (аас
ачаалал) эрчим хүчний урсгал нь нэмэлт түлхүүрийг ашигладаг
тоормосны горимд энергийг "усгах" транзистор дээрх элемент
цахилгаан хөтөч.
EMI цахилгаан механик хөрвүүлэгч (мотор), үргэлж
хөтөчид байгаа нь цахилгааныг хувиргадаг
энерги (U, I) механик энерги (M,ω).
Механик хувиргагч MP (дамжуулах): хурдны хайрцаг, хос
шураг самар, N.I.
блокууд,
Usenkov.crank
Цахилгаан бүлүүрт механизм
зохицуулах
момент M ба хөдөлгүүрийн ω хурд
тэнгэр хөтөч

Зураг 1.2. Цахилгаан хөтөчийн эрчим хүчний суваг
P2
P1
Сүлжээ
ΔPc
ΔPe
Бид, би
∆Пр
Δpm
ΔПем
У, И
мм, ω м
М, В
EMF
EP
Δ Pro
УИХ-ын гишүүн
∆Пр
Н.И. Усенков. Цахилгаан
тэнгэр хөтөч
RO

тоо хэмжээ,
шинж чанар
хөрвөх боломжтой
эрчим хүч:
Хүчдэл, гүйдлийн момент (хүч) хурдны босоо амны байрлал
зайг хөтчийн координат гэж нэрлэдэг.
Хөдөлгүүрийн гол үүрэг бол хянах явдал юм
координатууд, өөрөөр хэлбэл албадан чиглэлдээ
технологийн шаардлагад нийцүүлэн өөрчлөх
үйл явц.
Координатыг дотроо удирдах ёстой,
зөвшөөрөгдсөн
бүтэц
элементүүд
цахилгаан хөтөч,
Хэрхэн
системийн найдвартай байдлыг хангах. Эдгээрийг зөвшөөрнө
хязгаарлалт нь ихэвчлэн координатын нэрлэсэн утгатай холбоотой байдаг;
тоног төхөөрөмжийн оновчтой ашиглалтыг хангах.
Н.И. Усенков. Цахилгаан
тэнгэр хөтөч

автоматжуулсан
цахилгаан хөтөч
(AEP)
Энэ
цахилгаан механик системээс бүрдсэн цахилгаан
Механик дамжуулалтаар холбогдсон EM машин
RM ажиллах механизмтай PU, цахилгаан хувиргагч SP,
SU хяналтын систем, BSU мэдрэгчийн нэгж,
санал хүсэлт мэдрэгчийн үүрэг гүйцэтгэдэг
гол
хувьсагч
мужууд
EP
(сонголт:
Ажлын машины босоо амны байрлал, өнцгийн хурд, момент,
моторын гүйдэл) болон тэжээлийн хангамжаар хангана
заасан цахилгаан төхөөрөмжүүдийн цахилгаан хангамж.
Хагас дамжуулагч
хамтарсан үйлдвэр
үйлчлэх
төлөө
уялдуулах
цахилгаан
параметрүүд
эх сурвалж
цахилгаан
эрчим хүч
(хүчдэл,
давтамж)
хамт
цахилгаан
EM машины параметрүүд ба түүний параметрийн зохицуулалт
(хурд, хүчдэл ба эргэлтийн эргэлт
Н.И. Усенков. Цахилгаан
тэнгэр хөтөч

Зураг 1.3. Автоматжуулсан блок диаграмм
цахилгаан хөтөч
Эрчим хүчний эх үүсвэр
Дохио
даалгавар
EM
СУ
хамтарсан үйлдвэр
БСУ
ПУ
RM
EP мэдээллийн суваг
EP-ийн цахилгаан хэсэг
Н.И. Усенков. Цахилгаан
тэнгэр хөтөч
EP-ийн механик хэсэг

Хяналтын систем нь хянах зориулалттай
цахилгаан хувиргагч бөгөөд дүрмээр бол баригдсан
чип эсвэл микропроцессор. Системийн оролт дээр
удирдлага
үйлчилсэн
дохио
даалгавар
болон
дохио
мэдрэгчийн нэгжээс сөрөг санал хүсэлт
төхөөрөмжүүд.
Систем
удирдлага,
in
дагуу
хамт
түүнд суулгасан алгоритм нь дохио үүсгэдэг
цахилгаан хувиргагчийг хянах, хянах
цахилгаан машин.
Ихэнх
төгс
цахилгаан хөтөч
нь
автоматжуулсан
цахилгаан хөтөч
тохируулж болно
цахилгаан хөтөч
хамт
автомат
зохицуулалт
төлөв хувьсагч.
Н.И. Усенков. Цахилгаан
тэнгэр хөтөч

Автомат цахилгаан хөтөчийг дараахь байдлаар хуваана.
Хурд эсвэл эргүүлэх хүчийг тогтворжуулсан EP;
Хөдөлгөөнт програм хангамжийн хяналттай EP
дохионд орсон хөтөлбөрийн дагуу ажиллах механизм
даалгавар;
Ажлын механизмыг хөдөлгөдөг Follower EA
дур мэдэн өөрчлөх оролтын дохионы дагуу
Байршил
EP,
зохион бүтээсэн
ажлын механизмын байрлалыг зохицуулах
Н.И. Усенков. Цахилгаан
тэнгэр хөтөч
төлөө

Н.И. Усенков. Цахилгаан
тэнгэр хөтөч

Тогтмол гүйдлийн мотор дээр суурилсан цахилгаан хөтөч
Одоогийн
ашигласан
in
янз бүрийн
үйлдвэрүүд
аж үйлдвэр:
металлурги,
инженерчлэл,
химийн, нүүрс, мод боловсруулах гэх мэт.
Зохицуулалт
өнцөгт
хурд
хөдөлгүүрүүд
байнгын
Одоогийн
авдаг
чухал
газар
in
автоматжуулсан цахилгаан хөтөч. -тэй програм
тиристор хувиргагчийн энэ зорилго нь
зохицуулалттай бий болгох орчин үеийн аргуудын нэг
DC цахилгаан хөтөч.
Н.И. Усенков. Цахилгаан
тэнгэр хөтөч

HB-тэй DPT-ийн хурдны хяналтыг гурваар гүйцэтгэдэг
арга замууд:
1. Ороомог дахь тогтмол гүйдэлтэй моторын арматурын хүчдэлийг өөрчлөх
сэрэл;
2. Хөдөлгүүрийн өдөөх ороомгийн гүйдлийг тогтмол хэмжээнд өөрчлөх замаар
зангууны хүчдэл;
3. Хосолсон моторын арматурын хүчдэлийн өөрчлөлт
өдөөх ороомог.
болон одоогийн
Хөдөлгүүрийн арматурын хүчдэл эсвэл хээрийн ороомог дахь гүйдэл нь өөрчлөгддөг
удирдлагатай Шулуутгагч ашиглан хамгийн том хэрэглээ
нэг фазын болон гурван фазын гүүрийн Шулуутгагчийг хүлээн авсан.
Хээрийн ороомгийн хэлхээгээр моторыг удирдах үед хяналттай
Шулуутгагч нь бага хүчин чадалд зориулагдсан бөгөөд жин, хэмжээ, зардлын үзүүлэлтүүд нь илүү сайн байдаг.
Н.И. Усенков. Цахилгаан
тэнгэр хөтөч

Гэсэн хэдий ч, том хугацааны тогтмол учраас
өдөөх ороомог, цахилгаан хөтөч нь хамгийн муу байдаг
динамик
шинж чанарууд
(нь
бага
өндөр хурдтай) хөдөлгүүрийн арматурын хэлхээнээс илүү. Тэгэхээр
арга
сонголт
гинж
удирдлага
тодорхойлсон
хөтөчийн тусгай шаардлага.
Үйлдвэрлэлийн механизмтай ажиллахдаа
(жишээлбэл, үндсэн болон туслах механизмууд
боловсруулах машин дахь араа, кран механизм,
цахилгаан шат) эргэлтийн чиглэлийг өөрчлөх шаардлагатай
хөдөлгүүр
(ухамсарлах
урвуу).
Өөрчлөх
Эргэлтийн чиглэлийг ихэвчлэн ийм дагалддаг
хурдан (мөн нэгэн зэрэг жигд) гэх мэт шаардлагууд
тоормослох ба жигд хурдатгал.
Н.И. Усенков. Цахилгаан
тэнгэр хөтөч

Хөдөлгүүрийн хөдөлгүүрийн эргэлтийн чиглэлийг өөрчлөх боломжтой
арматурт өгөгдсөн хүчдэлийн туйлшралыг өөрчлөх эсвэл өөрчлөх замаар
өдөөх ороомог дахь гүйдлийн чиглэл. Энэ зорилгоор зангууны хэлхээнд эсвэл
өдөөх ороомог нь контактын унтраалга (урвуу) руу ордог эсвэл
хоёр удирдлагатай тиристор хувиргагчийг ашигладаг.
Ургах тиристор хөрвүүлэгчийн бүтцийн диаграмм
арматурын ороомгийн хэлхээн дэх контакт унтраалгыг зурагт үзүүлэв. AT
Энэ хэлхээ нь ихэнх хувиргагчид зориулагдсан байдаг
хөтөч, засах горим нь урвуу горимд ээлжлэн солигддог.
Жишээлбэл, эхлүүлэх горимд хурдасч, тогтворжуулах үед
нөхцөл
өсгөх
ачаалал
дээр
босоо ам
хөдөлгүүр
тиристор
хувиргагч нь эрчим хүчийг нийлүүлж, залруулах горимд ажилладаг
хөдөлгүүр. Шаардлагатай бол тоормослох ба дараа нь зогсох
хөрвүүлэгчээр дамжуулан сүлжээнээс түүнд хөдөлгүүрийн эрчим хүчний хангамж
Зогс,
Н.И. Усенков. Цахилгаан
тэнгэр хөтөч

орчуулж байна
мотор урвуу горимд.
Инерцийн үйл ажиллагааны дор тогтмол гүйдлийн машин
түүний босоо амны масс генераторын горимд шилждэг;
хувиргагчаар дамжуулан хуримтлагдсан энергийг буцаана
хувьсах гүйдлийн сүлжээнд (сэргээх тоормос).
Урвуу хөрвүүлэгчийн блок диаграмм
Сүлжээ
380 В, 50 Гц
Синхрончлол
VS1
UZ1
VS6
SIFU
Уо.с
1
ID1
2
QS1
Уда
1
2
ID2
М1
LM1
Н.И. Усенков. Цахилгаан
тэнгэр хөтөч
Uz.s

Н.И. Усенков. Цахилгаан
тэнгэр хөтөч

Тиристор хувиргагч-моторын систем

Зохицуулалттай ашигласан хөрвүүлэгчийн үндсэн төрлийг
DC EP нь хагас дамжуулагч статик юм
хувиргагч (транзистор ба тиристор). Тэд төлөөлдөг
удирдлагатай урвуу эсвэл эргэхгүй шулуутгагч;
тэг эсвэл гүүр нэг фазын эсвэл гурван фазын дээр цуглуулсан
схемүүд. Эрчим хүчний транзисторыг ихэвчлэн ашигладаг
бага чадлын EP дахь импульсийн хүчдэлийн зохицуулалт.
TP - D системийн үйл ажиллагааны зарчим, шинж чанар, шинж чанар
Зурагт үзүүлсэн хэлхээний жишээг авч үзье. 2.
Н.И. Усенков. Цахилгаан
тэнгэр хөтөч

à)
á)
~ U1
i1
T1
e2.1
VS1
Өд
+
М2
+
Ia1
ID
Uo1
Өө
2
e2.2
БИ БОЛ
3
VS2
I
0
Л
1
Ia2
4
5
6
Uo2
Ñ È Ô Ó
UÑ
Зураг
2
Н.И. Усенков.
Цахилгаан
тэнгэр хөтөч
7
М

Хяналттай Шулуутгагч (хувиргагч) орно
хоёрдогч ороомогтой тохирох трансформатор T,
VS1 ба VS2 хоёр тиристор, тэгшлэгч реактор
индукц L ба импульсийн фазын хяналтын систем
SIFU. OBM моторын өдөөх ороомог нь өөрөө тэжээгддэг
эх сурвалж.
Шулуутгагч нь хүчдэлийн зохицуулалтыг хангадаг
түүний EMF EP-ийн дундаж утгыг өөрчлөх замаар мотор. Энэ бол
Энэ нь SIFU-ийн тусламжтайгаар хийгддэг бөгөөд энэ нь UU дохиогоор өөрчлөгддөг
тиристорын хяналтын өнцөг α (нээлтийн саатлын өнцөг
thyristors VS1 ба VS2 нь потенциал асаалттай байх мөчтэй харьцуулахад
харьцуулахад тэдний анод эерэг болдог
катод дахь потенциал). α = 0 үед, өөрөөр хэлбэл. тиристор VS1 ба VS2
SIFU-аас Uα хяналтын импульсийг тодорхой цагт хүлээн авах;
хувиргагч нь бүрэн долгионы засварыг гүйцэтгэдэг
мөн хөдөлгүүрийн арматурт бүрэн хүчдэлийг өгнө. Хэрэв хамт бол
SIFU ашиглан VS1 ба тиристоруудад хяналтын импульс нийлүүлдэг
VS2 нь α ≠ 0 өнцгөөр шилжих (саатал) үед үүсдэг ба дараа нь EMF
хувиргагч буурч, улмаар буурдаг
моторт нийлүүлсэн дундаж хүчдэл.
Н.И. Усенков. Цахилгаан
тэнгэр хөтөч

Олон фазын хөрвүүлэгчийн EMF-ийн дундаж утгын хамаарал
тиристорын хяналтын өнцгөөс a нь дараах хэлбэртэй байна.
(1)
ECP Emax m sin m cos ECP 0 cos
энд m нь үе шатуудын тоо;
E - хувиргагчийн EMF-ийн далайцын утга;
ESR0 - α = 0 үед хувиргагч EMF.
Арматурын зорилтот гүйдлийн долгионы хортой нөлөөг багасгах
гөлгөр реакторыг ихэвчлэн асаадаг бөгөөд индукц L нь
нь зөвшөөрөгдөх гүйдлийн долгионы түвшингээс хамаарч сонгогддог.
Цахилгаан механик болон механик үзүүлэлтүүдийн тэгшитгэл
хөдөлгүүр:
(2)
(3)
ECP 0 cos k I RY RP k
ECP 0 cos
к М РЯ
RP
k2
хаана
- эквивалент эсэргүүцэл
RP xT m 2 RT RL
хувиргагч;
xT, RT - тус тус хоёрдогч ороомог болгон бууруулсан
алдагдал индуктив урвал ба идэвхтэй эсэргүүцэл
трансформаторын ороомог;
RL нь гөлгөр реакторын идэвхтэй эсэргүүцэл юм.
Н.И. Усенков. Цахилгаан
тэнгэр хөтөч

Сүүдэртэй хэсэгт хөдөлгүүр нь горимд ажиллаж байна
мэдэгдэхүйц өөрчлөлт (бууралт) -ийг тодорхойлдог завсрын гүйдэл
хөшүүн байдлын шинж чанар. Нэг талын дамжуулалтаас болж
хувиргагчийн шинж чанарууд нь зөвхөн эхний хэсэгт байрладаг
(α = 0; 30, 60°-д 1...3) ба дөрөв дэх (α = 90, 120, 150, 180°-д 4...7)
квадратууд. Жижиг хяналтын өнцөг нь том SP-тэй тохирч,
Тиймээс хөдөлгүүрийн хурд өндөр; үед α = π/2 EMF
UV EP = 0 бөгөөд хөдөлгүүр нь динамик тоормосны горимд ажилладаг.
Зураг дээр. 3-т гурван фазын гүүр бүхий EA-ийн диаграммыг үзүүлэв
эргэлт буцалтгүй хэт ягаан туяа.
Н.И. Усенков. Цахилгаан
тэнгэр хөтөч

~ 380 Â; 50 Ão
T1
UÑ
Өө
Ñ
È
Ô
Ó
У
VS1
+
VS6
VS1
VS4
VS3
VS6
VS5
VS2
Өд
Л
ID
М1
+
БИ БОЛ
-
УБ
Н.И. Усенков.
Цахилгаан
Зураг
3
тэнгэр хөтөч
-

Бүх дөрвөн хөдөлгүүрийн гүйцэтгэлийн хувьд
квадрантад урвуу удирдлагатай шулуутгагчийг ашигладаг.
Эдгээр нь буцах боломжгүй хоёр шулуутгагчаас бүрдэх жишээ нь
тэг гаралт fig. 4.
а)
~ 380 В; 50 Гц
б)
T1
2
UC
У
У
-тай
Тэгээд
Ф
At
VS1
+
VS6
VS1
VS4
VS3
VS6
VS5
VS2
L1
-
2
Л
1 мин
0
мин
М
1 2
1 макс
М1
УБ
2 2
L2
+
хамгийн их
-
Н.И. Усенков.
Цахилгаан
Зураг
4
тэнгэр хөтөч

Буцах боломжтой
дуудсан
хувиргагч,
зөвшөөрөх
ачаалал дахь тогтмол гүйдлийн хүчдэл ба гүйдлийн туйлшралыг өөрчлөх.
Урвуу SW нь хоёр үндсэн зарчмыг ашигладаг
хавхлагын тохируулга: хамтарсан ба тусдаа.
Хамтарсан хяналт нь системээс нийлүүлэлтийг хангадаг
тиристорын импульсийн фазын хяналт импульсийг хянах
Uα нь хоёр багцын тиристорууд дээр нэгэн зэрэг - VS1, VS3, VS5
(катодын бүлэг) ба VS2, VS4, VS6 (анодын бүлэг). Үүний зэрэгцээ, улмаас
хоёр багцын хяналтын импульсийн хооронд шилжих өнцөг байгаа эсэх
π-д ойрхон тиристорууд, тэдгээрийн нэг нь Шулуутгагч дээр ажилладаг
горим ба гүйдэл дамжуулдаг, нөгөө нь инвертер горимд ажилладаг, гүйдэл
явуулдаггүй. Дундаж хоорондын ийм хяналтыг хангах
Шулуутгагч ба инвертерийн EMF утгууд байх ёстой
харьцаа
, гэхдээ агшин зуурын утгуудын зөрүүгээс шалтгаална
Тиристорын багц хоорондын EMF урсгал гэж нэрлэгддэг
тэнцвэржүүлэх гүйдэл. Зурагт үзүүлсэн хэлхээнд үүнийг хязгаарлах.
4a, L1 ба L2 хүчдэлийн реакторуудыг өгсөн.
Н.И. Усенков. Цахилгаан
тэнгэр хөтөч

Хавхлагын хөрвүүлэгчийн схемүүд,
чиглэлийн өөрчлөлтийг хангах
эрчим хүчний урсгал
Автоматжуулсан цахилгаан хөтөчүүдэд
хөтөч моторын хурдыг тохируулах.
шаардлагатай
DC машин ашиглах үед, байдаг
даалгавар нь зөвхөн эргэлтийн хурдыг хянах биш, (for
тэжээлийн хүчдэлийн хэмжээг өөрчлөх замаар), гэхдээ бас
эргэлтийн чиглэлийн өөрчлөлт (урвуу). Үүний төлөө
хүчдэлийн туйлшралыг хоёуланг нь өөрчлөх шаардлагатай
ачаалал ба ачаалал дахь гүйдлийн чиглэл.
Энэ асуудлыг тусгай тусламжтайгаар шийддэг
Ашиглалтгүй тогтмол гүйдлийн хувиргагч
холбоо барих төхөөрөмж,
урвуу гэж нэрлэгддэг
Н.И. Усенков. Цахилгаан
тогтмол гүйдлийн хувиргагч
одоогийн, бүрдсэн
тэнгэр хөтөч

тус бүр нь хоёр багц хавхлагаас бүрдэх
ачааллыг зөвхөн нэгээр нь гүйдэл дамжуулах боломжийг олгодог
чиглэл.
Урвуу хавхлагын хөрвүүлэгчийн одоо байгаа бүх схем
хоёр ангилалд хувааж болно:
хөндлөн ("найман") схемүүд ба
эсрэг параллель хэлхээ.
Хөндлөн хэлхээнд (зураг a - тэг ба b - гүүр)
трансформатор нь хоёр бүлэг тусгаарлагдсан хавхлагын ороомогтой,
үүнээс хоёр багц хавхлагууд тэжээгддэг.
Ар араасаа хэлхээнд (зураг в) зөвхөн нэг
трансформаторын хавхлагын ороомгийн бүлэг.
Эсрэгээрээ
нь:
хувиргагчид
ихэнх нь
гурван фазын тэг;
тэгшитгэлтэй давхар гурван фазын
реактор ба
Н.И. Усенков. Цахилгаан
тэнгэр хөтөч
өргөн тархсан

Гурван фазын урвуу хувиргагч
тэг гаралттай
А
T1
C
Синхрончлол
Н
а
UZ1
Б
b1
1
c1
a2
б
c2
2
Iur2
Лур1
ID1
Уда
Iur2
VS1…
VS3
АНУ2
Лур2
ID2
М1
Н.И. Усенков. Цахилгаан
LM1
тэнгэр хөтөч
VS4…
VS6
SIFU 1
SIFU 2
Синхрончлол
Узс

Гурван фазын Шулуутгагч хэлхээг индукцийн хувьд ашигладаг
цахилгаан машинуудын өдөөх ороомогыг тэжээх ачаалал,
зургаан үе шаттай
хөдөлгүүрийн зангуу гинжийг тэжээх,
арван хоёр фазын ялангуяа хүчирхэг цахилгаан хөтчүүд.
Ухрах хөрвүүлэгчийн ажиллагаа
Цагийн эхний мөчид машин байна гэж бодъё
цагийн зүүний дагуу n эрг / мин хурдтайгаар эргэдэг. Үүний зэрэгцээ тэр
боловсруулсан буцаж-EMF Ejak болон одоогийн би зангуу хэлхээгээр урсан
(зураг
). Уг машин нь анхнаасаа эрчим хүчээр ажилладаг байсан
хувиргагч хавхлагын иж бүрдэл UZ1 ажиллаж байна
засах горим. Эргэлтийн хурдыг багасгахын тулд
машин, дараа нь түүнд нийлүүлсэн тэжээлийн хүчдэлийг бууруулах шаардлагатай байна
тиристорын хяналтын өнцгийг нэмэгдүүлэх шаардлагатай байна
UZ1 Шулуутгагчийн VS1,VS2,VS3.
Н.И. Усенков. Цахилгаан
тэнгэр хөтөч

Үүний зэрэгцээ хөдөлгүүрийн инерцийн улмаас түүний арын EMF Ejak ажиллахгүй байна
огцом өөрчлөгдөж, хүчдэлийн Ud1-ээс их болж хувирдаг
гаралт
хувиргагч
(дээр
зангуу
хөдөлгүүр).
хавхлагууд
хувиргагч UZ1 хурдан унтарч, ачааллын гүйдэл багасна
тэг хүртэл буурна. Гэхдээ цахилгаан машины зангууны гинжний хавчаар дээр,
инерцээр эргэдэг, арын-EMF Eyak хадгалагдаж байгаа нь
эргэлтийн кинетик энергийг ашигтайгаар ашиглах боломжийг олгодог
жолоодох, цахилгаан болгон хувиргах, мөн тэр үед хурдан
цахилгаан машиныг удаашруулна.
Үүнийг хийхийн тулд та эхний хавхлагын иж бүрдлийг хөрвүүлэх хэрэгтэй
инвертер горим, өөрөөр хэлбэл α1 > 90 ° өнцгийг нэмэгдүүлэх. Гэхдээ эхлээд
UZ1 хувиргагчийг инвертерт ашиглах боломжгүй
горим, учир нь машин дээр урвуу туйлтай байх шаардлагатай
хүчдэл Ud1. Тиймээс хоёр дахь нь
хавхлагын багц UZ2 (α2 > 90°), гаралт нь холбогдсон байна
UZ1 эхний багцын гаралттай зэрэгцээ ачаалал. Машин
генераторын горимд ажилладаг тул түүний эргэлтийн хурд
унадаг. Улмаар арын-EMF Eyak, аль нь
тэжээлийн хүчдэл N.I.
Усенковын хувьд.
хоёр дахь цахилгаан
UZ2 иж бүрдэл ажиллаж байна
инвертер горим. тэнгэр хөтөч

n
Тоормослох
Хөдөлгүүр д
Overclocking
горим
Хөдөлгүүр
горим
0
т
Урвуу
I
Э
0
т
<90
АНУ2
AT
Тэгээд
>90
Тэгээд
>90
<90
UZ1
AT
UZ1
<90
AT
Зураг 1.2. Үйлдлийн горимын диаграм
DC цахилгаан машин
Н.И. Усенков. Цахилгаан
тэнгэр хөтөч

Цахилгаан машин зогсоход (Ejak=0; n=0) та чадна
UZ2 хавхлагын хоёр дахь багцыг Шулуутгагч болгон хувиргах
горим (α2<90°). При этом электрическая машина опять переходит
хөдөлгүүрийн горимд шилжих ба хоёр дахь багц хавхлагаар тэжээгддэг
АНУ2.
Чиглэл
эргэлт
машинууд
өөрчлөлтүүд
дээр
эсрэг талд (хөдөлгүүрийн урвуу) ба тэр дахин эхэлнэ
хурдасгах (n=0-ээс өгөгдсөн хурд хүртэл, жишээлбэл, to
Хөтөчийн координатын гуравдугаар квадратад n=nnom: n ба I эсвэл n
ба М).
Хэрэв дахин урвуу шаардлагатай бол
UZ2 хавхлагын хоёр дахь багцын өнцөг α2, түүний хавхлагууд хаалттай байна.
UZ1 хавхлагуудын эхний багцыг инвертер болгон хувиргадаг
горим (α 1>90°), арматурын гүйдлийн Id чиглэл эсрэгээр,
хүртэл цахилгаан машин генератор горимд ажилладаг
хөдөлгүүрийг бүрэн зогсоох.
Ирээдүйд α1> 90 ° өнцгийн бууралтаар эхний багц
хавхлагууд UZ1 Шулуутгагч горимд шилжсэн ба
хөдөлгүүрийг тогтоосон хурд хүртэл хурдасгадаг.
Н.И. Усенков. Цахилгаан
тэнгэр хөтөч

Буцах боломжтой зохицуулалтын шинж чанар
хувиргагч
Уда
Ud0
Удα1
α1
Горим
Шулуутгагч
0
Udβ1
π
π/2
Горим
инвертер
α2
β1
-Уд0
Udβ
Н.И. Усенков. Цахилгаан
тэнгэр хөтөч
α
β

Хэрэв стрессийн дундаж утгууд дээр байвал
UZ1 ба UZ2 гаралтаас бид илэрхийлэлийг авна
Udocosα1 = Udocosβ2.
Иймд α1= β2 байх шаардлагатай. цагаас хойш
инвертер горим β =180°- α, дараа нь тэгш байдлын нөхцөл
тэнцүүлэх хэлхээний дундаж хүчдэлийн утгууд
α1+ α2 =180°, α1 ба α2 нь өнцгөөр илэрхийлэгдэж болно.
эхний болон хоёр дахь багцын тиристорыг хянах
хавхлагууд, байгалийн цэгээс тоологддог
тиристорын түгжээг тайлах.
Н.И. Усенков. Цахилгаан
тэнгэр хөтөч

Буцах боломжтой гадаад шинж чанарууд
хувиргагч
Шулуутгагч ба инвертерийн гадаад шинж чанарууд
Энэ тохиолдолд багц нь нэгний үргэлжлэл юм
өөр болон шугаман үр дүнд гадаад өгөх
урвуу хөрвүүлэгчийн шинж чанар
Уда
β1
α1
β1 > β
2
α2 > α
β3 > β
2
1
α3 > α
2
Горим
инвертер
Горим
Шулуутгагч
0
Н.И. Усенков. Цахилгаан
тэнгэр хөтөч
ID

Хавхлагын хамтарсан удирдлага
иж бүрдэл
Хэрэв хяналтын импульсийг нэгэн зэрэг хэрэглэвэл
UZ1 ба UZ2 иж бүрдэлүүдийн хавхлагууд ба хяналтын өнцөг
тиристор нь нөхцөлийг хангадаг
α1 + α2 = π,
хяналт
хавхлага
зөвшөөрсөн.
бүлгүүд
Н.И. Усенков. Цахилгаан
тэнгэр хөтөч
дуудсан

Тусдаа хавхлагын удирдлага
иж бүрдэл
Дөрвөн хэсэгт ажилладаг цахилгаан хөтөч авахын тулд
Талбайн квадратууд: ω - I эсвэл ω - M, урвуу ашиглах шаардлагатай
арматурын гүйдлийн урсгалыг хангах тиристор хувиргагч
хоёр чиглэлд мотор.
Урвуу хувиргагч нь хоёр бүлгийн тиристорыг агуулдаг.
бие биенээсээ эсрэг зэрэгцээ холбогдсон.
Энэ схемд UZ1 ба UZ2 гэсэн хоёр хавхлага суурилуулсан бөгөөд тус бүр нь угсарсан дагуу
өөр хоорондоо зэрэгцээ холбогдсон гурван фазын гүүрний хэлхээ
Шулуутгагдсан гүйдлийн тал дээрх эсрэг туйл.
Түгжээг тайлах импульсийг тиристорын хоёр бүлэгт нэгэн зэрэг хийнэ
боломжгүй, учир нь богино холболт үүсэх болно. Тиймээс энэ схемд
зөвхөн ажиллах боломжтой
Н.И. Усенков. Цахилгаан
тэнгэр хөтөч

UZ1 эсвэл UZ2 тиристорын нэг бүлэг; өөр бүлэг
тиристорууд хаалттай байх ёстой (нээлтийн импульс
устгасан).
Тиймээс урвуу хувиргагчид нь
тусдаа хяналт - эдгээр нь хөрвүүлэгч юм
аль хяналтын импульс зөвхөн нэг л ирдэг
гүйдэл дамжуулдаг хавхлагуудын багцаас. импульс
Энэ үед хавхлагуудын хоёр дахь багцыг хянах боломжгүй байна
нийлүүлсэн бөгөөд түүний хавхлагууд хаалттай байна. Схем дэх реактор Лур
байхгүй байж магадгүй. Gorby243s-г үзнэ үү
Хавхлагуудыг тусад нь хянах замаар
зөвхөн тэр бүлэг тиристорууд, одоо байгаа
ачаалалд гүйдэл дамжуулах ёстой. Энэ бүлгийг сонгож байна
идэвхжүүлэгчийн хөдөлгөөний чиглэлээс хамаарна ("Урагшаа" эсвэл
"Буцах") болон хөтөчийн ажиллагааны горимоос: мотор
горим буюу нөхөн сэргээх тоормос.
Н.И. Усенков. Цахилгаан
тэнгэр хөтөч

Хүснэгт 1 - Хавхлагын багцын сонголт
EP үйлдлийн горим
Мотор
Тоормос
Чиглэл
хөдөлгөөнүүд
"Урагшаа"
UZ1
АНУ2
"Буцах"
АНУ2
UZ1
EA хяналтын системд хүссэн бүлгийг сонгох, оруулах
Тиристорыг логикийн тусламжтайгаар автоматаар үйлдвэрлэдэг
Бүтцийн зарчим нь LPU-ийн шилжүүлэгч төхөөрөмж
зурагт үзүүлэв.
Н.И. Усенков. Цахилгаан
тэнгэр хөтөч

"Урагшаа" ажиллах үед бид арматурын гүйдлийн чиглэлийг хүлээн зөвшөөрдөг
эерэг хөдөлгүүрийн горим. Эерэг дохиогоор
хөдөлгөөнд тохирсон ω тогтоосон хурдыг тохируулах
"Урагшаа" ба
хөдөлгүүрийн горимд бас байдаг хурдны алдааны дохио
(ωset- ω)≥0 байх бөгөөд одоогийн зохицуулагчаас LPU-д ирж буй дохио,
(+) тэмдэгтэй байна. Үүний дагуу эрүүл мэндийн байгууллага цахимыг асаана
түлхүүр QS1, энэ нь тиристорыг тайлах импульсийг нийлүүлдэг
бүлэг UZ1. Хяналтын өнцөг α1 нь системээр тогтоогддог
гаралтын дохионы дагуу автомат зохицуулалт
одоогийн зохицуулагч RT. SIFU (1) ба (2) хоёулаа нэгдмэл байдлаар ажилладаг тул
өнцгийн нийлбэр хэд вэ
α1 + α2 = π.
(1)
Тиймээс, үйл ажиллагаа явуулж буй тиристор бүлгийн хувьд
залруулах горим, өдөөх импульсийг α1 = өнцгөөр хийнэ
0…π/2. Үүний зэрэгцээ SIFU2 нь импульс үүсгэдэг
Н.И. Усенков. Цахилгаан
тэнгэр хөтөч

хяналтын өнцөг α2 = π - α1, өөрөөр хэлбэл хяналтын өнцөг,
хамааралтай
инвертер
дэглэм
ажил
хувиргагч UZ2. Гэсэн хэдий ч цахим түлхүүрээс хойш
QS2 нь нээлттэй, бүлгийн тиристор руу импульсийг хянадаг
UZ2 хүлээн аваагүй байна.
UZ2 хувиргагч хаалттай, гэхдээ
инвертер горимд ажиллахад бэлтгэсэн.
Ийм
зарчим
зөвшөөрсөн
удирдлага
(1) -ээр тодорхойлсон хавхлагын иж бүрдэлийг зөвшөөрдөг
хөтчийн механик шинж чанарыг тааруулах
мотор болон тоормосны горимыг харуулсан шиг
зураг.
At
хэрэгтэй
тоормослох
жолоодох
ω тогтоосон хурдны лавлах дохио буурна. Алдаа гаргасан
хурдыг өөрчлөх тэмдэг (ωass - ω)<0, и на входе ЛПУ знак
дохио (+) -аас (-) хүртэл өөрчлөгддөг бөгөөд үүний дагуу
Н.И. Усенков. Цахилгаан
тэнгэр хөтөч

Холбоо барих QS1 унтарч, холбоо барих QS2 асна. Гэсэн хэдий ч
QS2 контактыг асаах нь нэн даруй тохиолддоггүй, гэхдээ зарим тохиолдолд
арматурын гүйдэлд шаардагдах хугацааны саатал
тэг болж буурч, UZ1 тиристорууд блоклох ажиллагааг сэргээсэн
шинж чанарууд. Одоогийн уналтыг тэг хүртэл одоогийн мэдрэгч DT болон хянадаг
null-organ BUT (бусад схемд энэ зорилгоор,
хавхлагын дамжуулалтын мэдрэгч).
Тодорхой саатал гарсны дараа гүйдэл тэг болж буурах үед
дараа нь QS2 түлхүүр асаалттай бөгөөд хөрвүүлэгч ажиллаж эхэлнэ
UZ2, инвертер горимд ажиллахад аль хэдийн бэлтгэгдсэн. Жолоодлогын нэгж
нөхөн сэргээх тоормосны горимд ордог, нийт хугацаа
тиристорын бүлгүүдийг солих нь 5 - 10 мс, энэ нь
ES хяналтын өндөр чанарыг хангахын тулд хүлээн зөвшөөрч болно.
"Буцах" чиглэлд моторын горимд ажиллах үед тэмдэг
хурдны лавлагаа нь сөрөг ба үнэмлэхүй утга юм
Н.И. Усенков. Цахилгаан
тэнгэр хөтөч

хурдны алдаа |ω багц - ω | эерэг, тийм
LPU оролт нь сөрөг дохио хүлээн авч, асаалттай
түлхүүр
QS2.
Ажилладаг
хувиргагч
АНУ2
in
засах горим. Ажлын логик дүрэм
LPU-г 2-р хүснэгтэд үзүүлэв.
Эрүүл мэндийн байгууллагуудын бусад схемүүдийг ч ашиглаж байна.
TP-D урвуу хөтөчийн механик шинж чанарууд
Тусдаа удирдлагатай зурагт үзүүлэв.
Тасралтгүй гүйдэлтэй
(1) тэгшитгэлээр тодорхойлогддог.
зангуу
хөдөлгүүр
тэд
Бага оврын бүсэд тасалдсан гүйдлийн горимд
моментийн утгууд, шинж чанаруудын шугаман байдал зөрчигддөг.
Орчин үеийн одоогийн болон хурдны хаалттай системд
зохицуулалт, дасан зохицох ашиглах ачаар
хянагч, механикийг шугаман болгох боломжтой
EP iN.I-ийн шинж чанарууд.
приУсенков.
жижиг цахилгаан
мөчийн утгууд.
тэнгэр хөтөч

Хүснэгт 2 - Эмнэлгийн байгууллагын ажлын логик
Гарын үсэг зурах
Гарын үсэг зурах
Гарын үсэг зурах
Асаах
Ажилладаг
Горим
ωass
|ωass- ω|
үүдэнд
түлхүүр
ажил
эрүүл мэндийн байгууллага
QS
хөрвүүлэх
аан
+
+
+
QS1
UZ1
+
-
QS2
АНУ2
-
+
-
QS2
АНУ2
-
-
+
QS1
UZ1
Н.И. Усенков. Цахилгаан
тэнгэр хөтөч
цахилгаан хөтөч
а
Мотор
th
Тоормос
Мотор
th
Тоормос

Шулуутгагчийн гадаад шинж чанар
Уда
Ud0
Ud1
0
ID
би d1
Би к.з
Н.И. Усенков. Цахилгаан
тэнгэр хөтөч

7. Үйлдвэрийн суурилуулалт, технологийн цогцолборын цахилгаан хөтөч ба автоматжуулалт

Техникийн хэрэгжилт
Н.И. Усенков. Цахилгаан
тэнгэр хөтөч

Н.И. Усенков. Цахилгаан
тэнгэр хөтөч

Н.И. Усенков. Цахилгаан
тэнгэр хөтөч

Даалгавар 1. J ба Ms-ийн багасгасан моментуудын утгыг тодорхойлно уу
ачааг өргөх (Зураг 1), хэрэв мэдэгдэж байгаа бол: Jd = 3.2 кг м2; Jr.o.=3.6 кг м2;
хурдны хайрцгийн арааны харьцаа p=0.96; Гүйцэтгэх байгууллагын үр ашиг
(бөмбөр) B=0.94; хөдөлгүүрийн өнцгийн хурд ω=112 рад/с; хурд
өргөх ачаалал v=0.2 м/с; ачааны жин m=1000 кг.
Тайлбар.
Багассан статик момент:
Мак
F p . о. х . о.
p B D
m g p.o.
p B D
1000 9,81 0,2
19.41 цаг
0,96 0,94 112
Инерцийн багассан момент J:
Ж
J D J po
би p2
м(
2 3,2 3,6
0,2 2
1000
) 3.3 кг м2.
2
Д
112
6,14
Н.И. Усенков. Цахилгаан
тэнгэр хөтөч

Jd, np, ip, p
М, д, Жд
Д
ПУ
Мпо, по, жпо
RO (b), ба схем 3. Танилц
MatLab7/Simulink3.
номын сан
хошууч
блокууд
in
хөтөлбөр
4. Гүйцэтгэх лабораторийн байгууламжийн блок загварыг эмхэтгэх
өгөгдсөн сэдвийн дагуу судалгаа хийж, товч тайлбар өгнө
ашигласан функциональ төхөөрөмж болон виртуал хэмжилт
цахилгаан хэрэгсэл.
5. Виртуал лабораторийн тохиргоотой танилцаж, эхний үгийг оруулна уу
програмын харилцах цонхон дээрх өгөгдөл. Төлөвлөгөө боловсруулах
туршилт.
6. Ажлыг дуусгасны дараа бүтцийн талаархи тайланг гаргана.
Ажлын нэр, ажлын зорилго;
Лабораторийн тавиурын тодорхойлолт;
Туршилтын хамаарлын осциллограммын шинжилгээ;
Олдворууд.
Н.И. Усенков. Цахилгаан
тэнгэр хөтөч

Ажлын дугаар N. дагуу цахилгаан хөтөчийн судалгаа
бүтэц "Шулуутгагч-хувиргагч-синхрон мотор"
Асинхрон мотортой цахилгаан хөтөчийн блок загвар
Н.И. Усенков. Цахилгаан
тэнгэр хөтөч

Симуляцийн үр дүн
Н.И. Усенков. Цахилгаан
тэнгэр хөтөч

Н.И. Усенков. Цахилгаан
тэнгэр хөтөч

Олон хүмүүс цахилгаан хөтөч нь ямар нэгэн ажил гүйцэтгэдэг цахилгаан мотор гэж андуурдаг. Үнэн хэрэгтээ энэ нь бүхэлдээ үнэн биш юм. Цахилгаан хөтөч системд зөвхөн цахилгаан мотор төдийгүй хурдны хайрцаг, түүнд зориулсан хяналтын систем, санал хүсэлт мэдрэгч, төрөл бүрийн реле гэх мэт орно. Энэ нь цахилгааны систем биш, харин цахилгаан механик систем юм. Энэ нь тохируулгатай (автоматжуулсан, автоматжуулсан эсвэл автоматжаагүй) эсвэл тохируулгагүй (гэр ахуйн шахуурга гэх мэт) байж болно. Бид зохицуулалттай төхөөрөмжүүдийн төрлийг авч үзэх болно.

Автомат бус цахилгаан хөтөч

Энэ төхөөрөмж ажиллаж байх үед аливаа координатыг зохицуулах бүх үйлдлийг гарын авлагын горимд гүйцэтгэдэг. Өөрөөр хэлбэл, энэ төрлийн төхөөрөмжийг ажиллуулахын тулд оператор, процессын зөв гүйцэтгэлийг хянах хүн хэрэгтэй болно. Жишээ нь цахилгаан краны хөтөч бөгөөд бүх үйлдлийг оператор гүйцэтгэдэг.

Автомат цахилгаан хөтөч

Автоматжаагүй хөтчүүдээс ялгаатай нь автоматжуулсан хөтчүүд нь координат эсвэл параметрээр (хөдөлгүүрийн гүйдэл, хурд, байрлал, эргэлт) санал хүсэлтийн дохиотой байдаг. Блок диаграммыг доор харуулав.

Автоматжуулсан цахилгаан хөтөчийн бүтцийн диаграмм

ZA - хамгаалалтын хэрэгсэл (таслуур, гал хамгаалагч гэх мэт)

PEE - цахилгаан эрчим хүчний хувиргагч (частотник, тиристор хувиргагч)

DT - одоогийн мэдрэгч

DN - хүчдэлийн мэдрэгч

SU PEE - хөрвүүлэгчийн хяналтын систем

PU - хяналтын самбар

PM - дамжуулах механизм (холбогч, хурдны хайрцаг гэх мэт)

RO - ажлын хэсэг

ED - цахилгаан мотор

Ийм хяналтын бүтэцтэй бол PEE хяналтын систем нь зөвхөн хөрвүүлэгчийг төдийгүй бүхэл системийг нэг дор хянадаг. Ийм удирдлагатай бол санал хүсэлт мэдрэгч нь параметрүүдийг хянаж, операторт дохио өгдөг. Энэхүү систем нь автомат горимд байгаа зарим үйлдлүүдийг (эхлүүлэх, зогсоох гэх мэт) гүйцэтгэх боломжтой боловч энэ төхөөрөмжийн ажиллагааг хянах хүн байх шаардлагатай хэвээр байна. Тухайлбал, олон дамжуургын шугамыг ашиглалтад оруулж, бүх дамжуулагчийг нэг дор ажиллуулдаггүй, харин шугам бүрийн эхлэх цаг, эхлэх нөхцөлийг харгалзан үздэг. Яг үүн шиг тэд зогсдог.

Блок диаграммаас харахад технологийн процессыг шууд ажигладаг операторын консол дээр санал хүсэлтийн дохио ирдэг бөгөөд нэг хэсэг нь хувиргах төхөөрөмжийн удирдлагын системд ирж, үндсэн хамгаалалтыг хэрэгжүүлж, ирж буй тохиргооны дохионы зарим өөрчлөлтийг боловсруулдаг. хяналтын самбараас.

Автомат цахилгаан хөтөч

Цахилгаан хөтөчийг автомат горимд ажиллуулахын тулд хүн байх шаардлагагүй. Энэ тохиолдолд бүх зүйл автоматаар явагддаг. Блок диаграммыг доор харуулав.

Цахилгаан хөтөчийн автомат удирдлагын системийн бүтцийн диаграмм

APCS - автомат процессын хяналтын систем

Блок диаграммаас харахад бүх санал хүсэлт мэдрэгч нь процессын хяналтын системд ирдэг. Энэ нь мэдрэгчээс ирсэн дохиог боловсруулж, бусад дэд системүүдэд хяналтын дохио өгдөг. Энэхүү хяналтын бүтэц нь операторын үйл явцыг байнга хянах шаардлагагүй, хүний ​​хүчин зүйлийн нөлөөллийг бууруулдаг тул маш тохиромжтой. Тухайлбал, автомат горимд ажиллах боломжтой, санал хүсэлт мэдрэгчээр удирдуулсан орчин үеийн уурхайн өргөх машинууд

Орчин үеийн ертөнцөд процессын автоматжуулсан хяналтын системийг зөвхөн цахилгаан хөтчүүдэд төдийгүй идэвхтэй нэвтрүүлж байна. Технологийн процессыг гараар удирддаг системүүд маш ховор байдаг бөгөөд тэдгээр нь бүгд автоматжуулсан эсвэл автоматжуулсан процессын хяналтын системийг эдгээр шугам дээр бүрэн хэрэгжүүлдэг.

"Автоматжуулсан цахилгаан хөтөч" хичээлийн лекц Уран зохиол 1. Чиликин М.Г., Сандлер А.С. General Electric Drive Course (EP).-6th ed. -М .: Энергоиздат, - 576 х. 2. Москаленко В.В. Цахилгаан хөтөч - М .: Ур чадвар; Дээд сургууль, -368 х. 3. Москаленко В.В. Цахилгаан хөтөч: Цахилгааны инженерийн сурах бичиг. мэргэжилтэн. -М.: Илүү өндөр. сургууль, - 430 х. 4. Автомат цахилгаан хөтөчийн гарын авлага / Ed. В.А. Елисеева, А.В. Шиянский.-М.: Энергоатомиздат, 1983 он. – 616 х. 5. Москаленко В.В. Автомат цахилгаан хөтөч: Их дээд сургуулиудад зориулсан сурах бичиг.- М.: Энергоатомиздат, х. 6. Ключев В.И. Цахилгаан хөтөчийн онол. - М .: Energoatomizdat, p. 7. ГОСТ Р-92. Цахилгаан хөтчүүд. Нэр томьёо ба тодорхойлолт. ОХУ-ын Госстандарт. 8. Цахилгааны инженерийн гарын авлага.-x. үйлдвэрлэл / заавар.-М .: Informagrotech, х. 9. Хөдөө аж ахуйн цахилгаанжуулалтын факультетийн оюутнуудад зориулсан цахилгаан хөтөчийн үндсийг судлах лабораторийн ажлыг гүйцэтгэх заавар. / Ставрополь, SSAU, "AGRUS", - 45 х. 10. Савченко П.И. Хөдөө аж ахуй дахь цахилгаан хөтөчийн семинар. – М.: Колос, х. Интернет дэх санал болгож буй сайтууд: "Автоматжуулсан цахилгаан хөтөч" хичээлийн лекцүүд Уран зохиол 1. Чиликин М.Г., Сандлер А.С. General Electric Drive Course (EP).-6th ed. -М .: Энергоиздат, - 576 х. 2. Москаленко В.В. Цахилгаан хөтөч - М .: Ур чадвар; Дээд сургууль, -368 х. 3. Москаленко В.В. Цахилгаан хөтөч: Цахилгааны инженерийн сурах бичиг. мэргэжилтэн. -М.: Илүү өндөр. сургууль, - 430 х. 4. Автомат цахилгаан хөтөчийн гарын авлага / Ed. В.А. Елисеева, А.В. Шиянский.-М.: Энергоатомиздат, 1983 он. – 616 х. 5. Москаленко В.В. Автомат цахилгаан хөтөч: Их дээд сургуулиудад зориулсан сурах бичиг.- М.: Энергоатомиздат, х. 6. Ключев В.И. Цахилгаан хөтөчийн онол. - М .: Energoatomizdat, p. 7. ГОСТ Р-92. Цахилгаан хөтчүүд. Нэр томьёо ба тодорхойлолт. ОХУ-ын Госстандарт. 8. Цахилгааны инженерийн гарын авлага.-x. үйлдвэрлэл / заавар.-М .: Informagrotech, х. 9. Хөдөө аж ахуйн цахилгаанжуулалтын факультетийн оюутнуудад зориулсан цахилгаан хөтөчийн үндсийг судлах лабораторийн ажлыг гүйцэтгэх заавар. / Ставрополь, SSAU, "AGRUS", - 45 х. 10. Савченко П.И. Хөдөө аж ахуй дахь цахилгаан хөтөчийн семинар. – М.: Колос, х. Интернет дэх санал болгож буй сайтууд:

Цахилгаан эрчим хүчний эх үүсвэр (IEE) Удирдлагын төхөөрөмж (CU) Хөрвүүлэгч төхөөрөмж (PRB) Цахилгаан хөдөлгүүрийн төхөөрөмж (EM) M Дамжуулах төхөөрөмж (TRD) Механик эрчим хүчний хэрэглэгч (PME) U,I,f d F d, V d M m ( F m), ω m (V m) даалгавар Зураг 3 - AED-ийн бүтцийн диаграмм

3 AED-ийн үр ашиг Аливаа цахилгаан механик төхөөрөмжийн хувьд чухал үзүүлэлт нь AED = PRB · ED · PRD нь нэрлэсэн ачаалалд 60-95% байна.

4 AED-ийн давуу тал 1) үйл ажиллагааны явцад дуу чимээ багатай; 2) хүрээлэн буй орчны бохирдолгүй байх; 3) өргөн хүрээний хүч ба эргэлтийн өнцгийн хурд; 4) эргэлтийн өнцгийн хурдыг зохицуулах боломж, үүний дагуу процессын нэгжийн гүйцэтгэл; 5) дулааны хөдөлгүүртэй харьцуулахад автоматжуулалт, суурилуулалт, ашиглалтын харьцангуй хялбар байдал, жишээлбэл, дотоод шаталт.

УКРАИН УЛСЫН БОЛОВСРОЛ, ШИНЖЛЭХ УХААНЫ ЯАМ

Харьков хотын эдийн засгийн үндэсний академи

ЛЕКЦИЙН ТАЙЛБАР

сахилга батаар

"Автоматжуулсан цахилгаан хөтөч"

(6.090603 - "Цахилгаан хангамжийн цахилгаан систем" мэргэжлээр өдрийн болон хагас цагийн боловсролын 4-р курсын оюутнуудад)

Харьков - HNAGH - 2007

"Автоматжуулсан цахилгаан хөтөч" хичээлийн лекцийн хураангуй (6.090603 - "Цахилгаан хангамжийн систем" мэргэжлээр бүх төрлийн сургалтын 4-р курсын оюутнуудад зориулсан). Aut. Гаряж В.Н., Фатеев В.Н. - Харьков: ХНАГХ, 2007. - 104 хуудас.

АГУУЛГА

Лекцийн тэмдэглэлийн ерөнхий шинж чанар
Агуулгын модуль 1. Автомат цахилгаан хөтөч - Украины бүтээмжтэй хүчний хөгжлийн үндэс. . . . . . . . . . . .
Лекц 1
1.1.	Шинжлэх ухаан, технологийн салбар болох цахилгаан хөтөчийг хөгжүүлэх. . . . . .	6
1.2.	Хяналтын системийг барих зарчим Автомат цахилгаан хөтөч. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Лекц 2
1.3.	AEP хяналтын системийн ангилал. . . . . . . . . . . . . . . . . .	13
Агуулгын модуль 2. Цахилгаан хөтөчийн механик . . . . . . . . . .		18
Лекц 3
2.1.	Эсэргүүцлийн момент ба хүч, инерцийн моментуудыг авчрах. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Лекц 4
2.2.	Цахилгаан хөтөчийн хөдөлгөөний тэгшитгэл. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	21
Лекц 5
2.3.	Бие даасан өдөөлттэй тогтмол гүйдлийн хөдөлгүүрийн механик шинж чанарууд. мотор горим. . . . . . . . . . .
Лекц 6
2.4.	Бие даасан өдөөлттэй тогтмол гүйдлийн хөдөлгүүрийн механик шинж чанарууд. Цахилгаан тоормосны горим. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Лекц 7
2.5.	Цуврал өдөөлттэй тогтмол гүйдлийн хөдөлгүүрийн механик шинж чанарууд. мотор горим. . . . . .
Лекц 8
2.6.	Цуврал өдөөлттэй тогтмол гүйдлийн хөдөлгүүрийн механик шинж чанарууд. Цахилгаан тоормосны горим. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Лекц 9
2.7.	Асинхрон моторын механик шинж чанар. мотор горим. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Лекц 10
2.8.	Асинхрон моторын механик шинж чанар. Цахилгаан тоормосны горим. . . . . . . . . . . . . . . . . . ... . . .
Лекц 11
2.9.	Синхрон моторын механик ба цахилгаан шинж чанар. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Агуулгын модуль 3. автомат хөдөлгүүрийн удирдлагын хэлхээний ердийн нэгжүүд. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Лекц 12
3.1.	Хөдөлгүүрийг асаах, тоормослох автомат удирдлагын зарчим. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Лекц 13
3.2.	DPT-ийг эхлүүлэх автомат удирдлагын хэлхээний ердийн зангилаа.	77
Лекц 14
3.3.	DPT тоормосыг автоматаар хянах хэлхээний ердийн зангилаа. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Лекц 15
3.4.	Хувьсах гүйдлийн хөдөлгүүрийг эхлүүлэх автомат удирдлагын хэлхээний ердийн зангилаа. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Лекц 16
3.5.	Хувьсах гүйдлийн хөдөлгүүрийн тоормосыг автоматаар хянах хэлхээний ердийн зангилаа. . . . . . . . . . . . . . . .
Лекц 17
3.6.	Хөдөлгүүр ба хяналтын хэлхээний цахилгаан хамгаалалтын нэгжүүд. . .	98

ЛЕКЦИЙН ХУРААНГУЙН ЕРӨНХИЙ ОНЦЛОГ

Автомат цахилгаан хөтөч нь цахилгаан эрчим хүчний гол хэрэглэгч юм. Аж үйлдвэржсэн орнуудад үйлдвэрлэсэн цахилгаан эрчим хүчний 65 гаруй хувийг цахилгаан хөтөч механик энерги болгон хувиргадаг. Иймд хөдөлмөрийн эрчим хүч, жингийн харьцааны үндэс болсон цахилгаан хөтөчийг хөгжүүлж, сайжруулснаар бүтээмжийн өсөлт, үйлдвэрлэлийн үр ашгийг дээшлүүлэхэд хувь нэмэр оруулдаг. Цахилгаан хөтөчийн шинж чанар, чадавхийг мэдэх нь цахилгааны инженерт технологийн машин, цахилгаан хангамжийн системийн шаардлагыг харгалзан цахилгаан хөтөчийг зохистой ашиглах боломжийг олгодог. "Автоматжуулсан цахилгаан хөтөч" хичээлийг 4-р курсын долдугаар семестрт судалдаг. "Цахилгаан хэрэглээний цахилгаан техникийн систем" мэргэжлийн сургалтын хөтөлбөрт дөрвөн кредит хуваарилсан. Эдгээр нь лекц, практик хичээл, лабораторийн ажил, тооцоо, график даалгавар гүйцэтгэх явцад судлагдсан зургаан утга учиртай модулиар дүүрэн байдаг.

Энэхүү лекцийн тэмдэглэл нь "Автоматжуулсан цахилгаан хөтөч" сэдвийн эхний гурван агуулгын модулийг судлах материал юм. Эхний агуулгын модулийн хувьд автоматжуулсан цахилгаан хөтөчийг Украины бүтээмжийн хүчийг хөгжүүлэх үндэс суурь гэж үздэг. Хоёрдугаарт, моторын механик шинж чанарыг судалж, хөдөлгүүрийн горим болон цахилгаан тоормосны горимд ажиллах явцад моторын чадварыг харуулдаг. Гурав дахь модульд хөдөлгүүрийн автомат удирдлагын хэлхээний ердийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг судалж байна. Хоёрдахь модульд судлагдсан моторуудын шинж чанарт үндэслэн ердийн нэгжүүд нь эдгээр хэмжигдэхүүнийг шууд болон шууд бусаар удирдаж, цаг хугацаа, хурд, гүйдлийн функцээр моторыг автоматаар асаах, тоормослох, эргүүлэх боломжийг олгодог. Бүтцийн хувьд ердийн зангилаа нь хяналтын станц хэлбэрээр нэгтгэгддэг. Украинд ашигладаг цахилгаан хөтчийн нийт тоонд хяналтын станцуудын эзлэх хувь 80% -иас давж байна.

Лекц 1

1.1. Шинжлэх ухаан, технологийн салбар болох цахилгаан хөтөчийг хөгжүүлэх

Эрт дээр үеэс хүн механик энергийн (ME) эх үүсвэр болсон хүнд хүчир хөдөлмөрийг механизм, машин механизмын ажлаар орлуулахыг эрэлхийлж ирсэн. Үүний тулд тээвэр, хөдөө аж ахуйн ажил, тээрэм, усалгааны системд малын булчингийн хүч, салхи, усны энерги, дараа нь түлшний химийн энергийг ашигласан. Хөдөлгүүр ийм байдлаар гарч ирэв - хөдөлгүүр (D), механик дамжуулах төхөөрөмж (MPU) ба технологийн машин (TM) гэсэн гурван өөр хэсгээс бүрдсэн төхөөрөмж.

Хөдөлгүүрийн зорилго: янз бүрийн төрлийн энергийг механик энерги болгон хувиргах. MPU нь ME-ийг хөдөлгүүрээс TM рүү шилжүүлэх зориулалттай. Энэ нь дамжуулагдсан ME-ийн хэмжээнд нөлөөлдөггүй (алдагдлыг тооцохгүйгээр), гэхдээ энэ нь түүний параметрүүдийг өөрчлөх боломжтой бөгөөд хөдөлгөөний төрлийг зохицуулахын тулд бүс, гинж, араа эсвэл бусад механик дамжуулалт хэлбэрээр гүйцэтгэдэг.

Технологийн машинд ME-ийг боловсруулж буй материал, бүтээгдэхүүний шинж чанар, төлөв байдал, хэлбэр, байрлалыг өөрчлөхөд ашигладаг.

Орчин үеийн хөтчүүдэд янз бүрийн цахилгаан моторыг (EM) ME-ийн эх үүсвэр болгон ашигладаг. Тэд цахилгаан эрчим хүчийг (EE) механик энерги болгон хувиргадаг тул хөтөчийг цахилгаан хөтөч (EA) гэж нэрлэдэг. Түүний функциональ диаграммыг Зураг дээр үзүүлэв. 1.1. Нэрлэсэн элементүүдээс гадна түүний найрлагад хяналттай хөрвүүлэгч (P) багтдаг бөгөөд түүний тусламжтайгаар EE сүлжээнээс ED руу нийлүүлдэг.

Хөрвүүлэгчийн хяналтын дохиог өөрчлөх замаар У цагт, та сүлжээнээс ирж буй EE-ийн хэмжээг ED болгон өөрчилж болно. Үүний үр дүнд хөдөлгүүрээс гаргаж авсан ME-ийн хэмжээ болон HM-ийн хүлээн авсан хэмжээ өөрчлөгдөнө. Энэ нь эргээд технологийн процессыг өөрчлөхөд хүргэдэг бөгөөд үр ашиг нь тохируулж болох үнэ цэнээр тодорхойлогддог. y(t).

Цахилгаан хөтөчийг бий болгоход тэргүүлэх ач холбогдол өгөх нь Оросын эрдэмтэд юм

B.S. Жакоби болон Э.Х. Ленц 1834 онд тогтмол гүйдлийн мотор зохион бүтээж, 1838 онд завь жолоодоход ашигласан. Гэсэн хэдий ч хөдөлгүүрийн төгс бус байдал, цахилгаан эрчим хүчний хэмнэлтгүй эх үүсвэр (галван зай) нь энэхүү цахилгаан хөтөчийг практик хэрэглээг олох боломжийг олгосонгүй.

19-р зууны дундуур ED-ийг тогтмол гүйдлийн мотортой хэвлэх, нэхэх машинд ашиглах оролдлогыг Франц, Италийн эрдэмтэд хийжээ. Гэсэн хэдий ч DC систем нь хангалттай шийдлийг гаргаж чадаагүй. 1890 он гэхэд хөдөлгүүрийн нийт хүч чадлын ердөө 5% нь цахилгаан мотор байв.

Цахилгаан хөтөчийг өргөнөөр ашиглах болсон нь 1889-1891 онд Оросын инженер Доливо-Добровольский гурван фазын ээлжит гүйдлийн систем, гурван фазын асинхрон моторыг зохион бүтээсэнтэй холбоотой юм. Гурван фазын системийн энгийн байдал, цахилгаан эрчим хүчийг төвлөрсөн үйлдвэрлэх боломж, түүнийг түгээх тохь тухтай байдал нь 1927 он гэхэд хөтчийн моторын нийт чадлын 75% нь цахилгаан мотор байсан болоход хүргэсэн.

Одоогийн байдлаар тэргүүлэх салбаруудад цахилгаан хөтчийн суурилуулсан хүчийг бүх төрлийн (дулааны, гидравлик, пневматик) хөдөлгүүртэй хөтчүүдийн нийт суурилуулсан хүчин чадалд харьцуулсан харьцаа 100% дөхөж байна. Энэ нь цахилгаан моторыг янз бүрийн хүчин чадал (зууны нэг ваттаас хэдэн арван мянган киловатт хүртэл) болон эргэлтийн хурдаар (минутанд босоо амны эргэлтийн фракцаас минутанд хэдэн зуун мянган эргэлт хүртэл) үйлдвэрлэдэг гэдгээрээ тодорхойлогддог. EP нь бага ба өндөр температурт түрэмгий шингэн, хийн орчинд ажилладаг; хувиргагчийг хянах чадвартай тул EP нь технологийн процессын явцыг хялбархан зохицуулж, TM-ийн ажлын хэсгүүдийн хөдөлгөөний янз бүрийн параметрүүдийг хангадаг; өндөр үр ашигтай, найдвартай ажиллагаатай, байгаль орчныг бохирдуулдаггүй.

Одоогийн байдлаар Украины цахилгаан үүсгүүрийн нийт суурилагдсан хүчин чадал 50 сая кВт-аас давж байна. Бүх хүчдэлийн түвшинд ийм хүчийг түгээх цахилгаан сүлжээг бий болгосон.

Гэсэн хэдий ч, юуны түрүүнд аж үйлдвэрийн үйлдвэрлэл буурсантай холбоотойгоор Украины бодит цахилгаан эрчим хүчний хэрэглээг заасан хүчин чадлын тал хувьтай тэнцэх зардлаар хангаж байна. Ийм их хэмжээний эрчим хүчний нөөц нь эрчим хүч хэмнэх шинэ технологи нэвтрүүлэх, орчин үеийн өндөр технологийн бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэх, үйлдвэрлэлийн автоматжуулалт, механикжуулалтыг цаашид хөгжүүлэхтэй холбоотой Украины бүтээмжийн хүчийг хөгжүүлэх найдвартай үндэс суурь юм. Дээрх бүх ажлуудын шийдэл нь янз бүрийн цахилгаан хөтөч системийг ашиглах, цахилгаан хөтөчөөр цахилгаан эрчим хүчний хэрэглээг нэмэгдүүлэх замаар хангагдсан бөгөөд одоо байгаа хэрэглээний бүтцэд аль хэдийн 70% дөхөж байна.

1.2. Автоматжуулсан цахилгаан хөтчийг удирдах системийг бий болгох зарчим

Орчин үеийн цахилгаан хөтөчийн өвөрмөц онцлог нь хөрвүүлэгчийн хяналтын дохиог агуулсан байдаг У цагтхүний ​​шууд оролцоогүйгээр тусгай автомат удирдлагын төхөөрөмжөөр (AUD) бүрдүүлдэг. Ийм хяналтыг автомат гэж нэрлэдэг бөгөөд цахилгаан хөтөчийг автоматжуулсан (AED) гэж нэрлэдэг.

AED хяналтын системийг бусад автомат удирдлагын системийн нэгэн адил мэдээллийг хүлээн авч боловсруулдаг систем гэж үзэж болно.

Эхний суваг нь хяналттай хувьсагчийн шаардлагатай утгын талаархи мэдээллийг үүсгэдэг q(t)(нөлөөллийг тогтоох).

Хоёрдахь сувагт мэдрэгчийн тусламжтайгаар хяналттай хувьсагчийн бодит утгын талаархи мэдээллийг авах боломжтой. y(t)эсвэл EP-ийг тодорхойлсон бусад үнэт зүйлс.

Гурав дахь суваг нь хяналтын системд үзүүлэх нөлөөллийн талаар мэдээлэл өгөх боломжтой е би (t)дохио болгон х би (t).

Ашигласан мэдээллийн сувгийн тооноос хамааран автоматжуулсан цахилгаан хөтөчийн хяналтын системийг бий болгох гурван зарчим байдаг.

1) нээлттэй хяналтын зарчим;

2) хаалттай хяналтын зарчим;

3) хосолсон удирдлагын зарчим.

AED хяналтын системийн функциональ диаграммуудыг авч үзье.

Нээлттэй удирдлагын зарчим дээр суурилсан AED хяналтын системийг нээлттэй систем гэж нэрлэдэг. Энэ нь зөвхөн нэг мэдээллийн сувгийг ашигладаг - хяналттай хувьсагчийн шаардлагатай утгын тухай q(t). Ийм хяналтын системийн функциональ диаграммыг Зураг 1.2-т үзүүлэв.

Өмнөх тохиолдлын нэгэн адил ACU оролт дээрх нийлбэрийн зангилаа нь тухай мэдээллийг хүлээн авдаг q(t). Сум зааж байна q(t), нийлбэрийн зангилааны сүүдэргүй сектор руу чиглэнэ. Энэ нь тохиргооны дохио нь "+" тэмдгээр нийлбэрийн зангилаа руу ордог гэсэн үг юм.

Автомат удирдлагын төхөөрөмж нь хөрвүүлэгчийг удирдах дохио үүсгэдэг У y, зөвхөн хөдөлгөгч хүчний үнэ цэнийн талаархи мэдээллийг ашиглан q(t), командын байгууллагаас (CO) ACU оролтод нийлүүлдэг. Үүний үр дүнд функциональ диаграммын элемент бүр нь цочроох нөлөөлөлд өртдөг е би (t), технологийн машинд нийлүүлсэн механик энергийн хэмжээ, улмаар цус харвалт

Цагаан будаа. 1.2 - AED-ийн нээлттэй давталтын хяналтын системийн функциональ диаграмм

технологийн үйл ажиллагаа өөрчлөгдөнө. Үүний үр дүнд хяналттай хувьсагчийн бодит утга y(t)шаардлагатай утгаас эрс ялгаатай байж болно q(t). Тогтвортой төлөвт байгаа хяналттай хувьсагчийн хүссэн ба бодит утгын хоорондох зөрүү (хяналттай хувьсагч байх үед y(t)цаг хугацааны явцад өөрчлөгддөггүй) удирдлагын алдаа гэнэ Δx(t)=q(t)–y(t).

Нээлттэй давталтын AED системийг хяналтын алдаа гарч ирэх нь технологийн томоохон алдагдалд хүргэхгүй (TM бүтээмж буурах, бүтээгдэхүүний чанар буурах гэх мэт) тохиолдолд ашиглагддаг.

Үгүй бол хяналтын алдаа гарч ирэх нь технологийн процессын үр ашгийг мэдэгдэхүйц бууруулж байгаа тохиолдолд хаалттай хяналтын зарчмыг AED хяналтын системийг бий болгоход ашигладаг. Ийм системийг хаалттай систем гэж нэрлэдэг.

Энэ нь мэдээллийн хоёр сувгийг ашигладаг: хяналттай хувьсагчийн шаардлагатай утгын талаархи мэдээлэл q(t)хяналттай хувьсагчийн бодит утгын талаарх мэдээллийг нэмнэ y(t). Ийм хяналтын системийн үйл ажиллагааны диаграммыг Зураг 1.3-т үзүүлэв.

Хяналттай хувьсагчийн бодит утгын талаарх мэдээлэл y(t)үндсэн санал хүсэлтийг (GOS) ашиглан нийлбэрийн зангилаа руу тэжээгддэг. ГОС нь гаралтыг нь оролттой холбосноор удирдлагын системийг “хаадаг” гэдэг.

Сум зааж байна y(t), нийлбэрийн зангилааны сүүдэртэй сектор руу чиглэсэн, i.e. GOS дохио нь "-" тэмдгээр нийлбэрийн зангилаа руу ордог тул GOS-ийг сөрөг санал гэж нэрлэдэг.

Цагаан будаа. 1.3 - AED-ийн хаалттай удирдлагын системийн функциональ диаграмм.

Алгебрийн (тэмдэгтийг харгалзан) дохиог нэмсний үр дүнд нийлбэрийн зангилаанд q(t)болон y(t)хяналтын алдааны хэмжээ, тэмдгийг тодорхойлно Δx(t)= +q(t) – y(t). Алдааны дохио нь ACU-ийн оролт руу тэжээгддэг. Үүний ачаар ACU нь тогтоосон цэгийн бодит харьцаа ба хяналттай хувьсагчийн бодит утгын талаархи мэдээллийн үндсэн дээр хөрвүүлэгч P-ийн хяналтын дохиог үүсгэснээр ийм хэмжээний EE-ийг ED-д нийлүүлдэг. мөн ME технологийн машинд хяналтын алдааг хүлээн зөвшөөрөгдөх хэмжээнд хүртэл бууруулж эсвэл тэг хүртэл бууруулж болно.

ГОС-оос гадна хяналтын системд GOS (FOS) доторх янз бүрийн санал хүсэлт байж болно. Тэд системийн завсрын параметрүүдийг хянадаг бөгөөд энэ нь хяналтын үйл явцын чанарыг сайжруулдаг. Зөвхөн GOS агуулсан системийг нэг давталт гэж нэрлэдэг бөгөөд GOS-ээс гадна VOS-тэй системийг олон давталт гэж нэрлэдэг.

Хосолсон зарчмын дагуу баригдсан системд хаалттай ба нээлттэй гэсэн хоёр бүтцийг нэгтгэдэг. Үндсэн систем болох хаалттай системд мэдээллийн гуравдахь сувгаар нээлттэй бүтэц нэмэгддэг х 1 (t)сэтгэл түгшээх гол нөлөөний тухай е 1 (t).Системийн функциональ диаграммыг Зураг 1.4-т үзүүлэв.

Хамгийн гол нь хяналтын алдааны хамгийн том бүрэлдэхүүн хэсэг болох цочроох нөлөө юм.

Цагаан будаа. 1.4 - AED хяналтын хосолсон системийн функциональ диаграмм

Зураг дээр. 1.4-ийн хувьд гол зүйл бол цочроох нөлөөг авдаг е 1 (t). Энэ нь завсрын элемент (PE) болон түүний талаархи мэдээллээр хянагддаг х 1 (t)нийлбэрийн зангилаа руу тэжээгддэг. Үүний улмаас ACU нь нөлөөллийг нөхдөг хөрвүүлэгчийн хяналтын дохионд бүрэлдэхүүн хэсгийг нэвтрүүлдэг е 1 (t)технологийн процесс дээр болон хяналтын алдааны хэмжээг бууруулдаг. Алдаанд үзүүлэх бусад цочроох нөлөөллийн нөлөөг үндсэн хаалттай системээр арилгадаг.

Үзсэн жишээнүүд нь "автоматжуулсан цахилгаан хөтөч" гэсэн ойлголтыг тодорхойлох боломжийг бидэнд олгодог.

Автоматжуулсан цахилгаан хөтөч нь нэгдүгээрт, цахилгаан энергийг механик энерги болгон хувиргах ажлыг гүйцэтгэдэг цахилгаан механик систем юм. Энэ эрчим хүчээр технологийн машины ажлын хэсгүүд хөдөлгөөнд ордог. Хоёрдугаарт, TM-ийн шаардлагатай тогтвортой төлөв ба түр зуурын горимыг хангахын тулд эрчим хүч хувиргах үйл явцыг хянадаг.

Лекц 2

1.3. AEP хяналтын системийн ангилал

AED хяналтын системийн ангиллыг олон шалгуурын дагуу хийж болно: хөдөлгүүрийн гүйдлийн төрлөөс хамааран системийг ээлжлэн болон шууд гүйдэлд хуваана. Мэдээлэл, хяналтын дохионы төрлөөр - тасралтгүй ба салангид системүүд. Хяналтын процессыг тодорхойлсон тэгшитгэлийн шинж чанараас хамааран шугаман болон шугаман бус системд хуваагдана. Ихэнхдээ тэдгээр нь хөрвүүлэгч эсвэл үндсэн тоног төхөөрөмжийн төрлөөр хуваагддаг: систем - DC генератор - хөдөлгүүр (G-D); систем - тиристор хувиргагч - мотор (TP-D); систем - тиристор давтамж хувиргагч - мотор (TPCh-D) гэх мэт.

Гэсэн хэдий ч AED хяналтын системийг технологийн процесст гүйцэтгэдэг функцээр нь ангилах нь хамгийн өргөн тархсан болсон. Ийм таван функц байдаг.

1. Эхлэх, тоормослох, ухрах үйл явцыг хянах системүүд.Тэдгээрийн дотроос эргээд гурван бүлгийн системийг ялгаж салгаж болно.

Эхний бүлгийн системүүд нээлттэй байна. Тэдгээрийг хэрэм тортой ротортой асинхрон мотортой цахилгаан хөтөчд ашигладаг. Хөрвүүлэгч нь моторыг сүлжээнд шууд холбодог цахилгаан шилжүүлэгч төхөөрөмжөөс (SPU) бүрдэнэ. Бүх хяналтын төхөөрөмж - релений үйлдэл (холбоо барих эсвэл холбоогүй).

Хоёр дахь бүлгийн хяналтын системүүд нь мөн нээлттэй давталттай байдаг. Тэдгээрийг тогтмол гүйдлийн мотор, фазын ротор бүхий асинхрон мотор бүхий цахилгаан хөтчүүдэд ашигладаг бөгөөд тэдгээр нь моторын цахилгаан хэлхээн дэх резистор эсвэл бусад элементүүдийг шаталсан шилжих боломжийг олгодог STC-ийн илүү төвөгтэй бүтэцтэй байдаг. Эдгээр нь хөдөлгүүрийн гүйдэл ба эргэлтийг хязгаарладаг автомат эхлэх, зогсоох хяналтыг өгдөг. SPU-г гар аргаар удирдснаар хурдыг бага зэрэг хянах боломжтой.

Гурав дахь бүлгийн системүүд нь эхлэх, тоормослох, ухрах зэрэг оновчтой үйл явцыг хэрэгжүүлэхэд зориулагдсан. Энэ тохиолдолд оновчтой гэж хамгийн бага хугацаанд тохиолддог түр зуурын процесс гэж ойлгодог. Үүнийг эхлүүлэх, тоормослох явцад хөдөлгүүрийн эргэлтийн утгыг зөвшөөрөгдсөн түвшинд байлгах замаар баталгаажуулдаг.

Ийм системийг тогтворжуулах хугацаа богино эсвэл бүрэн байхгүй үед завсарлагатай цахилгаан хөтөчид ашигладаг. Тиймээс хяналтын алдаа гарч ирэх нь технологийн алдагдалд хүргэхгүй бөгөөд систем нь GOS байхгүй байж магадгүй юм.

Ийм систем дэх хаалттай хяналтын гогцоо нь моторын эргүүлэх момент (гүйдэл) дээр сөрөг санал хүсэлтээр үүсдэг. Зураг 1.4-т үүнийг BOS хэлбэрээр үзүүлэв. Энэ тохиолдолд моторын эргэлт нь хяналттай хувьсагч болдог. Иймд ACU нь асаах, тоормослох явцад эргүүлэх хүчийг шаардлагатай түвшинд байлгах эсвэл шаардлагатай хуулийн дагуу цаг хугацааны хувьд өөрчлөгдөх байдлаар P хяналтын дохиог үүсгэдэг.

2. Хяналттай хувьсагчийн тогтоосон утгыг тогтмол байлгах системүүд (тогтворжуулах систем).Тохируулах утгууд нь TM-ийн ажлын хэсэг ба моторын босоо амны хөдөлгөөнийг тодорхойлдог утгууд - хурд, хурдатгал, эргэлт, хүч гэх мэт.

Тогтворжуулах системүүд нь хаалттай зарчмаар бүтээгдсэн бөгөөд 1.4-р зурагт үзүүлсэн функциональ диаграммтай байж болно. Ийм системд жолооны дохио q(t)=const.Тиймээс хяналттай хувьсагчийг багасгах y(t), цочроох нөлөө гарч ирснээс үүдэлтэй е 1 (t), ACU оролт дээрх хяналтын алдааны дохиог нэмэгдүүлэхэд хүргэнэ. Автомат удирдлагын төхөөрөмж нь түүнд хамаарах хяналтын хуулиас (зохицуулагчийн төрөл) хамааран хөрвүүлэгчийн хяналтын дохиог үүсгэдэг. Пропорциональ хяналтын хуулийн хувьд нэгдмэл байдлаас илүү олзтой пропорциональ (өсгөх) холбоосыг зохицуулагч (P - зохицуулагч) болгон ашигладаг. Тиймээс дохио нэмэгдэх тусам P - хянагчийн оролтын алдаа нэмэгдэж, хөрвүүлэгчийн хяналтын дохио нэмэгдэх болно. Үүний үр дүнд EE болон ME-ийн хэмжээ нэмэгдэх бөгөөд энэ нь нэмэгдэхэд хүргэнэ y(t)хяналтын алдааг багасгах. Гэсэн хэдий ч үүнийг бүрэн нөхөх боломжгүй, учир нь энэ тохиолдолд P-зохицуулагчийн оролт, гаралтын дохио нь тэгтэй тэнцүү байх тул EE хөдөлгүүрт нийлүүлэгдэхгүй бөгөөд технологийн процесс зогсох болно.

Хяналтын алдаа тэг болж буурахгүй, зөвхөн зөвшөөрөгдөх хэмжээнд хүртэл буурдаг тогтворжуулалтын системийг статик гэж нэрлэдэг.

Пропорциональ - интеграл хяналтын хуулиар зохицуулагч нь пропорциональ ба интеграл (P-I - зохицуулагч) зэрэгцээ холбогдсон хоёр холбоосоос бүрдэнэ. Алдааны дохио нь хоёр холбоосын оролт дээр нэгэн зэрэг ирдэг. Зохицуулагчийн пропорциональ хэсэг нь өмнөх тохиолдлын адил алдааны дохиог нэмэгдүүлэх болно. Хянагчийн салшгүй хэсэг нь алдааны дохиог нэгтгэх болно, i.e. хянагчийн оролтод алдааны дохио байх үед түүний гаралт нэмэгдэх болно. Удирдлагын гаралтын дохио (хөрвүүлэгчийн хяналтын дохио) нь пропорциональ ба салшгүй хэсгүүдийн гаралтын дохионы нийлбэр тул хянагчийн оролтод алдааны дохио байгаа тохиолдолд түүний гаралтын дохио нэмэгдэнэ. Үүний үр дүнд систем дэх EE болон ME-ийн хэмжээ нэмэгдэж, хяналтын алдаа багасна. Хянагчийн оролтын алдааны дохио 0-тэй тэнцэх үед хянагчийн салшгүй хэсэг нь түүний оролт дээр дохио алга болсны дараа нийт утгыг санаж байдаг тул хянагчийн гаралтын дохио тэгээс их байх болно. гаралтын дохио. Хөдөлгүүрт EE нийлүүлж, технологийн процесс үргэлжилнэ.

Хяналтын алдаа тэг болж буурсан тогтворжуулах системийг астатик гэж нэрлэдэг.

Пропорциональ - интеграл - дифференциал хяналтын хуультай зэрэгцээ P, I. - холбоосууд нь ялгах холбоосыг агуулдаг (P - I - D - зохицуулагч).

Дифференциал хэсгийн гаралтын дохио нь хяналтын алдааны дохионы өөрчлөлтийн хурдтай шууд пропорциональ байна. Зохицуулагчийн P, I хэсгүүдийн дохиог нэгтгэн дүгнэвэл энэ нь хөрвүүлэгчийн хяналтын дохио болон моторт нийлүүлсэн EE-ийн хэмжээг нэмэгдүүлнэ. Энэ нь динамик хяналтын алдааг багасгахад тусалдаг, i.e. систем дэх түр зуурын үеийн хяналттай хувьсагчийн хүссэн ба бодит утгын хоорондох зөрүү.

Тогтворжуулах системийг аливаа процессын параметрийг нарийн хадгалах шаардлагатай тохиолдолд, мөн хөдөлгүүрийн хурдыг өргөн хүрээнд зохицуулахад ашигладаг.

Эхлэх, тоормослох үйл явцыг бий болгохын тулд тогтворжуулах систем нь моторын моментийн талаархи дотоод санал хүсэлттэй байж болно (Зураг 1.4-т BOS).

Үндсэн түгшүүрийн нөлөөнд зориулсан нээлттэй хяналтын суваг нь статик систем дэх хяналтын алдааг бууруулдаг.

3. Хяналтын систем.Тогтворжуулах системүүдийн нэгэн адил тэдгээр нь хаалттай зарчим дээр суурилдаг. Гэсэн хэдий ч жолооны дохио q(t)тэдгээр нь санамсаргүй хууль болон хяналттай хувьсагчийн бодит утгын дагуу өөрчлөгддөг y(t)энэ хуулийг давтах (хөшөөх) ёстой.

Эдгээр нь оролтын босоо амыг дурын өнцгөөр эргүүлэх үед гаралтын босоо ам нь оролтыг "дагаж" ижил өнцгөөр эргэдэг байх шаардлагатай технологийн машинд ашиглагддаг.

Босоо амны байрлал таарч байх үед q(t) = y(t)хяналтын алдаа нь тэг байна. Оролтын босоо амны байрлалыг өөрчлөх үед q(t) ≠ y(t). ACU оролт дээр алдааны дохио гарч ирэх бөгөөд хөрвүүлэгч нь EE-г моторт нийлүүлэх ба гаралтын босоо ам нь оролтын байрлалыг авах хүртэл эргэлдэнэ.

4. Хөтөлбөрийн хяналтын системүүд.Тэдгээрийг хэд хэдэн цахилгаан хөтөч бүхий технологийн машинд ашигладаг. Эдгээр хөтчүүдийг нээлттэй ба хаалттай хэлхээний тохиргоонд хийж болно. Тэдний хувьд нийтлэг зүйл бол урьдчилан тодорхойлсон хөтөлбөрийн дагуу цахилгаан хөтөч бүрийн зохицуулалттай утгын тогтоосон утгыг өөрчилдөг төхөөрөмж юм. Үүний зэрэгцээ бие даасан ажлын хэсгүүдийн мотор автоматаар асч, заасан хурдаар эсвэл урвуу ажиллаж, технологийн машины хөдөлж буй ажлын хэсгүүд бие биедээ саад болохгүй.

5. Дасан зохицох системүүд.Эдгээрийг хаалттай зарчмын дагуу бүтээгдсэн систем нь урьдчилан таамаглаагүй өөрчлөлтийн үр дүнд саад учруулж буй нөлөөллийн улмаас үүргээ гүйцэтгэж чадахгүй, тухайлбал хяналттай хувьсагчийг тогтворжуулах зэрэгт ашиглагддаг.

Хаалттай системийн дасан зохицох (тохируулах) байдлыг хангахын тулд түүний бүрэлдэхүүнд нэмэлт хэлхээг нэвтрүүлсэн бөгөөд үүний үндэс нь тооцоолох төхөөрөмж юм. Энэ нь хэмжээг хянадаг q(t), y(t), сэтгэл түгшээх нөлөө е би (t), тогтворжуулах системийн үйл ажиллагаанд дүн шинжилгээ хийж, дасан зохицоход шаардлагатай ACU-ийн параметрүүд эсвэл бүтцийн өөрчлөлтийг тодорхойлдог.

Лекц 3

2.1. Эсэргүүцлийн момент ба хүч, инерцийн момент ба инерцийн массын бууралт

Цахилгаан хөтөчийн механик хэсэгт хөдөлгүүрийн эргэлтийн хэсэг, механик дамжуулагч төхөөрөмж, технологийн машины ажлын хэсэг орно.

Хөдөлгүүрийн эргэдэг хэсэг (арматур эсвэл ротор) нь механик энергийн эх үүсвэр болдог.

MPU-ийн тусламжтайгаар хөдөлгүүрийн эргэлтийн хөдөлгөөнийг ТМ-ийн ажлын хэсгийн хөрвүүлэх хөдөлгөөнд хувиргах эсвэл MPU-ийн оролт, гаралтын босоо амны эргэлтийн хурд, эргэлтийн хурдыг өөрчлөх замаар хөдөлгүүрийн эргэлтийн хөдөлгөөнийг хувиргадаг. хөдөлгүүр ба ажлын хэсэг нь хоорондоо уялдаа холбоотой байдаг. MPU-ийн хувьд цилиндр ба өт араа, гаригийн араа, шураг-самар, бүлүүр, тавиур, бүс, гинжин араа зэргийг ашиглаж болно.

TM-ийн ажлын хэсэг нь механик энергийн хэрэглэгч бөгөөд үүнийг ашигтай ажилд хувиргадаг. Ажлын хэсгүүдэд токарь эсвэл өрөмдлөгийн машины тэнхлэг, конвейерийн хөдөлгөөнт хэсэг, экскаваторын хувин, лифтний кабин, хөлөг онгоцны сэнс гэх мэт орно.

EP-ийн механик хэсгийн элементүүд нь хоорондоо холбогдож, кинематик гинжийг бүрдүүлдэг бөгөөд элемент бүр өөрийн хөдөлгөөний хурдтай, инерцийн момент эсвэл инерцийн массаар тодорхойлогддог. үүн дээр ажиллаж буй хүчнүүд. Аливаа элементийн механик хөдөлгөөнийг Ньютоны хоёрдугаар хуулиар тодорхойлно. Тогтмол тэнхлэгийг тойрон эргэдэг элементийн хувьд хөдөлгөөний тэгшитгэл нь:

Хаана
элемент дээр ажиллаж буй моментуудын вектор нийлбэр;

Жэлементийн инерцийн момент;

нь эргэлтийн элементийн өнцгийн хурдатгал юм.

Орчуулах хөдөлгөөнт элементийн хувьд хөдөлгөөний тэгшитгэл нь дараах хэлбэртэй байна.

,

Хаана
тухайн элементэд үйлчлэх хүчний векторын нийлбэр;

мэлементийн инерцийн масс;

– хөрвүүлэх хөдөлгөөнт элементийн шугаман хурдатгал.

Эдгээр тэгшитгэлийг ашиглан аливаа элементийн бусад кинематик гинжин хэлхээний харилцан үйлчлэлийг харгалзан үзэж болно. Момент ба хүч, мөн инерцийн момент ба инерцийн массыг авчрах замаар үүнийг хийхэд тохиромжтой. Энэхүү үйл ажиллагааны (багасгах) үр дүнд бодит кинематик схемийг тооцоолсон, энергийн эквивалент схемээр сольсон бөгөөд түүний үндэс нь хөдөлгөөнийг авч үзэж буй элемент юм. Дүрмээр бол энэ элемент нь моторын босоо ам юм M. Энэ нь цахилгаан хөтөчийн хөдөлгөөний мөн чанар, түүний ажиллагааны горимыг хамгийн бүрэн дүүрэн судлах боломжийг олгодог. Кинематик схемийн параметрүүдийг мэдэхийн тулд технологийн машины ажлын хэсгийн хөдөлгөөний төрлийг тодорхойлох боломжтой.

Эргэлтийн нэг тэнхлэгээс нөгөө тэнхлэгт эсэргүүцлийн моментыг багасгах нь систем дэх хүчний тэнцвэрт байдалд суурилдаг.

Технологийн ажиллагааны явцад ажлын бие нь тэнхлэгээ хурдтайгаар эргэдэг ω ммөн эсэргүүцлийн мөчийг бий болгох М см, эрчим хүч зарцуулдаг Р м =М см ω м. MPU дахь эрчим хүчний алдагдлыг утгыг хуваах замаар тооцдог Р мүр ашгийн талаар халдаах η П. Энэ хүчийг хурдтай эргэдэг хөдөлгүүрээр хангадаг ω ба хөгжлийн мөч М хамт, хөдөлгүүрийн босоо амны эргэлтийн тэнхлэгт буурсан эсэргүүцлийн моменттэй тэнцүү М см. Эрх мэдлийн тэгш байдалд үндэслэн бид дараахь зүйлийг авна.

.

Дараа нь эсэргүүцлийн бууруулсан моментийг тодорхойлох илэрхийлэл М хамтхарагдаж байна:

,

Хаана
- MPU-ийн арааны харьцаа.

Эсэргүүцлийн хүчийг авчрах нь ижил төстэй байдлаар хийгддэг. Ажлын биеийн TM-ийн хөрвүүлэх хурд нь тэнцүү бол υ ммөн технологийн ажиллагааны явцад эсэргүүцэх хүч үүсдэг Ф см, дараа нь үр ашгийг харгалзан үзнэ MPU чадлын тэнцвэрийн тэгшитгэл нь дараах байдалтай байна.

.

Эсэргүүцлийн момент буурсан М хамттэнцүү байх болно:

,

Хаана
нь MPU-ийн бууралтын радиус юм.

Кинематик схемийн эргэлтийн элемент бүр нь инерцийн моментоор тодорхойлогддог Ж і . Инерцийн моментуудыг нэг тэнхлэгт эргүүлэх нь нэг тэнхлэгт хамаарах хөтчийн хөдөлж буй хэсгүүдийн нийт кинетик энерги өөрчлөгдөхгүй байх явдал дээр суурилдаг. Инерцийн момент бүхий эргэдэг хэсгүүд байгаа тохиолдолд Ж г , Ж 1 , Ж 2 , …Ж nба өнцгийн хурд ω, ω 1 , ω 2 , … ω nтэдгээрийн динамик үйлдлийг инерцийн момент бүхий нэг элементийн үйлчлэлээр солих боломжтой Жба хурдтайгаар эргэлддэг ω .

Энэ тохиолдолд бид кинетик энергийн тэнцвэрийн тэгшитгэлийг бичиж болно.

.

Хөдөлгүүрийн тэнхлэгт буурсан нийт инерцийн момент нь дараахь хэмжээтэй тэнцүү байна.

,

Хаана Ж г- роторын (арматур) инерцийн момент M;

Ж 1 , Ж 2 , …Ж nкинематик схемийн үлдсэн элементүүдийн инерцийн моментууд юм.

Инерцийн массыг авчрах м, орчуулгын дагуу шилжих нь кинетик энергийн тэгш байдлын үндсэн дээр хийгддэг.

,

Тиймээс хөдөлгүүрийн тэнхлэгт буурсан инерцийн момент нь дараахтай тэнцүү байна.

.

Бууруулах үйл ажиллагааны үр дүнд бодит кинематик схемийг тооцоолсон, энергийн тэнцүү схемээр сольсон. Энэ нь тогтмол тэнхлэг дээр эргэлддэг бие юм. Энэ тэнхлэг нь хөдөлгүүрийн голын эргэлтийн тэнхлэг юм. Энэ нь хөдөлгүүрийн эргэлтийн момент M ба эсэргүүцлийн моментоор ажилладаг М хамт. Бие нь хөдөлгүүрийн хурдаар эргэлддэг ω ба инерцийн момент буурсан байна Ж.

Цахилгаан хөтөчийн онолын хувьд ийм дизайны схемийг нэг масстай механик систем гэж нэрлэдэг. Энэ нь туйлын хатуу элементүүдтэй, цоорхойгүй AED-ийн механик хэсэгт тохирно.

Орчин үеийн цахилгаан хөтөч нь цахилгаан механик энерги хувиргагч (мотор), цахилгаан хувиргагч ба хяналтын төхөөрөмжийн бүтцийн нэгдэл юм. Энэ нь технологийн суурилуулалтын алгоритмын дагуу цахилгаан энергийг механик энерги болгон хувиргах боломжийг олгодог. Аж үйлдвэр, тээвэр, өдөр тутмын амьдралд цахилгаан хөтөчийн цар хүрээ байнга өргөжиж байна. Одоогоор дэлхий дээр үйлдвэрлэж буй нийт цахилгаан эрчим хүчний 60 гаруй хувийг цахилгаан мотор хэрэглэж байна. Тиймээс эрчим хүч хэмнэх технологийн үр нөлөө нь цахилгаан хөтөчийн үр ашгаас ихээхэн хамаардаг. Өндөр хүчин чадалтай, авсаархан, хэмнэлттэй жолоодлогын системийг хөгжүүлэх нь орчин үеийн технологийн хөгжлийн тэргүүлэх чиглэл юм. Өнгөрсөн зууны сүүлийн 10 жил нь цахилгаан электроникийн томоохон дэвшлүүдээр тэмдэглэгдсэн байв - тусгаарлагдсан хаалганы биполяр транзистор (IGBT), тэдгээрт суурилсан цахилгаан модулиуд (тавиур ба бүхэл бүтэн инвертер), түүнчлэн цахилгаан ухаалаг модулиуд (IPM) үйлдвэрлэлийн үйлдвэрлэл. Микропроцессорын хяналтын системд шууд холбогдохын тулд суурилуулсан түлхүүр хамгаалалт, интерфейсийг эзэмшсэн. Микропроцессорын технологийн интеграцчлалын түвшин нэмэгдэж, микропроцессороос тусгай захын төхөөрөмж бүхий микроконтроллер руу шилжсэн нь аналог хөтчийн удирдлагын системийг системээр бөөнөөр нь солих чиг хандлагыг бий болгов. шууд дижитал хяналт.Шууд дижитал удирдлага гэдэг нь цахилгаан хувиргагч (хэрэв байгаа бол инвертер ба удирдлагатай Шулуутгагч) тус бүрээр микроконтроллероос шууд удирдаж байхаас гадна микроконтроллерт янз бүрийн санал хүсэлтийн дохиог шууд оруулах боломжийг (дохионы төрлөөс үл хамааран) гэсэн үг юм. дискрет, аналог эсвэл импульс) дараа нь микроконтроллер доторх техник хангамж, програм хангамжийн боловсруулалт. Тиймээс шууд дижитал хяналтын систем нь олон тооны нэмэлт интерфэйсийн самбараас татгалзаж, нэг самбарт хөтөчийн хяналтын хянагчуудыг бий болгоход чиглэгддэг. Хязгаарт, суурилуулсан хяналтын систем нь нэг чип хэлбэрээр бүтээгдсэн бөгөөд цахилгаан хувиргагч ба гүйцэтгэх хөдөлгүүртэй хамт бүтцийн хувьд нэг бүхэлдээ - мехатроник хөдөлгөөний модуль болгон нэгтгэгддэг.

Цахилгаан хөтөчийн ерөнхий бүтцийг авч үзье (Зураг 6.25). Үүний дотор харилцан үйлчилдэг хоёр сувгийг ялгах боломжтой - эрчим хүчийг цахилгаанаас механик руу шилжүүлэх, хувиргах хүч, мэдээлэл.

Цахилгаан хөтөчд тавигдах шаардлагаас хамааран янз бүрийн цахилгаан машинуудыг цахилгаан механик хөрвүүлэгч болгон ашигладаг: асинхрон ба синхрон ээлжит гүйдэл, коллектор ба сойзгүй шууд гүйдэл, шатлалт, хавхлага-реактив, хавхлага-индуктор гэх мэт.

Мэдээллийн суваг нь эрчим хүчний урсгалыг хянах, түүнчлэн системийн төлөв байдал, үйл ажиллагааны талаархи мэдээллийг цуглуулах, боловсруулах, түүний эвдрэлийг оношлоход зориулагдсан. Мэдээллийн суваг нь эрчим хүчний сувгийн бүх элементүүд, түүнчлэн оператор, бусад цахилгаан хөтөч систем, дээд түвшний хяналтын системтэй харьцах боломжтой.

Цагаан будаа. 6.25. Цахилгаан хөтөчийн ерөнхий бүтэц

Удаан хугацааны туршид хувьсах хурдны хөтчүүдийг их хэмжээгээр ашиглах нь хоёр хүчин зүйлээр хязгаарлагдаж байв.

цахилгаан хагас дамжуулагч төхөөрөмжийн гүйдэл, хүчдэл, шилжих давтамжийн харьцангуй бага зөвшөөрөгдөх утгууд;

аналог хэлбэрээр эсвэл жижиг, дунд зэргийн интеграцийн дижитал микро схем дээр хэрэгжүүлсэн хяналтын алгоритмын нарийн төвөгтэй байдлыг хязгаарлах.

Өндөр гүйдэл ба хүчдэлд зориулсан тиристоруудын дүр төрх нь тогтмол гүйдлийн цахилгаан хөтөчийн статик хөрвүүлэгчийн асуудлыг шийдсэн. Гэсэн хэдий ч цахилгаан хэлхээний дагуу тиристорыг албадан хаах хэрэгцээ нь давтамжийн удирдлагатай хувьсах гүйдлийн цахилгаан хөтөчийн бие даасан инвертерийг бий болгоход ихээхэн хүндрэл учруулж байна. Гадаадын уран зохиолд MOSFET (метал исэл - хагас дамжуулагч талбарын эффект транзистор) болон тусгаарлагдсан биполяр транзистор IGBT (тусгаарлагдсан хаалга хоёр туйлт транзистор) гэж тодорхойлсон хүчирхэг бүрэн удирдлагатай хээрийн эффект транзисторууд гарч ирснээр хөрвүүлэгч технологийн хурдацтай хөгжилд хүргэсэн. давтамж хувиргагчтай асинхрон цахилгаан хөтчийн хүрээг байнга өргөжүүлэх. Давтамжийн удирдлагатай цахилгаан хөтөчийг бөөнөөр нь нэвтрүүлэх боломжийг бий болгосон өөр нэг хүчин зүйл бол хангалттай тооцоолох хүчин чадалтай нэг чиптэй микроконтроллеруудыг бий болгох явдал байв.

Дэлхийд тэргүүлэгч жолоодлогын систем үйлдвэрлэгчдийн бүтээгдэхүүн, энэ чиглэлээр хэвлэгдсэн шинжлэх ухааны судалгааны материалд хийсэн дүн шинжилгээ нь цахилгаан хөтөчийг хөгжүүлэх дараах тод хандлагыг тэмдэглэх боломжийг бидэнд олгодог.

Тогтмол гүйдлийн мотор бүхий хөтчийн системийн эзлэх хувь тогтмол буурч, эзлэх хувь хөтөч системүүдхөдөлгүүрүүдтэй Хувьсах гүйдлийн. Энэ нь механик хэлхээний найдвартай байдал бага, хувьсах гүйдлийн хөдөлгүүртэй харьцуулахад тогтмол гүйдлийн цахилгаан моторын өртөг өндөртэй холбоотой юм. Мэргэжилтнүүдийн үзэж байгаагаар ирэх зууны эхээр тогтмол гүйдлийн хөтчийн эзлэх хувь нийт хөтчийн 10% хүртэл буурах болно.

Одоогоор зонхилох хэрэглээ байна хэрэм тортой асинхрон мотортой хөтчүүд. Эдгээр хөтчүүдийн ихэнх нь (ойролцоогоор 80%) зохицуулалтгүй байдаг. Статик давтамж хувиргагчийн өртөг эрс буурсантай холбоотойгоор хувь давтамжийн удирдлагатай асинхрон цахилгаан хөтчүүдхурдацтай нэмэгддэг.

DC коллекторын хөтчүүдийн байгалийн хувилбар бол хөтчүүд юм хавхлага, өөрөөр хэлбэл цахимаар солигддог хөдөлгүүрүүд. гүйцэтгэх засаглалын хувьд DC сойзгүй машинБайнгын соронзноос өдөөх эсвэл цахилгаан соронзон өдөөлттэй (өндөр чадлын хувьд) синхрон моторууд (BMPT) зонхилон ашиглагддаг. Энэ төрлийн хөтөч нь машин механизмын үйлдвэрлэл, робот техникийн хувьд хамгийн ирээдүйтэй боловч хамгийн үнэтэй нь юм. Синхрон дурамжхан моторыг идэвхжүүлэгч болгон ашиглах замаар зарим зардлыг бууруулж болно.

Ихэнх шинжээчдийн таамаглаж байгаагаар дараагийн зууны хөтөч нь дээр суурилсан хөтөч байх болно унтраалгатай дурамжхан мотор(Харах). Энэ төрлийн хөдөлгүүрийг үйлдвэрлэхэд хялбар, үйлдвэрлэх боломжтой, хямд байдаг. Тэд ямар ч ороомог, соронзгүй идэвхгүй ферросоронзон ротортой. Үүний зэрэгцээ хөтөчийн өндөр хэрэглээний шинж чанарыг орчин үеийн цахилгаан хэрэгсэлтэй хослуулан хүчирхэг микропроцессорын хяналтын системийг ашиглан л хангах боломжтой. Дэлхийн олон хөгжүүлэгчдийн хүчин чармайлт энэ талбарт төвлөрч байна. Ердийн хэрэглээний хувьд өөрөө өдөөгчтэй ороомог мотор, харин зүтгүүрийн хөтчүүдийн хувьд статор талаас бие даасан өдөөлт бүхий ороомог мотор нь ирээдүйтэй байдаг. Сүүлчийн тохиолдолд ердийн тогтмол гүйдлийн хөтөчтэй ижил төстэй хоёр бүсийн хурдыг хянах боломжтой.

6.2.1. Асинхрон цахилгаан хөтчүүд
скаляр удирдлагатай

Скаляр хяналтын аргууд нь шаардлагатай статик шинж чанарт хүрэхийг баталгаажуулж, "чимээгүй" ачаалалтай цахилгаан хөтөчүүдэд ашигласан. Эдгээр системийн оролтын үед, дүрмээр бол эрчим хүчний генераторуудыг асаасан бөгөөд энэ нь оролтын дохионы өсөлт (бууралт) хурдыг систем дэх үйл явцыг тогтвортой гэж үзэх боломжтой хэмжээнд хүртэл хязгаарласан, өөрөөр хэлбэл тэгшитгэлд нэр томъёог орхигдуулж болно , зэрэг.

Зураг дээр. 6.26-д соронзон хэлхээний ханалтыг харгалздаггүй шугаман загварт зориулсан бүх дөрвөн хяналтын хуулинд хамаарах асинхрон хэрэм тортой моторын механик шинж чанарыг харуулав. Жагсаалтад орсон хяналтын хуулиудыг өргөнөөр ашиглаж, хяналтын хурдыг шаарддаггүй, ачааллын моментийн гэнэтийн өөрчлөлт байхгүй цахилгаан хөтөчүүдэд өөрсдийгөө сайн нотолсон гэдгийг давтан хэлэх хэрэгтэй.

Цагаан будаа. 6.26. AKZ-ийн механик шинж чанарууд
янз бүрийн хяналтын хуулиудын дагуу

Эдгээр хуулиудын хамгийн энгийн нь эхнийх нь: Энэ хуулийг синусоид PWM бүхий инвертер ашиглах үед олон тооны компаниуд үйлдвэрлэдэг, зах зээлд санал болгож буй бараг бүх хагас дамжуулагч хувиргагчид хэрэгжүүлдэг. Энэ хуулийн тав тухтай байдал нь цахилгаан хөтөч нь сөрөг хурдтай эргэх холбоогүйгээр ажиллах боломжтой бөгөөд хурдны хяналтын хязгаарлагдмал хүрээнд механик шинж чанарын байгалийн хатуулагтай байдагт оршино.

Скаляр удирдлагатай цахилгаан хөтчүүдэд давтамж ба хүчдэлийн хоорондох бусад хамаарлыг мөн хурдыг зохицуулах эсвэл тогтворжуулахад ашигладаг. Энэ харьцааны сонголт нь ачааллын моментоос хамаардаг бөгөөд хэт ачааллын хүчин чадлыг хадгалах нөхцлөөс хамаарна.

хаана М max нь богино залгааны хамгийн их эргэлт, Μ H -машины босоо амны ачааллын момент.

Таамаглалын дагуу (6.15) шаардлагыг хангасан хүчдэл ба давтамжийн өөрчлөлтийн хууль rs= 0, суулгасан
М.П. Костенко. Энэ хууль ийм хэлбэртэй

хаана У НОМ,f NOM,Μ НОМ -машины паспортын өгөгдөлд өгөгдсөн нэрлэсэн утгууд.

Хэрэв эргэлтийн моментийн өөрчлөлтийн хуулийг урьдчилан мэдэж байгаа бол инвертерийн гаралтын хүчдэл ба давтамжийн шаардлагатай харьцааг тодорхойлж болно. Машины босоо амны ачааллын гурван сонгодог төрлийг авч үзье.

М Х= const, ; P H = M H wm = const, ; . (6.16)

Зах зээл дээрх хөрвүүлэгчид ихэвчлэн бүх гурван хуульд нийцүүлэн дахин тохируулагдахаар бүтээгдсэн байдаг. Үзсэн хуулиудыг хэрэгжүүлдэг цахилгаан хөтөчийн хэлхээг зурагт үзүүлэв. 6.27. Функционал хөрвүүлэгч (FC) нь ачааллын шинж чанараар тодорхойлогддог (6.16) хамаарлын аль нэгийг хэрэгжүүлдэг. Хагас дамжуулагч хувиргагч (SC) нь бие даасан инвертер ба түүний удирдлагын систем, эрчимжүүлэгч (SI) нь аль хэдийн дурьдсанчлан аажмаар нэмэгдэж буй оролтын дохиог бүрдүүлдэг. Энэ тохиолдолд хөтчийн хурдыг нэмэгдүүлэх нь шууд асаах үед ажиглагддаг эргэлт ба гүйдлийн хүчтэй хэлбэлзэл дагалддаггүй.

Цагаан будаа. 6.27. Нээлттэй асинхрон функциональ диаграмм

Илүү төвөгтэй ачааллын хувьд скаляр зохицуулалтын бусад хуулиудыг ашигладаг бөгөөд үүнийг санал хүсэлтийг ашиглан хэрэгжүүлдэг. Эдгээр хуулиудыг асинхрон машины тогтвортой байдалд хийсэн дүн шинжилгээнд үндэслэн дээр авч үзсэн болно.

Автономит гүйдлийн инвертертэй цахилгаан хөтчийг барихад ашигладаг өөр нэг скаляр хяналтын хуулийг авч үзье - энэ бол ψ хууль юм. Р= const.

Цахилгаан хөтөч дээрх энэ хамаарлын хэрэгжилтийг функциональ диаграммд үзүүлэв (Зураг 6.28). Ийм системийг давтамж-гүйдэл гэж нэрлэдэг.

Систем дэх PP блокыг хоёр аргаар хэрэгжүүлж болно. Эхний тохиолдолд (Зураг 6.28) хяналттай Шулуутгагч, цуврал индуктив шүүлтүүр, бие даасан инвертерийг агуулдаг. Индуктив шүүлтүүр нь инвертерт одоогийн эх үүсвэрийн шинж чанарыг өгдөг гэдгийг онцлон тэмдэглэх нь зүйтэй. Ийм гүйдлийн эх үүсвэрийг параметр гэж нэрлэдэг.

Цагаан будаа. 6.28. Асинхрон функциональ диаграмм
скаляр удирдлагатай цахилгаан хөтөч

6.2.2. Асинхрон цахилгаан хөтчүүд
вектор удирдлагатай

Зураг дээр. 6.29-д вектор удирдлагатай хувьсах гүйдлийн хөтөчийн бүтцийг харуулав. Идэвхтэй соронзон цахилгаан ротортой синхрон мотор эсвэл синхрон дургүй моторыг гүйцэтгэх мотор болгон ашиглаж болно. Мөн энэ бүтцийг ашиглан хоёр туйлт тэжээл бүхий гурван фазын унтраалгатай дурамжхан мотор, түүнчлэн сойзгүй тогтмол гүйдлийн хөдөлгүүрийн горимд шаталсан моторыг удирдах боломжтой.

IGBT шилжүүлэгч эсвэл ухаалаг тэжээлийн модуль дээр суурилсан инвертерийг цахилгаан хувиргагч болгон ашигладаг. Гаралттай шууд холбогдсон инвертер түлхүүрийн драйверууд PWM генераторажиллаж байгаа микроконтроллер суурь вектор импульсийн өргөн модуляц(PWM вектор модуляци) нь тогтмол гүйдлийн холболтын хүчдэлийн хэрэглээг дээд зэргээр нэмэгдүүлж, инвертер дэх динамик алдагдлыг багасгадаг (доорх дэлгэрэнгүй).

Цагаан будаа. 6.29. Хөтөчийн бүтцийн диаграм
Хувьсах гүйдлийн векторын удирдлага

Зураг дээрх бүтэц. 6.29-д моторын роторын байрлалд импульсийн кодлогч ашиглахыг тооцно. Мэдрэгчээс ирсэн дохиог хянагч руу шууд оруулж, байрлалыг тооцоолох блокт боловсруулдаг бөгөөд үүнийг тусгай захын төхөөрөмж дээр үндэслэн хэрэгжүүлж болно. "квадрат" үйлдлийн горимтой таймер. Роторын механик байрлалын кодыг програмын дагуу машины туйлын хэлтсийн доторх роторын цахилгаан байрлалын код болгон хувиргадаг q. Хурдны тооцооллын нэгжийг хэрэгжүүлэхийн тулд микроконтроллерийн тусгай захын төхөөрөмжийг ашиглаж болох бөгөөд тэдгээрийн ажиллах зарчим нь хөдөлгүүрийн замын өгөгдсөн хэсгийг боловсруулах хугацааны интервалыг хэмжихэд суурилдаг. (хурд тооцоологч), эсвэл ерөнхий зориулалтын дагалдах хэрэгсэл гэх мэт үйл явдлын процессоруудэсвэл арга хэмжээний менежерүүд. Сүүлчийн тохиолдолд "квадрат" горимд ажилладаг таймер нь харьцуулах сувгуудын аль нэгний суурь юм. Хөдөлгүүр заасан зайг гүйцээж дуусмагц харьцуулах тасалдал үүснэ. Энэ тасалдлын үйлчилгээний горимд CPU нь өмнөх тасалдлаас хойшхи хугацааны интервалыг тодорхойлж, одоогийн хөтөчийн w хурдыг тооцоолно. "Квадрат" горимд ажилладаг таймер нь импульсийн кодлогчийн нэг эргэлтийн тэмдгийн тооноос хамааран анхны тохиргоог хийх боломжийг олгодог бөгөөд лавлагаа кодлогч ашиглан түүний төлөвийг автоматаар засах горимтой байх нь зүйтэй юм. Хурд хэмжигч нь хурд хэмжилтийн үе дэх импульсийн тоо (1-ээс 255 хүртэл) болон цаг хугацааны тохируулгатай нарийвчлалтай (хамгийн их нарийвчлал нь 50 - 100 ns, 1:128 нарийвчлалын тохируулгын мужтай) тохируулж нарийвчлалтай ажиллах ёстой. . Хэрэв микроконтроллерийн захын төхөөрөмжүүдэд тавигдах дээрх шаардлагыг хангасан бол 0.1% -иас багагүй нарийвчлалтайгаар 1: 20000-аас доошгүй хурдыг хэмжих боломжтой болно. Цахилгаан хувьсагчдыг хэмжихийн тулд микроконтроллер байх ёстой суурилуулсан ADCхамгийн багадаа 10 - 12 битийн нарийвчлалтай, хамгийн багадаа 5 - 10 мкс хөрвүүлэх хугацаатай. Дүрмээр бол найман ADC суваг нь зөвхөн фазын гүйдлийн эргэх дохиог хүлээн авахаас гадна тогтмол гүйдлийн холбоос дахь хүчдэл ба гүйдлийн эргэх холбоо, түүнчлэн гадаад тохиргооны дохиог хүлээн авахад хангалттай. Инвертер болон моторын хамгаалалтыг хэрэгжүүлэхийн тулд нэмэлт аналог дохиог ашигладаг. Хэрэв микроконтроллер нь автоматаар сканнердаж, хувиргах процессыг эхлүүлэхийг зөвшөөрвөл ADC-ийн ажиллагаа илүү бүтээмжтэй байх болно. Үүнийг ихэвчлэн тусдаа захын төхөөрөмж ашиглан хийдэг захын гүйлгээний процессор, эсвэл ашиглах ADC автомат эхлүүлэх горимүйл явдлын процессор эсвэл PWM дохио үүсгэгчээс. Дор хаяж хоёр аналог дохиог нэгэн зэрэг түүвэрлэх нь зүйтэй.

Вектор PWM модуляцын блокт хүчдэлийн вектор бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг эхлээд роторын уртааш тэнхлэгтэй холбоотой туйлын координатын системд (g, r) хувиргаж, дараа нь роторын одоогийн байрлалыг харгалзан q, ажлын салбар. , салбар доторх өнцгийг тодорхойлж, статортой холбоотой үнэмлэхүй координатын систем дэх суурь векторуудын бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг тодорхойлно. Хөдөлгүүрийн ороомог U a, U b, U c-д хэрэглэсэн хүчдэлүүд үүсдэг. Дээр дурдсан бүх координатын хувиргалтыг (Урагш ба урвуу Парк ба Кларк хувиргалт) бодит цаг хугацаанд хийх ёстой. Векторын хяналтын системийг хэрэгжүүлэхэд ашигладаг микроконтроллер байх нь зүйтэй юм суулгасан функцийн номын санкоординат хувиргах функцийг багтаасан моторын үр ашигтай удирдлагад тохируулсан. Эдгээр функц бүрийн хэрэгжилтийн хугацаа хэдхэн микросекундээс хэтрэхгүй байх ёстой.

Асинхрон моторын векторын хяналтын системийн өвөрмөц онцлог нь роторын урсгалын векторын одоогийн өнцгийн байрлалыг үнэлдэг нэмэлт тооцоолох нэгж ашиглах хэрэгцээ юм. Энэ нь хөдөлгүүрийн математик загварын дагуу эмхэтгэсэн дифференциал тэгшитгэлийн системийн бодит цагийн шийдлийн үндсэн дээр хийгддэг. Мэдээжийн хэрэг, ийм ажиллагаа нь төв процессорын нэмэлт тооцоолох нөөцийг шаарддаг.

6.2.3. Хавхлага ба контактгүй
DC машинууд

Холбоо барихгүй тогтмол гүйдлийн машин (BMPT) ба хавхлагын машинууд (VM) нь роторын байрлал мэдрэгч (RPS), координат хувиргагч (PC) болон цахилгаан хагас дамжуулагч хувиргагч (PSC) ашиглан хэрэгждэг хаалттай систем дэх синхрон мотор (Зураг 6.30) юм. ).

BMPT ба VM хоёрын ялгаа нь зөвхөн хагас дамжуулагчийн цахилгаан хувиргагчийн гаралт дээр хүчдэл үүсдэг. Эхний тохиолдолд машины ороомог дээр импульсийн хүчдэл (гүйдэл) үүсдэг. Хоёрдахь тохиолдолд SPP-ийн гаралт дээр синусоид буюу бараг синусоид хүчдэл (гүйдэл) үүсдэг.

BMPT нь битүү хүчдэл үүсгэх системд багтсанаараа гишгүүртэй машинуудаас ялгаатай гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Тэдгээрийн дотор хүчдэл нь роторын байрлалаас хамаарч үүсдэг бөгөөд энэ нь роторын байрлал нь хяналтын импульсийн тооноос хамаардаг шат дамжлагатай харьцуулахад үндсэн ялгаа юм.

Цагаан будаа. 6.30. BMPT ба VM-ийн функциональ диаграмм

Синхрон машинуудын цувралд гистерезис ба дурамжхан моторууд нь тусдаа байдаг. Эдгээр машинуудыг цахилгаан хөтөчд бараг ашигладаггүй.

Хяналттай систем дэх синхрон машинуудын бүх төрлөөс хавхлагын машинууд нь хамгийн ирээдүйтэй гэж тооцогддог.

Олон тооны хэрэглээнд, жишээлбэл, унтраалгатай, сойзгүй тогтмол гүйдлийн мотортой хөтчүүдийн хувьд шилжих интервалын үед моторын ороомог дахь өгөгдсөн тогтмол гүйдлийн түвшинг хадгалахад хангалттай. Хяналтын системийн бүтэц нь мэдэгдэхүйц хялбаршуулсан. Хэлхээний онцлог (Зураг 6.31) нь PWM генератор нь хоёр функцийг нэгэн зэрэг гүйцэтгэдэг: байрлал мэдрэгчийн дохионы дагуу моторын фазуудыг автоматаар солих, моторт өгсөн хүчдэлийг зохицуулах замаар гүйдлийг өгөгдсөн түвшинд байлгах. ороомог.

Хэрэв генератор суурилуулсан бол эхний функц автоматаар хэрэгжиж болно гаралтын хяналтын нэгжҮйл явдлын процессороос тушаалуудыг хүлээн авдаг A. Хоёрдахь функц нь уламжлалт бөгөөд гаралтын PWM дохионы үүргийн мөчлөгийг өөрчлөх замаар хэрэгждэг. Моторын роторын байрлалыг тооцоолохын тулд Hall элементийн кодлогч эсвэл илүү үнэтэй импульсийн кодлогч ашиглаж болно. Эхний тохиолдолд байрлал мэдрэгчээс ирсэн дохиог микроконтроллер руу оролтонд оруулна үйл явдлын процессор барих модулиуд.

Моторын бүхэл тоон алхам бүрийн гүйцэтгэлийг үйл явдлын процессор тодорхойлж, инвертерийн товчлууруудыг автоматаар солиход хүргэдэг. Кодероос ирмэгийг авах бүрт тохиолддог тасалдлыг зэргэлдээх хоёр шилжүүлгийн хоорондох хугацаа, цаашлаад хөтөчийн хурдыг тооцоолоход ашигладаг. Хоёрдахь тохиолдолд та хөдөлгүүрийн роторын одоогийн байрлал, түүний хурдны талаар илүү нарийвчлалтай мэдээлэл авах боломжтой бөгөөд энэ нь хурдны функцээр шилжих өнцгийг ухаалаг удирддаг хөтчүүдэд шаардлагатай байж болно. Тиймээс бүрэн хүчин чадалтай хувьсах гүйдлийн хөтөч векторын хяналтын системүүд нь хамтын ажиллагааг зөвшөөрдөг, засвар үйлчилгээ хийхэд төв процессороос хамгийн бага нөөц шаарддаг дээр дурдсан өргөн хүрээний дагалдах хэрэгслүүд бүхий өндөр хүчин чадалтай микроконтроллеруудыг шаарддаг.

Цагаан будаа. 6.31. Хяналтын системийн блок диаграмм
сойзгүй DC мотор

6.3. Эрчим хүчний хагас дамжуулагч
систем дэх хувиргагчид
автоматжуулсан цахилгаан хөтөч

Автоматжуулалтын систем дэх цахилгаан хагас дамжуулагч хувиргагч нь цахилгаан моторын эргэлтийн хурд, эргэлтийг зохицуулах үүргийг гүйцэтгэдэг. Тэдгээр нь эрчим хүчний хэрэглэгч (ихэвчлэн цахилгаан мотор) болон үндсэн тэжээлийн эх үүсвэрийн хооронд холбогддог (Зураг 6.32). Үйл ажиллагааны зарчмын дагуу цахилгаан хувиргагчийг дараахь үндсэн төрлүүдэд хуваана.

хяналттай Шулуутгагч (HC)Тогтмол давтамжийн тэжээлийн эх үүсвэрийн ээлжит, ихэвчлэн синусоид хүчдэлийг хувиргадаг (ихэвчлэн үйлдвэрлэлийн
еба = 50 Гц эсвэл еба \u003d 400 Гц) ба тогтмол үр дүнтэй утгатай (ихэвчлэн Уба = 220 В эсвэл Уба = 360 В), зохицуулалттай тогтмол гүйдлийн гаралтын хүчдэлд ( УП = var, е n = 0).

импульсийн өргөн хөрвүүлэгч (PWM)цахилгаан тэжээлийн тогтмол хүчдэлийг хувиргах
(Уболон = const, еба = 0) гаралт дээрх тогтмол зохицуулалттай тогтмол хүчдэлд ( УП = var, е n = 0).

бие даасан инвертер (AI)тогтмол гүйдлийн тэжээлийн хүчдэлийг хувиргадаг ( Уболон = const, еба = 0) тохируулж болох үр дүнтэй утга ба тохируулгатай давтамжтай гаралтын хувьсах хүчдэлд ( У n = var, е n = var).

шууд давтамж хувиргагч (NPC) тогтмол давтамжийн ээлжит, ихэвчлэн синусоид хүчдэлийг хөрвүүлэх ( еба = 400 Гц эсвэл е u = 50 Гц) тогтмол давтамжтай (ихэвчлэн 220 В) хувьсах гүйдлийн гаралтын хүчдэлд тохируулж болох rms ба тохируулгатай давтамжтай ( УП = var, еП = var).

Цагаан будаа. 6.32. Цахилгаан хувиргагчийг ашиглах үндсэн аргууд

Энд байнгын стрессүүд байгааг тэмдэглэх нь зүйтэй ( е= 0) дундаж утгуудаар тодорхойлогддог У i.sr., У n.sr болон хувьсагч ( f¹ 0) - үр дүнтэй утгууд ( Уболон, У P).

Тиймээс хэт ягаан туяа, SHIP цахилгаан хувиргагчийг тогтмол гүйдлийн хэрэглэгчдийг (хүчдэл, гүйдэл, эрчим хүч) хянахад ашиглаж болно. Түүнээс гадна, сүүлийнх нь зөвхөн цахилгаан мотор төдийгүй идэвхтэй (эсэргүүцэлтэй) ачаалалтай хэрэглэгчид байж болно (ийм цахилгаан хувиргагчийг зохицуулалттай тэжээлийн хангамжид ашигладаг). Хэрэв тэжээлийн эх үүсвэр нь хувьсах гүйдэлтэй бол HC эсвэл Шулуутгагч ба PWM-ийн хослолыг ашиглаж болно.

Хувьсах гүйдлийн хэрэглэгчдийн хувьд (ихэвчлэн хувьсах гүйдлийн машин байдаг) AI-г ашигладаг бөгөөд хувьсах гүйдлийн эх үүсвэр, NFC эсвэл хэт ягаан туяа болон AI-ийн хослол, эсвэл Шулуутгагч ба хиймэл оюун ухаанаас тэжээгддэг.

6.3.1. Хяналттай Шулуутгагч

Хяналттай Шулуутгагчийн эрчим хүчний эх үүсвэр нь хувьсах гүйдлийн сүлжээ юм. Хяналтын зарчим нь тэжээлийн хүчдэлийн эерэг хагас мөчлөгийн үед электрон түлхүүр (ихэвчлэн тиристор) нээгдэж, энэ хагас мөчлөгийн зөвхөн нэг хэсэг нь хэрэглэгчдэд хүчдэл өгдөг. Хяналттай Шулуутгагчийн гаралтын хүчдэл ба гүйдэл нь тогтмол ба хувьсах бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг агуулдаг. Цахим түлхүүрийг нээх мөчийг (үе шат) өөрчилснөөр цахилгаан хэрэглэгчийн оролтын хүчдэлийн дундаж утгыг өөрчилдөг. Хяналттай Шулуутгагч нь тогтмол гүйдлийн моторыг арматурын хэлхээгээр жолоодоход ихэвчлэн ашиглагддаг.

Хяналттай Шулуутгагчийн олон тооны янз бүрийн схемүүд байдаг. Ашиглалтын болон бүтээцийн зарчмын дагуу тэдгээрийг хоёр бүлэгт хувааж болно: хагас долгион (төвийг сахисан утастай хэлхээ), гол хүчдэлийн зөвхөн нэг хагас долгионыг ашигладаг ба хоёр хагас долгион (гүүр) хэлхээнүүд), AC сүлжээний хүчдэлийн хагас долгионыг хоёуланг нь ашигладаг.

Цэвэр идэвхтэй ачаалалтай хамгийн энгийн бүрэн долгионы тиристорын хэлхээний ажиллагааг авч үзье Р n (Зураг 6.33).

Синусоид сүлжээний хүчдэлийн эх үүсвэр рүү Уба тиристорын гүүрээр n далайцтай
VS1 – VS4. Диагональ тиристорууд VS1, VS4болон VS2, VS3онгойлгох өнцгөөр тодорхойлогдох цаг мөчид ээлжлэн хосоор онгойлгох a.

α интервалд < w т< Ачаалал дээр 180 ° хүчдэл өгдөг УП =Ааннүгэл w т.Зурагт. 6.35 ачааллын хүчдэлийн муруйг харанхуйд сүүдэрлэдэг.

Ачаалал идэвхтэй (эсэргүүцэлтэй) тул гүйдлийн муруй нь хүчдэлийн муруйг дагадаг. Тухайн үед В t = 180°-д гүйдэл тэг болж буурч, харгалзах хос диагональ тиристор хаагдана. Энэ процессыг хагас мөчлөг тутамд давтана. Тиристорууд нь нэлээд эгц урд ирмэг бүхий богино хугацааны импульсээр удирддаг бөгөөд энэ нь асаалттай үед тиристор дахь эрчим хүчний алдагдлыг бууруулж, улмаар халаалтыг бууруулдаг.

Үзэж буй фазын хяналтын аргыг фазын шилжилтийн аргуудыг ашиглан хэрэгжүүлж болох бөгөөд тэдгээрийн нэг нь жишиг хүчдэл (ихэвчлэн хөрөөний шүд) ба хяналтын дохионы тогтмол хүчдэлийг харьцуулах үндсэн дээр босоо хяналтын арга юм. Эдгээр хүчдэлийн агшин зуурын утгуудын тэгш байдал нь хэлхээ нь импульс үүсгэдэг a үе шатыг тодорхойлдог бөгөөд дараа нь олшруулж, тиристорын хяналтын электрод руу тэжээгддэг. Хяналтын импульсийн үе шатыг өөрчлөх нь хяналтын дохионы хүчдэлийн түвшинг өөрчлөх замаар хийгддэг Ужишээ нь. Функциональ хяналтын диаграммыг зурагт үзүүлэв. 6.34. GPN-ийн хөрөөний хүчдэлийн генератороор үүсгэгдсэн, SU синхрончлолын төхөөрөмжийг ашиглан сүлжээний хүчдэлтэй синхрончлогдсон жишиг хүчдэл нь оролтын хүчдэлийг (хяналтын дохио) нэгэн зэрэг хүлээн авдаг CC харьцуулах хэлхээнд тэжээгддэг. Харьцуулах хэлхээний дохио нь импульс хэлбэржүүлэгч (FI), дараа нь импульс түгээгч (RI), цахилгаан өсгөгч (U) руу, тэндээс хяналтын электрод руу хүчирхэг, эгц хэлбэрээр тэжээгддэг. -ирмэг ба фазын удирдлагатай импульс.