“Avtomatlashtirilgan elektr yuritma” fanidan ma’ruza konspekti. O'zgaruvchan chastotali asinxron elektr haydovchi - ma'ruzalar kursi Avtomatlashtirilgan elektr haydovchi ma'ruzalar kursi
P=Mō
N.I. Usenkov. Elektr
osmon haydovchisi N.I. Usenkov. Elektr
osmon haydovchisi N.I. Usenkov. Elektr
osmon haydovchisi N.I. Usenkov. Elektr
osmon haydovchisi
Kirish
1.1.Tushunchaga ta’rif “Elektrhaydash birligi"
elektr haydovchi
boshqariladigan elektromexanik hisoblanadi
tizimi. Uning maqsadi elektr energiyasini aylantirishdir
mexanik va aksincha va bu jarayonni boshqaring.
Elektr haydovchi ikkita kanalga ega - quvvat va axborot
(rasm
1.1).
tomonidan
birinchi
kanal
tashilgan
konvertatsiya qilinadigan
energiya, ikkinchi kanal orqali amalga oshiriladi
energiya oqimini boshqarish, shuningdek, haqidagi ma'lumotlarni yig'ish va qayta ishlash
tizimning holati va faoliyati, uning diagnostikasi
xatolar.
Quvvat kanali ikki qismdan iborat
elektr va
mexanik va o'z ichiga olishi kerak
bog'lovchi havola
elektromexanik konvertor.
N.I. Usenkov. Elektr
osmon haydovchisi
1.1-rasm. Elektr haydovchining umumiy tuzilishi
yuqori darajadagi avtomatlashtirilgan boshqaruv tizimiUlanish kanallari
IP
Tarmoq
EP
kanal
elektr haydovchi
EMF
deputat
Ishchi
organ
Elektr qismi
Mexanik
Elektr haydovchining quvvat kanali
N.I. Usenkov. Elektr
osmon haydovchisi
Jarayon zavodi
Tizim
elektr ta'minoti
Axborot Elektr haydovchining quvvat kanalining elektr qismida
o'z ichiga oladi elektr konvertorlar EP, uzatuvchi
elektr energiyasi IP quvvat manbaidan
elektromexanik konvertor EMF va aksincha va
elektr parametrlarini o'zgartirishni amalga oshirish
energiya.
Mexanik
qismi
elektr haydovchi
tuzilgan
dan
elektromexanik konvertorning harakatlanuvchi tanasi,
mexanik tishli MP va o'rnatishning ishchi organi, ichida
unda mexanik energiya foydali amalga oshiriladi.
elektr haydovchi
o'zaro ta'sir qiladi
bilan
tizimi
elektr ta'minoti (yoki elektr energiyasi manbai),
texnologik o'rnatish va axborot orqali
dan ortiq axborot tizimiga ega IP-konvertor
yuqori daraja.
Elektr
haydovchi birligi
ishlatilgan
ichida
iqtisodiyot.
keng
Tarqalish
elektr haydovchi
N.I. Usenkov. Elektr
shartlangan
Xususiyatlari
elektr
energiya:
osmon haydovchisi Elektr haydovchi eng ko'p energiya sarflaydiganlardan biridir
iste'molchilar va energiya konvertorlari. U iste'mol qiladi
ishlab chiqarilgan barcha elektr energiyasining 60% dan ortig'i.
Elektr
haydovchi birligi
keng
ishlatilgan
ichida
sanoat, transport va kommunal xizmatlar
iqtisodiyot.
Elektr
haydovchi birligi
bitta
dan
eng
energiya talab qiluvchi iste'molchilar va energiya konvertorlari.
Nazariya
tartibga solingan
elektr haydovchi
qabul qildi
tufayli intensiv rivojlanish
yaxshilanishlar
an'anaviy va yangi kuch yaratish nazorat ostida
yarimo'tkazgichli qurilmalar (diodlar, tranzistorlar va
tiristorlar), integral mikrosxemalar, raqamli ishlab chiqish
axborot texnologiyalari va turli xil rivojlanish
mikroprotsessorlarni boshqarish tizimlari.
Egalik
nazariya
ichida
hududlar
tartibga solingan
elektr haydovchi
bir
bitta
dan
eng muhimi
mutaxassislarni kasbiy tayyorlashning tarkibiy qismi
N.I. Usenkov. Elektr
yo'nalishi "Elektrotexnika,
energiya va texnologiya
osmon haydovchisi
1.2. Elektr haydovchining tarkibi va vazifalari
Funktsiyaelektr
konvertor
EP
tuzilgan
ichida
C tarmog'i bilan ta'minlangan elektr energiyasini konvertatsiya qilish va
kuchlanish Uc va tarmoqning joriy Ic bilan xarakterlanadi, elektr ichiga
dvigatel tomonidan talab qilinadigan va miqdorlar bilan tavsiflangan bir xil energiya
U, I.
Konvertorlar boshqarilmaydi va boshqariladi. Ular
bir tomonlama (rektifikatorlar) yoki ikki tomonlama (bilan
mavjudligi
ikki
to'plamlar
klapanlar)
o'tkazuvchanlik,
Da
Transduserning bir tomonlama o'tkazuvchanligi va teskari (dan
yuk) energiya oqimi qo'shimcha kalitdan foydalanadi
tormozlash rejimida energiyani "to'kish" uchun tranzistordagi element
elektr haydovchi.
EMI elektromexanik konvertori (motor), har doim
haydovchida mavjud bo'lgan elektrni aylantiradi
energiya (U, I) mexanik energiyaga (M,ō).
Mexanik transduser MP (uzatish): vites qutisi, juftlik
vint gayka, N.I.
bloklar,
Usenkov.crank
Elektr krank mexanizmi
muvofiqlashtirish
moment M va dvigatelning tezligi ō bilan
osmon haydovchisi 1.2-rasm. Elektr haydovchining energiya kanali
P2
P1
Tarmoq
D PC
D Pe
Biz, men
∆Pr
Pm
DPem
U, I
Mm, ō m
M, w
EMF
EP
D Pro
deputat
∆Pr
N.I. Usenkov. Elektr
osmon haydovchisi
RO miqdorlar,
tavsiflovchi
konvertatsiya qilinadigan
energiya:
kuchlanish, oqim momentlari (kuchlari) milning holatini tezlashtiradi
fazoga haydovchining koordinatalari deyiladi.
Aktuatorning asosiy vazifasi boshqarishdir
koordinatalar, ya'ni ularning majburiy yo'nalishi bo'yicha
texnologik talablarga muvofiq o'zgartirish
jarayon.
Koordinatalar ichida boshqarilishi kerak,
ruxsat berilgan
tuzilmalar
elementlar
elektr haydovchi,
Qanday
tizimning ishonchliligini ta'minlash. Bu ruxsat etilgan
chegaralar odatda koordinatalarning nominal qiymatlari bilan bog'liq;
uskunalardan optimal foydalanishni ta'minlash.
N.I. Usenkov. Elektr
osmon haydovchisi avtomatlashtirilgan
elektr haydovchi
(AEP)
Bu
elektrdan iborat elektromexanik tizim
Mexanik uzatish orqali ulangan EM mashinasi
RM ish mexanizmi bilan PU, quvvat konvertori SP,
SU boshqaruv tizimi, BSU sensor bloki,
Qayta aloqa sensori vazifasini bajaradi
asosiy
o'zgaruvchilar
davlatlar
EP
(variantlar:
ish mashinasining mil holati, burchak tezligi, moment,
vosita oqimi) va quvvat manbalarini ta'minlaydi
belgilangan elektr qurilmalarning elektr ta'minoti.
Yarimo'tkazgich
Qo'shma korxona
xizmat qilish
uchun
uyg'unlashtirish
elektr
parametrlari
manba
elektr
energiya
(Kuchlanishi,
chastotasi)
bilan
elektr
EM mashinasining parametrlari va uning parametrlarini tartibga solish
(tezlik, kuchlanish va aylanishning teskarisi
N.I. Usenkov. Elektr
osmon haydovchisi 1.3-rasm. Avtomatlashtirilgan blok diagrammasi
elektr haydovchi
Quvvatlantirish manbai
Signal
vazifalar
EM
SU
Qo'shma korxona
BDU
PU
RM
EP axborot kanali
EP ning elektr qismi
N.I. Usenkov. Elektr
osmon haydovchisi
EP ning mexanik qismi Nazorat tizimi boshqarish uchun mo'ljallangan
quvvat konvertori va, qoida tariqasida, qurilgan
chiplar yoki mikroprotsessor. Tizim kiritishda
boshqaruv
xizmat qilgan
signal
vazifalar
va
signallari
sensor blokidan salbiy teskari aloqa
qurilmalar.
Tizim
boshqaruv,
ichida
muvofiqlik
bilan
unga kiritilgan algoritm signallarni hosil qiladi
quvvat konvertorini boshqarish, nazorat qilish
elektr mashinasi.
Ko'pchilik
mukammal
elektr haydovchi
bir
avtomatlashtirilgan
elektr haydovchi
sozlanishi
elektr haydovchi
bilan
avtomatik
tartibga solish
davlat o'zgaruvchilari.
N.I. Usenkov. Elektr
osmon haydovchisi Avtomatlashtirilgan elektr haydovchi quyidagilarga bo'linadi:
Tezlik yoki moment barqarorlashtirilgan EP;
Harakatlanuvchi dasturiy ta'minot bilan boshqariladigan RaI
signalga kiritilgan dasturga muvofiq ish mexanizmi
vazifalar;
Ish mexanizmini harakatga keltiradigan Follower EA
o'zboshimchalik bilan o'zgaruvchan kirish signaliga ko'ra
Pozitsion
EP,
ishlab chiqilgan
ish mexanizmining holatini tartibga solish
N.I. Usenkov. Elektr
osmon haydovchisi
uchun N.I. Usenkov. Elektr
osmon haydovchisi DC motorlar asosidagi elektr haydovchi
joriy
ishlatilgan
ichida
har xil
tarmoqlar
sanoat:
metallurgiya,
muhandislik,
kimyo, ko'mir, yog'ochga ishlov berish va boshqalar.
Reglament
burchakli
tezlik
dvigatellar
doimiy
joriy
oladi
muhim
joy
ichida
avtomatlashtirilgan elektr haydovchi. Ilova bilan
tiristor konvertorlarining bu maqsadi
tartibga solinadigan yaratishning zamonaviy usullaridan biri
DC elektr haydovchi.
N.I. Usenkov. Elektr
osmon haydovchisi HB bilan DPT tezligini nazorat qilish uchta tomonidan amalga oshiriladi
yo'llari:
1. Dvigatelning armaturasidagi kuchlanishni sariqdagi doimiy oqim bilan o'zgartirish
qo'zg'alish;
2. Dvigatelning qo'zg'alish o'rashidagi oqimni doimiy ravishda o'zgartirish orqali
ankraj kuchlanishi;
3.Birlashtirilgan vosita armatura kuchlanishining o'zgarishi
qo'zg'atuvchi o'rash.
va joriy
Dvigatelning armatura kuchlanishi yoki maydon o'rashidagi oqim dan o'zgartiriladi
eng katta ilovasi bo'lgan boshqariladigan rektifikatorlar yordamida
bir fazali va uch fazali ko'prik rektifikatorlarini oldi.
Dvigatelni dala o'rash pallasida boshqarishda, boshqariladigan
rektifikator kamroq quvvat uchun ishlab chiqariladi va yaxshiroq og'irlik, o'lcham va xarajat ko'rsatkichlariga ega.
N.I. Usenkov. Elektr
osmon haydovchisi Biroq, katta vaqt konstantasi tufayli
qo'zg'atuvchi o'rash, elektr haydovchi eng yomoni bor
dinamik
xususiyatlari
(an
Ozroq
yuqori tezlikda) vosita armatura sxemasiga qaraganda. Shunday qilib
yo'l
tanlash
zanjirlar
boshqaruv
belgilangan
maxsus haydovchi talablari.
Ishlab chiqarish mexanizmlari bilan ishlashda
(masalan, asosiy va yordamchi mexanizmlar
ishlov berish mashinalaridagi tishli mexanizmlar, kran mexanizmlari,
liftlar) aylanish yo'nalishini o'zgartirish kerak
dvigatel
(tushunish
teskari).
O'zgartirish
aylanish yo'nalishlari odatda shunday bilan birga keladi
tez (va ayni paytda silliq) kabi talablar
tormozlash va silliq tezlashtirish.
N.I. Usenkov. Elektr
osmon haydovchisi Drayv dvigatelining aylanish yo'nalishini teskari o'zgartirishga erishish mumkin
armaturaga beriladigan kuchlanishning polaritesini o'zgartirish yoki o'zgartirish orqali
qo'zg'atuvchi o'rashdagi oqim yo'nalishi. Shu maqsadda, langar zanjirida yoki
qo'zg'alish o'rashlari kontaktli kalitga (reverser) kiradi yoki
ikkita boshqariladigan tiristorli konvertor ishlatiladi.
Qaytariladigan tiristorli konvertorning strukturaviy diagrammasi
armatura o'rash pallasida kontaktli kalit rasmda ko'rsatilgan. DA
uchun mo'ljallangan ko'pgina konvertorlarda bo'lgani kabi bu sxema
haydovchi, rektifikatsiya rejimi inverting rejimi bilan almashadi.
Masalan, ishga tushirish rejimida tezlashish va uni barqarorlashtirishda
sharoitlar
oshirish
yuklar
ustida
mil
dvigatel
tiristor
konvertor rektifikatsiya rejimida ishlaydi, energiya beradi
dvigatel. Agar kerak bo'lsa, tormozlash va keyingi to'xtash
konvertor orqali tarmoqdan unga dvigatel energiyasini etkazib berish
STOP,
N.I. Usenkov. Elektr
osmon haydovchisi tarjima qilish
vosita invert rejimida.
Inertial ta'sir ostida DC mashinasi
uning milidagi massa generator rejimiga o'tadi,
saqlangan energiyani konvertor orqali qaytarish
AC tarmog'iga (regenerativ tormozlash).
Qaytaruvchi konvertor blok diagrammasi
Tarmoq
380 V, 50 Gts
Sinxronizatsiya
VS1
UZ1
VS6
SIFU
Uo.s
1
ID1
2
QS1
Uda
1
2
ID2
M1
LM1
N.I. Usenkov. Elektr
osmon haydovchisi
Uz.s N.I. Usenkov. Elektr
osmon haydovchisi
Tiristor konvertor-motor tizimi
Tartibga solinadigan konvertorlarning asosiy turiDC RaI yarimo'tkazgichli statikdir
konvertorlar (tranzistor va tiristor). Ular ifodalaydi
boshqariladigan teskari yoki teskari bo'lmagan rektifikatorlar,
nol yoki ko'prikda to'plangan bir fazali yoki uch fazali
sxemalar. Quvvatli tranzistorlar asosan ishlatiladi
kam quvvatli EPda impuls kuchlanishini tartibga solish.
TP - D tizimining ishlash printsipi, xususiyatlari va xususiyatlari
Shaklda ko'rsatilgan sxema misolini ko'rib chiqing. 2.
N.I. Usenkov. Elektr
osmon haydovchisi à)
á)
~ U1
i1
T1
e2.1
VS1
Ud
+
M2
+
Ia1
ID
Uo1
Uo
2
e2.2
LM
3
VS2
I
0
L
1
Ia2
4
5
6
Uo2
Ñ È Ô Ó
UÑ
Rasm
2
N.I. Usenkov.
Elektr
osmon haydovchisi
7
M Boshqariladigan rektifikator (konvertor) o'z ichiga oladi
mos keladigan transformator T, ikkita ikkilamchi o'rashga ega,
ikki tiristorlar VS1 va VS2, silliqlash reaktor bilan
induktivlik L va impuls fazasini boshqarish tizimi
SIFU. OBM dvigatelining qo'zg'atuvchi o'rashi o'z-o'zidan quvvatlanadi
manba.
Rektifikator kuchlanishni tartibga solishni ta'minlaydi
EMF EP ning o'rtacha qiymatini o'zgartirish orqali vosita. Bu
SIFU yordamida erishiladi, u UU signalida o'zgaradi
tiristorni boshqarish burchagi a (ochilish kechikish burchagi
tiristorlar VS1 va VS2 potentsial yoqilgan momentga nisbatan
nisbatan ularning anodlari ijobiy bo'ladi
katoddagi potentsial). a = 0 bo'lganda, ya'ni. tiristorlar VS1 va VS2
ma'lum bir vaqtda SIFU dan Ua boshqaruv impulslarini qabul qilish;
konvertor to'liq to'lqinli rektifikatsiyani amalga oshiradi
va dvigatelning armaturasiga to'liq kuchlanish qo'llaniladi. Agar bilan
SIFU yordamida VS1 va tiristorlarga nazorat impulslarini etkazib berish
VS2 a ≠ 0 burchak ostida siljish (kechikish) bilan sodir bo'ladi, keyin EMF
konvertor kamayadi va natijada kamayadi
dvigatelga beriladigan o'rtacha kuchlanish.
N.I. Usenkov. Elektr
osmon haydovchisi Ko'p fazali konvertorning EMF ning o'rtacha qiymatiga bog'liqligi
tiristorni boshqarish burchagidan a quyidagi shaklga ega:
(1)
ECP Emax m sin m cos ECP 0 cos
bu erda m - fazalar soni;
E - konvertorning EMF ning amplituda qiymati;
ESR0 - a = 0 da konvertor EMF.
Oqim to'lqinining armatura nishoniga zararli ta'sirini kamaytirish uchun
yumshatuvchi reaktor odatda yoqiladi, uning induktivligi L
ruxsat etilgan oqim dalgalanma darajasiga qarab tanlanadi.
Elektromexanik va mexanik xususiyatlar uchun tenglamalar
dvigatel:
(2)
(3)
ECP 0 cos k I RY RP k
ECP 0 cos
k M RYa
RP
k2
qayerda
- ekvivalent qarshilik
RP xT m 2 RT RL
konvertor;
xT, RT - mos ravishda ikkilamchi o'rashga kamayadi
qochqinning induktiv reaktivligi va faol qarshilik
transformator sariqlari;
RL - tekislash reaktorining faol qarshiligi.
N.I. Usenkov. Elektr
osmon haydovchisi Soyali maydonda vosita rejimda ishlaydi
sezilarli o'zgarishni (kamayishni) aniqlaydigan intervalgacha oqim
qattiqlik xususiyatlari. Bir tomonlama o'tkazuvchanligi tufayli
Transduserning xarakteristikalari faqat birinchisida joylashgan
(a = 0; 30, 60° da 1...3) va to‘rtinchi (a = 90, 120, 150, 180° da 4...7)
kvadrantlar. Kichikroq boshqaruv burchaklari kattaroq SPga mos keladi va,
shuning uchun yuqori vosita tezligi; a = p/2 EMF da
UV EP = 0 va vosita dinamik tormozlash rejimida ishlaydi.
Shaklda. 3 da uch fazali ko'prikli EA diagrammasi ko'rsatilgan
qaytarilmas UV.
N.I. Usenkov. Elektr
osmon haydovchisi ~ 380 Â; 50 Ãö
T1
UÑ
Uo
Ñ
È
Ô
Ó
U
VS1
+
VS6
VS1
VS4
VS3
VS6
VS5
VS2
Ud
L
ID
M1
+
LM
-
UB
N.I. Usenkov.
Elektr
Rasm
3
osmon haydovchisi
-Dvigatelning barcha to'rtta ishlashi uchun
kvadrantlar teskari boshqariladigan rektifikatorlardan foydalaniladi,
ikki qaytarilmaydigan rektifikatordan iborat, masalan, bilan
nol chiqish rasm. 4.
a)
~ 380 V; 50 Gts
b)
T1
2
UC
U
U
Bilan
Va
F
Da
VS1
+
VS6
VS1
VS4
VS3
VS6
VS5
VS2
L1
-
2
L
1 min
0
min
M
1 2
1maks
M1
UB
2 2
L2
+
maks
-
N.I. Usenkov.
Elektr
Rasm
4
osmon haydovchisi Qaytariladigan
chaqirdi
konvertorlar,
ruxsat berish
yukdagi doimiy kuchlanish va oqimning polaritesini o'zgartiring.
Qaytariladigan SW ikkita asosiy tamoyildan foydalanadi
vana to'plamlarini boshqarish: qo'shma va alohida.
Birgalikda boshqarish tizimdan etkazib berishni ta'minlaydi
tiristorlarning impuls-fazali nazorati impulslarni nazorat qilish
Ua bir vaqtning o'zida ikkala to'plamning tiristorlarida - VS1, VS3, VS5
(katod guruhi) va VS2, VS4, VS6 (anod guruhi). Shu bilan birga, tufayli
ikkita to'plamning nazorat pulslari o'rtasida siljish burchagi mavjudligi
p ga yaqin tiristorlar, ulardan biri rektifikatorda ishlaydi
rejimi va oqimni o'tkazadi, ikkinchisi esa inverter rejimida ishlaydigan oqim
olib bormaydi. O'rtacha o'rtasida bunday nazoratni ta'minlash uchun
Rektifikator va invertorning EMF qiymatlari mavjud bo'lishi kerak
nisbat
, ammo, lahzali qiymatlarning farqi tufayli
Tiristorlar to'plamlari orasidagi EMF deb ataladigan oqimdir
muvozanat oqimi. Shaklda ko'rsatilgan sxemada uni cheklash uchun.
4a, L1 va L2 kuchlanish reaktorlari taqdim etilgan.
N.I. Usenkov. Elektr
osmon haydovchisi Vana konvertorlarining sxemalari,
yo'nalishni o'zgartirishni ta'minlaydi
energiya oqimi
Avtomatlashtirilgan elektr drayvlarda
haydovchi dvigatelning tezligini sozlang.
talab qilinadi
DC mashinalaridan foydalanganda, mavjud
vazifa faqat aylanish tezligini nazorat qilish emas, (uchun
ta'minot kuchlanishining kattaligini o'zgartirish orqali), balki
aylanish yo'nalishini o'zgartirish (teskari). Buning uchun
kuchlanishning ikkala polaritesini ham o'zgartirish kerak
yuk, va yukdagi oqim yo'nalishi.
Bu muammo maxsus yordam bilan hal qilinadi
Ilovasiz DC konvertor
aloqa uskunalari,
teskari deb ataladi
N.I. Usenkov. Elektr
DC konvertori
joriy, iborat
osmon haydovchisi ikkita klapan to'plamidan iborat bo'lib, ularning har biri
oqimning faqat bittasida yuk orqali o'tishiga imkon beradi
yo'nalishi.
Reversiv valf konvertorlarining barcha mavjud sxemalari
ikki sinfga bo‘lish mumkin:
xoch ("sakkiz") sxemalar va
qarama-qarshi parallel sxemalar.
O'zaro zanjirlarda (a - nol va b - ko'prik rasm)
transformator ikki guruh izolyatsiyalangan valf o'rashiga ega,
undan ikkita klapanlar to'plami oziqlanadi.
Orqaga-orqa sxemalarda (s-rasm), faqat bitta
transformatorning valf sargilari guruhi.
Teskari
quyidagilar:
konvertorlar
eng
uch fazali nol;
tenglashtirish bilan ikki tomonlama uch fazali
reaktor va
N.I. Usenkov. Elektr
osmon haydovchisi
keng tarqalgan Uch fazali teskari konvertor
nol chiqish bilan
A
T1
C
Sinxronizatsiya
N
a
UZ1
B
b1
1
c1
a2
b
c2
2
Iur2
Lur1
ID1
Uda
Iur2
VS1…
VS3
AQSh 2
Lur2
ID2
M1
N.I. Usenkov. Elektr
LM1
osmon haydovchisi
VS4…
VS6
SIFU 1
SIFU 2
Sinxronizatsiya
Uzs Induktiv uchun uch fazali rektifikator sxemalari qo'llaniladi
elektr mashinalarining qo'zg'atuvchi sariqlarini quvvatlantirish uchun yuk,
olti fazali
dvigatelning langar zanjirlarini quvvatlantirish uchun,
o'n ikki fazali ayniqsa kuchli elektr drayvlar.
Orqaga aylantiruvchi konvertorning ishlashi
Tasavvur qilaylik, dastlabki daqiqada mashina
soat yo'nalishi bo'yicha n rpm tezlikda aylantirildi. Shu bilan birga, u
ishlab orqaga-EMF Ejak va joriy I langar pallasida orqali oqib
(rasm
). Mashina birinchidan quvvat oldi
da ishlaydigan konvertor klapan to'plami UZ1
tuzatish rejimi. Aylanish tezligini kamaytirish uchun
mashina, u bilan ta'minlangan ta'minot kuchlanishini kamaytirish kerak, keyin
tiristorni boshqarish burchagini oshirish zarurati mavjud
UZ1 rektifikatorining VS1,VS2,VS3.
N.I. Usenkov. Elektr
osmon haydovchisi Shu bilan birga, dvigatelning inertsiyasi tufayli uning orqa EMF Ejak ishlay olmaydi
keskin o'zgaradi va Ud1 kuchlanishidan kattaroq bo'lib chiqadi
chiqish
konvertor
(ustida
langar
dvigatel).
klapanlar
konvertor UZ1 tezda o'chadi va yuk oqimi kamayadi
nolga tushadi. Ammo elektr mashinasining langar zanjirining qisqichlarida,
inertsiya bilan aylanib, orqa-EMF Eyak saqlanib qoladi, qaysi
aylanishning kinetik energiyasidan foydali foydalanish imkonini beradi
haydovchi, uni elektrga aylantirish va ayni paytda tez
elektr avtomobilni sekinlashtiring.
Buni amalga oshirish uchun siz birinchi valf to'plamini aylantirishingiz kerak
inverter rejimi, ya'ni a1 burchagi > 90 ° ni oshiring. Lekin birinchi
UZ1 konvertor to'plamini invertorda ishlatib bo'lmaydi
rejimi, chunki mashinada teskari polaritga ega bo'lish kerak
kuchlanish Ud1. Shuning uchun, ikkinchi
UZ2 klapan to'plami (a2 > 90°), uning chiqishi ulangan
birinchi to'plamning chiqishiga parallel yuk UZ1. Mashina
generator rejimida ishlaydi, shuning uchun uning aylanish tezligi
tushadi. Binobarin, orqa-EMF Eyak, qaysi
besleme kuchlanishi N.I.
Usenkov uchun.
ikkinchi elektr
UZ2 to'plami ishlaydi
invertor rejimi. osmon haydovchisi n
Tormozlash
Dvigatel e
Overclocking
rejimi
Dvigatel
rejimi
0
t
Teskari
I
E
0
t
<90
AQSh 2
DA
Va
>90
Va
>90
<90
UZ1
DA
UZ1
<90
DA
1.2-rasm. Ishlash tartibi diagrammasi
DC elektr mashinasi
N.I. Usenkov. Elektr
osmon haydovchisi Elektr mashinasi to'xtaganda (Ejak=0; n=0), siz mumkin
UZ2 klapanlarining ikkinchi to'plamini rektifikatorga aylantiring
rejim (a2<90°). При этом электрическая машина опять переходит
vosita rejimiga o'tadi va ikkinchi klapanlar to'plamidan quvvatlanadi
AQSh 2.
Yo'nalish
aylanish
avtomobillar
o'zgarishlar
ustida
qarama-qarshi (dvigatel teskari) va u yana ishga tushadi
tezlashtiring (n=0 dan berilgan tezlikka, masalan, gacha
Drayv koordinatalarining uchinchi kvadrantida n=nnom: n va I yoki n
va M).
Agar yana teskari talab qilinsa, u holda
UZ2 klapanlarining ikkinchi to'plamining burchagi a2, uning klapanlari yopiq.
UZ1 vanalarining birinchi to'plami invertorga aylantiriladi
rejimi (a 1>90 °), armatura oqimining yo'nalishi Id teskari,
qadar elektr mashinasi generator rejimida ishlaydi
dvigatelni to'liq to'xtatish.
Kelajakda a1>90° burchakning pasayishi bilan birinchi to'plam
UZ1 klapanlari rektifikator rejimiga o'tkaziladi va
vosita belgilangan tezlikka tezlashtiriladi.
N.I. Usenkov. Elektr
osmon haydovchisi Qaytaruvchining tartibga soluvchi xarakteristikasi
konvertor
Uda
Ud0
Uda1
a1
Rejim
rektifikator
0
Udb1
π
p/2
Rejim
invertor
a2
b1
-Ud0
Udb
N.I. Usenkov. Elektr
osmon haydovchisi
α
β Agar kuchlanishlarning o'rtacha qiymatlari bo'lsa
chiqish UZ1 va UZ2 ifodasini olamiz
Udocosa1 = Udocosb2.
Shuning uchun a1= b2 bo'lishi kerak. dan beri
invertor rejimi b =180°- a, keyin tenglik sharti
tenglashtirish pallasida o'rtacha kuchlanish qiymatlari
a1+ a2 =180° sifatida ifodalanishi mumkin, bunda a1 va a2 burchaklardir.
birinchi va ikkinchi to'plamlarning tiristorlarini boshqarish
klapanlar, tabiiy nuqtadan hisoblangan
tiristorlar qulfini ochish.
N.I. Usenkov. Elektr
osmon haydovchisi Qaytaruvchining tashqi xususiyatlari
konvertor
Rektifikator va invertorning tashqi xarakteristikalari
bu holda to'plamlar birining davomi hisoblanadi
boshqa va chiziqli natijali tashqi beradi
teskari konvertorning xususiyatlari
Uda
b1
a1
b1 > b
2
a2 > a
b3 > b
2
1
a3 > a
2
Rejim
invertor
Rejim
rektifikator
0
N.I. Usenkov. Elektr
osmon haydovchisi
ID Valfni birgalikda boshqarish
to'plamlar
Agar nazorat impulslari bir vaqtning o'zida qo'llanilsa
ikkala UZ1 va UZ2 to'plamlarining klapanlari va boshqaruv burchaklari
tiristorlar shartga javob beradi
a1 + a2 = p,
boshqaruv
valf
kelishilgan.
guruhlar
N.I. Usenkov. Elektr
osmon haydovchisi
chaqirdi Alohida vana nazorati
to'plamlar
To'rttasida ishlaydigan elektr haydovchi olish uchun
maydon kvadrantlari: ō - I yoki ō - M, teskarisini ishlatish kerak
armatura oqimi oqimini ta'minlovchi tiristor konvertori
motor har ikki yo'nalishda.
Reversiv konvertorlar ikki guruh tiristorlarni o'z ichiga oladi,
bir-biriga qarama-qarshi parallel ulangan.
Ushbu sxemada ikkita UZ1 va UZ2 vana to'plamlari mavjud bo'lib, ularning har biri mos ravishda yig'iladi
bilan bir-biriga parallel ravishda ulangan uch fazali ko'prik sxemasi
rektifikatsiya qilingan oqim tomonida qarama-qarshi kutupluluk.
Tiristorlarning ikkala guruhiga bir vaqtning o'zida qulfni ochish impulslarini qo'llang
mumkin emas, chunki qisqa tutashuv sodir bo'ladi. Shuning uchun, bu sxemada
faqat ishlashi mumkin
N.I. Usenkov. Elektr
osmon haydovchisi UZ1 yoki UZ2 tiristorlarining bir guruhi; boshqa guruh
tiristorlar yopiq bo'lishi kerak (ochilish impulslari
olib tashlangan).
Shunday qilib, teskari konvertorlar bilan
alohida boshqaruv - bu konvertorlar, in
qaysi nazorat impulslari faqat bittaga keladi
oqim o'tkazadigan valflar to'plamidan. impulslar
Bu vaqtda ikkinchi klapanlar to'plamiga nazorat o'rnatilmagan
ta'minlanadi va uning klapanlari yopiladi. Sxemadagi reaktor Lur
etishmayotgan bo'lishi mumkin. Gorby243s ga qarang
Valflarni alohida nazorat qilish bilan,
faqat o'sha tiristorlar guruhi, hozirda
yukda oqim o'tkazishi kerak. Ushbu guruhni tanlash
aktuatorning harakat yo'nalishiga bog'liq ("Oldinga" yoki
"Orqaga") va haydovchining ish rejimidan: vosita
rejimi yoki regenerativ tormozlash.
N.I. Usenkov. Elektr
osmon haydovchisi 1-jadval - Valf to'plamini tanlash
EP ish rejimi
Dvigatel
Tormoz
Yo'nalish
harakatlar
"Oldinga"
UZ1
AQSh 2
"Orqaga"
AQSh 2
UZ1
EA boshqaruv tizimlarida kerakli guruhni tanlash va kiritish
tiristorlar mantiqiy vosita yordamida avtomatik ravishda ishlab chiqariladi
LPU ning kommutatsiya qurilmasi, uning qurilish printsipi
rasmda ko'rsatilgan.
N.I. Usenkov. Elektr
osmon haydovchisi "Oldinga" ishlayotganda biz armatura oqimining yo'nalishini qabul qilamiz
ijobiy uchun vosita rejimi. Ijobiy signal bilan
harakatga mos keladigan ō o'rnatilgan tezlikni o'rnatish
"Oldinga" va
tezlik xatosi signali, bu vosita rejimida ham mavjud
(ōset- ʼn)≥0 bo'ladi, joriy regulyatordan LPUga keladigan signal,
(+) belgisi bo'ladi. Shunga ko'ra, sog'liqni saqlash muassasasi elektronni yoqadi
tiristorga qulfni ochish impulslarini etkazib beradigan QS1 kaliti
UZ1 guruhi. Boshqarish burchagi a1 tizim tomonidan o'rnatiladi
chiqish signaliga muvofiq avtomatik tartibga solish
joriy regulyator RT. Ikkala SIFU (1) va (2) kontsertda ishlaydi, shuning uchun
burchaklar yig'indisi nimaga teng
a1 + a2 = p .
(1)
Shunday qilib, ishlaydigan tiristorlar guruhi uchun
rektifikatsiya rejimi, tetiklash impulslari a1 = burchak bilan qo'llaniladi
0…p/2. Shu bilan birga, SIFU2 impulslarni hosil qiladi
N.I. Usenkov. Elektr
osmon haydovchisi nazorat burchagi a2 = p - a1, ya'ni nazorat burchagi,
muvofiq
invertor
tartib
ish
konvertor UZ2. Biroq, elektron kalitdan beri
QS2 ochiq, guruhning tiristorlariga impulslarni boshqaradi
UZ2 olinmaydi.
UZ2 konvertori yopiq, lekin
inverter rejimida ishlashga tayyorlangan.
Bunday
tamoyil
kelishilgan
boshqaruv
(1) bilan belgilangan valf to'plamlari imkon beradi
haydovchining mexanik xususiyatlariga mos keladi
da ko'rsatilganidek, vosita va tormozlash rejimlari
raqam.
Da
kerak
tormozlash
haydash
ō o'rnatilgan tezlik mos yozuvlar signali kamayadi. Xato tomonidan
tezlikni o'zgartirish belgisi (ōass - ō)<0, и на входе ЛПУ знак
signal (+) dan (-) ga o'zgaradi, unga ko'ra
N.I. Usenkov. Elektr
osmon haydovchisi Kontakt QS1 o'chadi va kontakt QS2 yoqiladi. Biroq
kontaktni yoqish QS2 darhol sodir bo'lmaydi, lekin ba'zilari bilan
armatura oqimi uchun zarur bo'lgan vaqtni kechiktirish
nolga kamaydi va UZ1 tiristorlari blokirovkani tikladi
xususiyatlari. Joriy nolga tushish joriy sensori DT tomonidan nazorat qilinadi va
null-organ BUT (boshqa sxemalarda, bu maqsadda,
vana o'tkazuvchanlik sensorlari).
Ma'lum bir kechikishdan keyin oqim nolga tushganda
vaqt, QS2 kaliti yoqiladi va konvertor ishlay boshlaydi
UZ2, allaqachon invertor rejimida ishlashga tayyorlangan. Haydovchi blok
regenerativ tormozlash rejimiga kiradi, umumiy vaqt
tiristor guruhlarini almashtirish 5 - 10 ms, ya'ni
ES nazoratining yuqori sifatini ta'minlash uchun qabul qilinadi.
Dvigatel rejimida "Orqaga" yo'nalishida ishlaganda, belgi
tezlik mos yozuvlar salbiy va mutlaq qiymat
N.I. Usenkov. Elektr
osmon haydovchisi tezlik xatoliklari |ōset - ō | ijobiy, shuning uchun
LPU kirishi salbiy signal oladi va yoqiladi
kalit
QS2.
Ishlar
konvertor
AQSh 2
ichida
tuzatish rejimi. Ishning mantiqiy qoidalari
LPU 2-jadvalda tasvirlangan.
Sog'liqni saqlash muassasalarining boshqa sxemalaridan ham foydalanilmoqda.
TP-D teskari haydovchining mexanik xususiyatlari
alohida nazorat bilan rasmda ko'rsatilgan.
Uzluksiz oqim bilan
(1) tenglama bilan tavsiflanadi.
langarlar
dvigatel
ular
Kichkina mintaqada uzluksiz oqimlar rejimida
moment qiymatlari, xususiyatlarning chiziqliligi buziladi.
Zamonaviy oqim va tezlik yopiq tizimlarda
tartibga solish, adaptiv foydalanish tufayli
kontrollerlar, mexanik chiziqli qilish mumkin
EP iN.I ning xususiyatlari.
priUsenkov.
kichik elektr
moment qiymatlari.
osmon haydovchisi 2-jadval - Tibbiyot muassasasining ish mantig'i
Imzo
Imzo
Imzo
Yoqilgan
Ishlar
Rejim
ass
|ōass- ō|
kiraverishda
kalit
ish
sog'liqni saqlash muassasasi
QS
aylantirish
eh
+
+
+
QS1
UZ1
+
-
QS2
AQSh 2
-
+
-
QS2
AQSh 2
-
-
+
QS1
UZ1
N.I. Usenkov. Elektr
osmon haydovchisi
elektr haydovchi
a
Dvigatel
th
Tormoz
Dvigatel
th
Tormoz Rektifikatorning tashqi xarakteristikasi
Uda
Ud0
Ud1
0
ID
Men d1
Men k.z
N.I. Usenkov. Elektr
osmon haydovchisi
7. Sanoat moslamalari va texnologik majmualarni elektr haydovchi va avtomatlashtirish
Texnik amalga oshirishN.I. Usenkov. Elektr
osmon haydovchisi N.I. Usenkov. Elektr
osmon haydovchisi N.I. Usenkov. Elektr
osmon haydovchisi Vazifa 1. J va Ms kamaytirilgan momentlarning qiymatlarini aniqlang
yukni ko'tarish (1-rasm), agar ma'lum bo'lsa: Jd = 3,2 kg m2; Jr.o.=3,6 kg m2;
vites qutisining tishli nisbati p=0,96; Ijro etuvchi organ faoliyatining samaradorligi
(baraban) B=0,94; dvigatelning burchak tezligi ō=112 rad/s; tezlik
ko'taruvchi yuk v=0,2 m/s; yuk massasi m=1000 kg.
Tushuntirish.
Qisqartirilgan statik moment:
Mc
F p . o. p . o.
p B D
m g p.o.
p B D
1000 9,81 0,2
19,41 soat
0,96 0,94 112
Qisqartirilgan inersiya momenti J:
J
J D J po
men p2
m(
2 3,2 3,6
0,2 2
1000
) 3,3 kg m2.
2
D
112
6,14
N.I. Usenkov. Elektr
osmon haydovchisi Jd, np, ip, p
M, d, Jd
D
PU
Mpo, po, jpo
RO (b), va sxema 3. Tanishing
MatLab7/Simulink3.
kutubxona
mayor
bloklar
ichida
dastur
4. Amalga oshirish uchun laboratoriya qurilmasining blok modelini tuzing
berilgan mavzuga muvofiq tadqiq qilish va qisqacha tavsif berish
ishlatiladigan funktsional qurilmalar va virtual o'lchash
texnika.
5. Virtual laboratoriya sozlamalarini o'rganing va boshlang'ichni kiriting
dasturning dialog oynalaridagi ma'lumotlar. Rejani shakllantirish
tajriba.
6. Ishni tugatgandan so'ng, tuzilma bo'yicha hisobot tuzing:
Ishning nomi va ishning maqsadi;
Laboratoriya stendining tavsifi;
Eksperimental bog'liqliklarning oscillogrammalarini tahlil qilish;
Topilmalar.
N.I. Usenkov. Elektr
osmon haydovchisi Ish № N. Elektr haydovchi tadqiqotiga ko'ra
"Rektifikator-konvertor-sinxron motor" tuzilishi
Asenkron motorli elektr haydovchining blokli modeli
N.I. Usenkov. Elektr
osmon haydovchisi Simulyatsiya natijalari
N.I. Usenkov. Elektr
osmon haydovchisi N.I. Usenkov. Elektr
osmon haydovchisi
Ko'p odamlar noto'g'ri tarzda elektr haydovchi qandaydir ishlarni bajaradigan elektr motor deb hisoblashadi. Aslida, bu mutlaqo to'g'ri emas. Elektr qo'zg'aysan tizimi nafaqat elektr motorini, balki vites qutisini, uning uchun boshqaruv tizimini, qayta aloqa sensorlari, turli o'rni va boshqalarni o'z ichiga oladi Bu elektr tizimi emas, balki elektromexanikdir. U sozlanishi (avtomatlashtirilgan, avtomatik yoki avtomatlashtirilmagan) yoki sozlanishi (maishiy nasoslar va boshqalar) bo'lishi mumkin. Biz tartibga solinadigan qurilmalarning turlarini ko'rib chiqamiz.
Avtomatlashtirilmagan elektr haydovchi
Ushbu qurilma ishlayotganida, har qanday koordinatalarni tartibga solish bo'yicha barcha harakatlar qo'lda rejimda amalga oshiriladi. Ya'ni, ushbu turdagi qurilmalarning ishlashi uchun operator, jarayonlarning to'g'ri bajarilishini nazorat qiladigan shaxs kerak. Misol tariqasida, barcha harakatlar operator tomonidan amalga oshiriladigan elektr kran haydovchisidir.
Avtomatlashtirilgan elektr haydovchi
Avtomatlashtirilmagan drayvlardan farqli o'laroq, avtomatlashtirilganlar koordinatalar yoki parametrlar (dvigatel oqimi, tezligi, holati, momenti) bo'yicha qayta aloqa signallariga ega. Quyida blok diagrammasi keltirilgan:
Avtomatlashtirilgan elektr haydovchining konstruktiv diagrammasi
ZA - himoya vositalari (o'chirgichlar, sigortalar va boshqalar)
PEE - elektr energiyasini o'zgartiruvchi (chastotnik, tiristorli konvertor)
DT - oqim sensori
DN - kuchlanish sensori
SU PEE - konvertorni boshqarish tizimi
PU - boshqaruv paneli
PM - uzatish mexanizmi (muft, vites qutisi va boshqalar)
RO - ishchi organ
ED - elektr motor
Bunday boshqaruv tuzilmasi bilan PEE boshqaruv tizimi nafaqat konvertorni, balki butun tizimni bir vaqtning o'zida boshqaradi. Bunday nazorat bilan qayta aloqa sensorlari parametrlar ustidan nazoratni ta'minlaydi va bu haqda operatorga signal beradi. Avtomatik rejimda ushbu tizim ba'zi operatsiyalarni (boshlash, to'xtatish va h.k.) amalga oshirishi mumkin, ammo u hali ham ushbu qurilmaning ishlashini nazorat qilish uchun shaxsning mavjudligini talab qiladi. Masalan, barcha konveyerlar bir vaqtning o'zida emas, balki o'z navbatida, har bir liniyaning boshlanish vaqti va ishga tushirish shartlari ham hisobga olinadigan ko'p konveyer liniyasini ishga tushirish. Xuddi shunday, ular to'xtaydi.
Blok-sxemadan ko'rinib turibdiki, aloqa signallari bevosita texnologik jarayonni kuzatuvchi operator konsoliga keladi va bir qismi asosiy himoyani amalga oshirish va kelayotgan sozlash signalidagi ba'zi o'zgarishlarni ishlab chiqish uchun konvertor moslamasining boshqaruv tizimiga keladi. boshqaruv panelidan.
Avtomatik elektr haydovchi
Avtomatik rejimda elektr haydovchining ishlashi uchun odamning mavjudligi talab qilinmaydi. Bunday holda, hamma narsa avtomatik ravishda sodir bo'ladi. Quyida blok diagrammasi keltirilgan:
Elektr haydovchi avtomatik boshqaruv tizimining strukturaviy diagrammasi APCS - jarayonni avtomatik boshqarish tizimi
Blok diagrammasidan ko'rib turganimizdek, barcha qayta aloqa sensorlari jarayonni boshqarish tizimiga keladi. U sensorlardan keladigan signallarni qayta ishlaydi va boshqa quyi tizimlarga boshqaruv signallarini beradi. Ushbu boshqaruv tuzilmasi juda qulay, chunki u operator tomonidan jarayonning doimiy monitoringini talab qilmaydi va inson omilining ta'sirini kamaytiradi. Masalan, qayta aloqa sensorlari yordamida avtomatik rejimda ishlay oladigan modernizatsiya qilingan mina yuk ko'targichlari
Zamonaviy dunyoda jarayonni boshqarishning avtomatlashtirilgan tizimlari nafaqat elektr drayvlar uchun faol ravishda joriy etilmoqda. Juda kamdan-kam hollarda texnologik jarayonlarni qo'lda boshqaradigan tizimlar mavjud bo'lib, ularning barchasi avtomatlashtirilgan yoki jarayonni boshqarishning avtomatlashtirilgan tizimlari ushbu liniyalarda to'liq amalga oshiriladi.
“Avtomatlashtirilgan elektr haydovchi” fanidan ma’ruzalar Adabiyot 1. Chilikin M.G., Sandler A.S. General Electric Drive Course (EP).-6-nashr. -M.: Energoizdat, - 576 p. 2. Moskalenko V.V. Elektr haydovchi - M .: mahorat; Oliy maktab, -368 b. 3. Moskalenko V.V. Elektr haydovchi: Elektrotexnika bo'yicha darslik. mutaxassis. -M.: Yuqori. maktab, - 430 p. 4. Avtomatlashtirilgan elektr haydovchi qo'llanma / Ed. V.A. Eliseeva, A.V. Shiyanskiy.-M.: Energoatomizdat, 1983 yil. – 616 b. 5. Moskalenko V.V. Avtomatlashtirilgan elektr haydovchi: Universitetlar uchun darslik.- M.: Energoatomizdat, p. 6. Klyuchev V.I. Elektr haydovchi nazariyasi. - M .: Energoatomizdat, p. 7. GOST R-92. Elektr drayvlar. Shartlar va ta'riflar. Rossiya davlat standarti. 8. Elektrotexnika muhandisining qo'llanmasi.-x. ishlab chiqarish / Tutorial.-M .: Informagrotech, p. 9. Qishloq xo'jaligi elektrlashtirish fakulteti talabalari uchun elektr haydovchi asoslari bo'yicha laboratoriya ishlarini bajarish bo'yicha uslubiy ko'rsatmalar. / Stavropol, SSAU, "AGRUS", - 45 p. 10. Savchenko P.I. Qishloq xo'jaligida elektr haydovchi bo'yicha seminar. - M .: Kolos, p. Internetdagi tavsiya etilgan saytlar: "Avtomatlashtirilgan elektr haydovchi" fanidan ma'ruzalar Adabiyot 1. Chilikin M.G., Sandler A.S. General Electric Drive Course (EP).-6-nashr. -M.: Energoizdat, - 576 p. 2. Moskalenko V.V. Elektr haydovchi - M .: mahorat; Oliy maktab, -368 b. 3. Moskalenko V.V. Elektr haydovchi: Elektrotexnika bo'yicha darslik. mutaxassis. -M.: Yuqori. maktab, - 430 p. 4. Avtomatlashtirilgan elektr haydovchi qo'llanma / Ed. V.A. Eliseeva, A.V. Shiyanskiy.-M.: Energoatomizdat, 1983 yil. – 616 b. 5. Moskalenko V.V. Avtomatlashtirilgan elektr haydovchi: Universitetlar uchun darslik.- M.: Energoatomizdat, p. 6. Klyuchev V.I. Elektr haydovchi nazariyasi. - M .: Energoatomizdat, p. 7. GOST R-92. Elektr drayvlar. Shartlar va ta'riflar. Rossiya davlat standarti. 8. Elektrotexnika muhandisining qo'llanmasi.-x. ishlab chiqarish / Tutorial.-M .: Informagrotech, p. 9. Qishloq xo'jaligi elektrlashtirish fakulteti talabalari uchun elektr haydovchi asoslari bo'yicha laboratoriya ishlarini bajarish bo'yicha uslubiy ko'rsatmalar. / Stavropol, SSAU, "AGRUS", - 45 p. 10. Savchenko P.I. Qishloq xo'jaligida elektr haydovchi bo'yicha seminar. - M .: Kolos, p. Internetda tavsiya etilgan saytlar:
Elektr energiyasi manbai (IEE) Boshqarish moslamasi (CU) Konverter qurilmasi (PRB) Elektr dvigatel qurilmasi (EM) M Transmissiya qurilmasi (TRD) Mexanik energiya iste'molchisi (PME) U,I,f d F d, V d M m ( F m), ō m (V m) vazifalari 3-rasm - AEDning strukturaviy diagrammasi
3 AED ning samaradorligi Har qanday elektromexanik qurilmaga kelsak, muhim ko'rsatkich AED = PRB · ED · PRD ning nominal yukdagi samaradorligi 60-95% ni tashkil qiladi.
4 AED ning afzalliklari 1) ish paytida past shovqin darajasi; 2) atrof-muhit ifloslanishining yo'qligi; 3) keng doiradagi quvvatlar va aylanishning burchak tezligi; 4) aylanishning burchak tezligini va shunga mos ravishda texnologik blokning ishlashini tartibga solishning mavjudligi; 5) issiqlik dvigatellari bilan solishtirganda avtomatlashtirish, o'rnatish, ishlatishning nisbatan qulayligi, masalan, ichki yonish.
Xarkov Milliy shahar xo'jaligi akademiyasi
MA'RUZA ISHLARI
intizom bo'yicha
"Avtomatlashtirilgan elektr haydovchi"
(6.090603 – “Elektr ta’minotining elektr tizimlari” mutaxassisligi bo‘yicha kunduzgi va sirtqi ta’limning 4-kurs talabalari uchun)
Xarkov - HNAGH - 2007 yil
“Avtomatlashtirilgan elektr haydovchi” fanidan ma’ruza konspekti (6.090603 – “Elektr ta’minoti tizimlari” ixtisosligi barcha shakldagi ta’lim 4-kurs talabalari uchun). Avtor. Garyazh V.N., Fateev V.N. - Xarkov: KhNAGH, 2007. - 104 bet.
MAZMUNI
| Ma'ruza matnining umumiy tavsifi |
||
| Tarkib moduli 1. Avtomatlashtirilgan elektr haydovchi - Ukraina ishlab chiqaruvchi kuchlarini rivojlantirish uchun asos. . . . . . . . . . . . | ||
| 1-ma'ruza | ||
| 1.1. | Fan va texnika sohasi sifatida elektr haydovchining rivojlanishi. . . . . . | 6 |
| 1.2. | Boshqarish tizimlarini qurish tamoyillari Avtomatlashtirilgan elektr haydovchi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| 2-ma'ruza | ||
| 1.3. | AEP boshqaruv tizimlarining tasnifi. . . . . . . . . . . . . . . . . . | 13 |
| Tarkib moduli 2. Elektr haydovchi mexanikasi . . . . . . . . . . | 18 |
|
| 3-ma'ruza | ||
| 2.1. | Qarshilik momentlari va kuchlarini, inersiya momentlarini keltirish. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| 4-ma'ruza | ||
| 2.2. | Elektr haydovchi harakat tenglamasi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | 21 |
| 5-ma'ruza | ||
| 2.3. | Mustaqil qo'zg'alishning doimiy dvigatelining mexanik xususiyatlari. motor rejimi. . . . . . . . . . . | |
| 6-ma'ruza | ||
| 2.4. | Mustaqil qo'zg'alishning doimiy dvigatelining mexanik xususiyatlari. Elektr tormozlash rejimi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| Ma'ruza 7 | ||
| 2.5. | Seriyali qo'zg'aluvchan doimiy dvigatelning mexanik xususiyatlari. motor rejimi. . . . . . | |
| 8-ma'ruza | ||
| 2.6. | Seriyali qo'zg'aluvchan doimiy dvigatelning mexanik xususiyatlari. Elektr tormozlash rejimi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| 9-ma'ruza | ||
| 2.7. | Asenkron motorlarning mexanik xususiyatlari. motor rejimi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| 10-ma'ruza | ||
| 2.8. | Asenkron motorlarning mexanik xususiyatlari. Elektr tormozlash rejimi. . . . . . . . . . . . . . . . . . ... . . . | |
| 11-ma'ruza | ||
| 2.9. | Sinxron motorlarning mexanik va elektr xarakteristikalari. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| Tarkib moduli 3. Avtomatik vosita boshqaruv davrlarining tipik birliklari. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | ||
| 12-ma'ruza | ||
| 3.1. | Dvigatellarni ishga tushirish va tormozlashni avtomatik boshqarish tamoyillari. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| 13-ma'ruza | ||
| 3.2. | DPTni ishga tushirish uchun avtomatik boshqaruv davrlarining odatiy tugunlari. | 77 |
| 14-ma'ruza | ||
| 3.3. | DPT tormozlashni avtomatik boshqarish uchun sxemalarning odatiy tugunlari. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| 15-ma'ruza | ||
| 3.4. | AC motorlarini ishga tushirish uchun avtomatik boshqaruv davrlarining odatiy tugunlari. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . | |
| 16-ma'ruza | ||
| 3.5. | AC motorlarining tormozlanishini avtomatik boshqarish uchun sxemalarning odatiy tugunlari. . . . . . . . . . . . . . . . | |
| 17-ma'ruza | ||
| 3.6. | Dvigatellar va boshqaruv sxemalarini elektrdan himoya qilish birliklari. . . | 98 |
MA'RUZA XULOSAGI UMUMIY XUSUSIYATLARI
Avtomatlashtirilgan elektr haydovchi elektr energiyasining asosiy iste'molchisi hisoblanadi. Sanoati rivojlangan mamlakatlarda ishlab chiqarilgan elektr energiyasining 65% dan ortig'i elektr haydovchi tomonidan mexanik energiyaga aylanadi. Shuning uchun mehnatning energiya va og'irlik nisbati asosi bo'lgan elektr haydovchining rivojlanishi va takomillashtirilishi hosildorlikning o'sishiga va ishlab chiqarish samaradorligiga yordam beradi. Elektr haydovchining xususiyatlari va imkoniyatlarini bilish elektrotexnika muhandisiga ham texnologik mashinalar, ham elektr ta'minoti tizimlarining talablarini hisobga olgan holda elektr haydovchidan oqilona foydalanishni ta'minlash imkonini beradi. “Avtomatlashtirilgan elektr yuritma” fani to‘rtinchi o‘quv kursining yettinchi semestrida o‘rganiladi. "Elektr energiyasini iste'mol qilishning elektrotexnika tizimlari" mutaxassisligi bo'yicha o'quv rejasida unga to'rtta kredit ajratilgan. Ular oltita mazmunli modul bilan to'ldirilgan bo'lib, ular ma'ruza va amaliy mashg'ulotlar davomida, laboratoriya ishlari va hisob-grafik topshiriqlarni bajarishda o'rganiladi.
Ushbu ma'ruza konspektida "Avtomatlashtirilgan elektr yuritma" fanining dastlabki uchta tarkibiy modulini o'rganish uchun material keltirilgan. Birinchi kontent modulida avtomatlashtirilgan elektr haydovchi Ukraina ishlab chiqaruvchi kuchlarini rivojlantirish uchun asos sifatida ko'rib chiqiladi. Ikkinchisida, dvigatellarning mexanik xususiyatlari o'rganiladi, bu vosita ish paytida ham, vosita rejimida ham, elektr tormozlash rejimida ham dvigatelning imkoniyatlarini ko'rsatadi. Uchinchi modulda dvigatelni avtomatik boshqarish davrlarining tipik komponentlari o'rganiladi. Ikkinchi modulda o'rganilgan motorlarning xususiyatlariga asoslanib, tipik birliklar ushbu miqdorlarni bevosita yoki bilvosita boshqarish bilan vaqt, tezlik va oqim funktsiyalarida motorlarni avtomatik ishga tushirish, tormozlash va teskari aylantirishni ta'minlaydi. Strukturaviy tarzda, tipik tugunlar boshqaruv stantsiyalari shaklida birlashtirilgan. Ukrainada ishlatiladigan elektr drayverlarning umumiy sonidagi nazorat stantsiyalarining ulushi 80% dan oshadi.
1-ma'ruza
1.1. Fan va texnikaning bir tarmog'i sifatida elektr haydovchining rivojlanishi
Qadim zamonlardan beri inson mexanik energiya (ME) manbai bo'lgan og'ir jismoniy mehnatni mexanizmlar va mashinalar ishi bilan almashtirishga intilgan. Buning uchun transport va qishloq xo‘jaligi ishlarida, tegirmon va sug‘orish tizimlarida hayvonlarning mushak kuchidan, shamol va suv energiyasidan, keyinroq yoqilg‘ining kimyoviy energiyasidan foydalangan. Drayv shunday paydo bo'ldi - uchta sezilarli darajada farq qiluvchi qismdan iborat qurilma: dvigatel (D), mexanik uzatish moslamasi (MPU) va texnologik mashina (TM).
Dvigatelning maqsadi: har xil turdagi energiyani mexanik energiyaga aylantirish. MPU ME ni dvigateldan TM ga o'tkazish uchun mo'ljallangan. U uzatiladigan ME miqdoriga ta'sir qilmaydi (yo'qotishlarni hisobga olmagan holda), lekin u o'z parametrlarini o'zgartirishi mumkin va harakat turlarini muvofiqlashtirish uchun u kamar, zanjir, tishli yoki boshqa mexanik uzatish shaklida amalga oshiriladi.
Texnologik mashinada ME qayta ishlanayotgan material yoki mahsulotning xususiyatlarini, holatini, shakli yoki holatini o'zgartirish uchun ishlatiladi.
Zamonaviy drayvlarda ME manbai sifatida turli xil elektr motorlar (EM) ishlatiladi. Ular elektr energiyasini (EE) mexanik energiyaga aylantiradi va shuning uchun haydovchi elektr haydovchi (EA) deb ataladi. Uning funktsional diagrammasi rasmda ko'rsatilgan. 1.1. Nomlangan elementlarga qo'shimcha ravishda uning tarkibi boshqariladigan konvertorni (P) o'z ichiga oladi, uning yordamida EE tarmoqdan ED ga etkazib beriladi.
Konverterni boshqarish signalini o'zgartirish orqali U da, siz tarmoqdan keladigan EE miqdorini EDga o'zgartirishingiz mumkin. Natijada, dvigatel tomonidan ishlab chiqarilgan va HM tomonidan qabul qilingan ME miqdori o'zgaradi. Bu, o'z navbatida, texnologik jarayonning o'zgarishiga olib keladi, uning samaradorligi sozlanishi qiymat bilan tavsiflanadi. y(t).
Elektr haydovchisini yaratishda ustuvorlik rus olimlariga tegishli
B.S. Yakobi va E.H. 1834 yilda DC motorini ixtiro qilgan va 1838 yilda uni qayiqlarni harakatlantirish uchun ishlatgan Lenz. Biroq, dvigatelning nomukammalligi va elektr energiyasining iqtisodiy bo'lmagan manbai (galvanik batareya) bu elektr haydovchiga amaliy qo'llanilishini topishga imkon bermadi.
19-asrning o'rtalarida bosma va to'quv mashinalari uchun DC motorli ED dan foydalanishga urinishlar Frantsiya va Italiya olimlari tomonidan amalga oshirildi. Biroq, DC tizimi qoniqarli yechimni ta'minlamadi. 1890 yilga kelib, umumiy qo'zg'atuvchi vosita kuchining atigi 5% elektr motorlari edi.
Elektr haydovchining keng qo'llanilishi 1889-1891 yillarda rus muhandisi Dolivo-Dobrovolskiy tomonidan uch fazali o'zgaruvchan tok tizimi va uch fazali asenkron motor ixtirosi bilan bog'liq. Uch fazali tizimning soddaligi, elektr energiyasini markazlashtirilgan ishlab chiqarish imkoniyati, uni taqsimlashning qulayligi 1927 yilga kelib, haydovchi motorlarning umumiy quvvatining 75 foizini elektr motorlari tashkil etishiga olib keldi.
Hozirgi vaqtda sanoatning etakchi tarmoqlarida elektr haydovchilarning o'rnatilgan quvvatining barcha turdagi (termik, gidravlik, pnevmatik) dvigatellari bo'lgan drayvlarning umumiy o'rnatilgan quvvatiga nisbati 100% ga yaqinlashmoqda. Bu elektr motorlarining turli quvvatlar (vattning yuzdan bir qismidan o'n minglab kilovattgacha) va aylanish tezligi (daqiqada milning aylanish fraktsiyalaridan bir daqiqada bir necha yuz ming inqilobgacha) uchun ishlab chiqarilganligi bilan belgilanadi; EP agressiv suyuqliklar va gazlar muhitida past va yuqori haroratlarda ishlaydi; konvertorning boshqarilishi tufayli EP texnologik jarayonning borishini osonlik bilan tartibga soladi, TM ishchi organlari harakatining turli parametrlarini ta'minlaydi; u yuqori samaradorlikka ega, ishlashda ishonchli va atrof-muhitni ifloslantirmaydi.
Hozirgi vaqtda Ukrainada elektr generatorlarining umumiy o'rnatilgan quvvati 50 million kVt dan oshadi. Bunday quvvatni barcha kuchlanish darajalarida taqsimlash uchun elektr tarmoqlari ham yaratilgan.
Biroq, birinchi navbatda, sanoat ishlab chiqarishining pasayishi tufayli Ukrainada real elektr energiyasi iste'moli belgilangan quvvatning yarmi hisobidan ta'minlanadi. Bunday muhim energiya zaxirasi energiya tejovchi yangi texnologiyalarni joriy etish, zamonaviy yuqori texnologiyali mahsulotlarni ishlab chiqarish, ishlab chiqarishni avtomatlashtirish va mexanizatsiyalashni yanada rivojlantirish bilan bog'liq bo'lgan Ukraina ishlab chiqaruvchi kuchlarini rivojlantirish uchun ishonchli asosdir. Yuqoridagi barcha vazifalarni istisnosiz hal qilish har xil elektr yuritma tizimlarini qo'llash, mavjud iste'mol tuzilmasida allaqachon 70% ga yaqinlashayotgan elektr haydovchi tomonidan elektr energiyasini iste'mol qilishni oshirish bilan ta'minlanadi.
1.2. Avtomatlashtirilgan elektr drayvlarni boshqarish tizimlarini qurish tamoyillari
Zamonaviy elektr haydovchining o'ziga xos xususiyati shundaki, u konvertorni boshqarish signalini o'z ichiga oladi U da shaxsning bevosita ishtirokisiz maxsus avtomatik boshqaruv moslamasi (AUD) tomonidan shakllantiriladi. Bunday boshqaruv avtomatik deb ataladi va elektr haydovchi avtomatlashtirilgan (AED) deb ataladi.
AED boshqaruv tizimini, boshqa har qanday avtomatik boshqaruv tizimi kabi, axborotni qabul qiluvchi va qayta ishlaydigan tizim sifatida ko'rib chiqish mumkin.
Birinchi kanal boshqariladigan o'zgaruvchining kerakli qiymati haqida ma'lumot hosil qiladi q(t)(ta'sir o'rnatish).
Ikkinchi kanalda sensorlar yordamida boshqariladigan o'zgaruvchining haqiqiy qiymati haqida ma'lumot olish mumkin. y(t) yoki RaIni tavsiflovchi boshqa qiymatlar.
Uchinchi kanal boshqaruv tizimiga bezovta qiluvchi ta'sirlar haqida ma'lumot berishi mumkin f i (t) signal sifatida x i (t).
Amaldagi axborot kanallari soniga qarab, avtomatlashtirilgan elektr haydovchi uchun boshqaruv tizimini qurishning uchta printsipi mavjud:
1) ochiq nazorat tamoyili;
2) yopiq nazorat tamoyili;
3) qo'shma boshqaruv tamoyili.
Keling, AED boshqaruv tizimlarining funktsional diagrammalarini ko'rib chiqaylik.
Ochiq boshqaruv printsipi asosida qurilgan AED boshqaruv tizimi ochiq tizim deb ataladi. U faqat bitta ma'lumot kanalidan foydalanadi - boshqariladigan o'zgaruvchining kerakli qiymati haqida q(t). Bunday boshqaruv tizimining funksional sxemasi 1.2-rasmda ko'rsatilgan.
Oldingi holatda bo'lgani kabi, ACU kirishidagi yig'ish tugunlari haqida ma'lumot oladi q(t). Ko'rsatuvchi strelka q(t), yig'ish tugunining soyasiz sektoriga yo'naltiriladi. Bu shuni anglatadiki, sozlash signali "+" belgisi bilan yig'ish tuguniga kiradi.
Avtomatik boshqaruv moslamasi konvertorni boshqarish signalini hosil qiladi U y, faqat harakatlantiruvchi kuchning qiymati haqidagi ma'lumotlardan foydalanish q(t), bu buyruq organidan (CO) ACU kirishiga beriladi. Funktsional diagrammaning har bir elementiga bezovta qiluvchi ta'sirlar ta'sir qilishi natijasida f i (t), texnologik mashinaga etkazib beriladigan mexanik energiya miqdori va shuning uchun zarba
Guruch. 1.2 - AED uchun ochiq tsiklli boshqaruv tizimining funktsional diagrammasi
texnologik operatsiyalar o'zgaradi. Natijada, boshqariladigan o'zgaruvchining haqiqiy qiymati y(t) talab qilingan qiymatdan sezilarli darajada farq qilishi mumkin q(t). Stabil holatda boshqariladigan o'zgaruvchining istalgan va haqiqiy qiymati o'rtasidagi farq (nazorat qilinadigan o'zgaruvchi bo'lganda y(t) vaqt o'tishi bilan o'zgarmaydi) boshqaruv xatosi deyiladi Dx(t)=q(t)–y(t).
Ochiq tsiklli AED tizimlari boshqaruv xatosining paydo bo'lishi texnologiyada sezilarli yo'qotishlarga olib kelmasa (TM unumdorligining pasayishi, mahsulot sifatining pasayishi va boshqalar) qo'llaniladi.
Aks holda, nazorat xatosining paydo bo'lishi texnologik jarayonning samaradorligini sezilarli darajada pasaytirganda, AED boshqaruv tizimini qurish uchun yopiq boshqaruv printsipi qo'llaniladi. Bunday tizim yopiq tizim deb ataladi.
U ikkita ma'lumot kanalidan foydalanadi: boshqariladigan o'zgaruvchining talab qilinadigan qiymati haqidagi ma'lumotlarga q(t) boshqariladigan o'zgaruvchining haqiqiy qiymati haqidagi ma'lumotlar qo'shiladi y(t). Bunday boshqaruv tizimining funksional diagrammasi 1.3-rasmda keltirilgan.
Boshqariladigan o'zgaruvchining haqiqiy qiymati haqida ma'lumot y(t) asosiy teskari aloqa (GOS) yordamida yig'ish tuguniga beriladi. Aytishlaricha, GOS boshqaruv tizimini uning chiqishini kirishga ulab “yopib qo‘yadi”.
Ko'rsatuvchi strelka y(t), yig'ish tugunining soyali sektoriga yo'naltiriladi, ya'ni. GOS signali "-" belgisi bilan yig'ish tuguniga kiradi va shuning uchun GOS salbiy teskari aloqa deb ataladi.
Guruch. 1.3 - AED ning yopiq boshqaruv tizimining funktsional diagrammasi.
Signallarni algebraik (belgini hisobga olgan holda) qo'shish natijasida yig'ish tugunida q(t) va y(t) nazorat xatosining kattaligi va belgisi aniqlanadi Dx(t)= +q(t) – y(t). Xato signali ACU ning kirishiga beriladi. Buning yordamida ACU belgilangan nuqtaning haqiqiy nisbati va boshqariladigan o'zgaruvchining haqiqiy qiymati to'g'risidagi ma'lumotlar asosida konvertor P uchun boshqaruv signalini ishlab chiqarish orqali ED ga bunday miqdordagi EE etkazib berishni ta'minlaydi, va ME texnologik mashinasiga, nazorat xatosi maqbul qiymatga tushirilishi yoki nolga tushirilishi mumkin.
GOSga qo'shimcha ravishda, boshqaruv tizimida GOS (FOS) ga ichki turli xil fikrlar bo'lishi mumkin. Ular tizimning oraliq parametrlarini nazorat qiladi, bu esa nazorat jarayoni sifatini yaxshilaydi. Faqat GOS-ni o'z ichiga olgan tizim bir-loop deb ataladi va GOS-ga qo'shimcha ravishda VOS-ga ham ega bo'lgan tizim ko'p tsiklli deb ataladi.
Birlashtirilgan printsipga muvofiq qurilgan tizimda ikkita tuzilma birlashtirilgan - yopiq va ochiq. Asosiysi bo'lgan yopiq tizimga uchinchi axborot kanali orqali ochiq tuzilma qo'shiladi x 1 (t) asosiy bezovta qiluvchi ta'sir haqida f 1 (t). Tizimning funksional diagrammasi 1.4-rasmda keltirilgan.
Asosiysi, nazorat xatosining kattaligi bo'yicha eng katta komponentga ega bo'lgan bezovta qiluvchi effekt.
Guruch. 1.4 - Birlashtirilgan AED boshqaruv tizimining funktsional diagrammasi
Shaklda. 1.4 asosiysi uchun bezovta qiluvchi effekt olinadi f 1 (t). U oraliq element (PE) va u haqida ma'lumot tomonidan boshqariladi x 1 (t) yig'ish tuguniga oziqlanadi. Shu sababli, ACU konvertorni boshqarish signaliga komponentni kiritadi, bu ta'sirni qoplaydi f 1 (t) texnologik jarayon bo'yicha va nazorat xatosi miqdorini kamaytiradi. Boshqa bezovta qiluvchi ta'sirlarning xatoga ta'siri asosiy yopiq tizim tomonidan yo'q qilinadi.
Ko'rib chiqilgan misollar "avtomatlashtirilgan elektr haydovchi" tushunchasini aniqlashga imkon beradi.
Avtomatlashtirilgan elektr haydovchi elektromexanik tizim bo'lib, unda birinchi navbatda elektr energiyasini mexanik energiyaga aylantirish amalga oshiriladi. Bu energiya orqali texnologik mashinaning ishchi organlari harakatga keltiriladi. Va, ikkinchidan, TM ning kerakli barqaror va vaqtinchalik ish rejimlarini ta'minlash uchun energiya konversiyasi jarayoni boshqariladi.
2-ma'ruza
1.3. AEP boshqaruv tizimlarining tasnifi
AED boshqaruv tizimlarini tasniflash ko'plab mezonlarga ko'ra amalga oshirilishi mumkin: vosita oqimining turiga ko'ra tizimlar o'zgaruvchan va to'g'ridan-to'g'ri oqimga bo'linadi. Axborot va boshqaruv signallari turi bo'yicha - uzluksiz va diskret tizimlarga. Boshqarish jarayonlarini tavsiflovchi tenglamalar xususiyatiga qarab - chiziqli va chiziqli bo'lmagan tizimlarga. Ko'pincha ular konvertor yoki asosiy uskunaning turiga ko'ra bo'linadi: tizim - DC generator - dvigatel (G-D); tizim - tiristorli konvertor - vosita (TP-D); tizim - tiristor chastota konvertori - vosita (TPCh-D) va boshqalar.
Biroq, AED boshqaruv tizimlarini texnologik jarayonlarda bajaradigan funktsiyalariga ko'ra tasniflash eng keng tarqalgan. Bunday beshta funktsiya mavjud.
1. Ishga tushirish, tormozlash, orqaga qaytarish jarayonlarini boshqarish tizimlari. Ular orasida, o'z navbatida, tizimlarning uchta guruhini ajratib ko'rsatish mumkin.
Birinchi guruh tizimlari ochiq. Ular sincap-kafesli rotorli asenkron motorli elektr drayvlarda qo'llaniladi. Konverter dvigatelni to'g'ridan-to'g'ri tarmoqqa ulaydigan quvvatni almashtirish moslamasidan (SPU) iborat. Barcha boshqaruv uskunalari - o'rni harakati (kontakt yoki kontaktsiz).
Ikkinchi guruhning boshqaruv tizimlari ham ochiq davrdir. Ular DC motorli elektr drayvlarda va fazali rotorli asenkron motorlarda qo'llaniladi, ular dvigatelning quvvat davrlarida rezistorlar yoki boshqa elementlarning bosqichma-bosqich almashinishini ta'minlaydigan STC ning yanada murakkab tuzilishiga ega. Ular avtomatik ishga tushirish va to'xtatish nazoratini ta'minlaydi, bu esa vosita oqimi va momentini cheklaydi. SPUni qo'lda boshqarish bilan tezlikni kichik diapazonda boshqarish mumkin.
Uchinchi guruh tizimlari ishga tushirish, tormozlash, orqaga qaytarishning optimal jarayonlarini amalga oshirish uchun mo'ljallangan. Bu holda optimal deb minimal vaqt ichida sodir bo'ladigan vaqtinchalik jarayonlar tushuniladi. Bu ishga tushirish va tormozlash jarayonida vosita momentining qiymatini ruxsat etilgan qiymat darajasida saqlash orqali ta'minlanadi.
Bunday tizimlar uzluksiz ishlaydigan elektr drayvlarda, barqaror holat vaqti qisqa yoki umuman yo'q bo'lganda qo'llaniladi. Shuning uchun nazorat xatosining paydo bo'lishi texnologiyada yo'qotishlarga olib kelmaydi va tizimda GOS bo'lmasligi mumkin.
Bunday tizimdagi yopiq boshqaruv zanjiri vosita momenti (oqimi) bo'yicha salbiy teskari aloqa orqali hosil bo'ladi. 1.4-rasmda u BOS sifatida ko'rsatilgan. Bunday holda, vosita momenti boshqariladigan o'zgaruvchiga aylanadi. Shuning uchun, ACU ishga tushirish va tormozlash jarayonida moment kerakli darajada saqlanadi yoki talab qilinadigan qonunga muvofiq vaqt o'tishi bilan o'zgarib turadigan tarzda P boshqaruv signalini hosil qiladi.
2. Boshqariladigan o'zgaruvchining doimiy o'rnatilgan qiymatini saqlash tizimlari (stabilizatsiya tizimlari). Sozlanishi mumkin bo'lgan qiymatlar TM ishchi organi va vosita milining harakatini tavsiflovchi qiymatlar - tezlik, tezlashtirish, moment, quvvat va boshqalar.
Stabilizatsiya tizimlari yopiq printsip asosida qurilgan va 1.4-rasmda ko'rsatilgan funktsional diagrammaga ega bo'lishi mumkin. Bunday tizimda haydash signali q(t)=const. Shuning uchun, boshqariladigan o'zgaruvchini kamaytirish y(t), bezovta qiluvchi ta'sir ko'rinishidan kelib chiqqan f 1 (t), ACU kirishida boshqaruv xatosi signalining oshishiga olib keladi. Avtomatik boshqaruv moslamasi unda qo'llaniladigan boshqaruv qonuniga (regulyator turi) qarab konvertorni boshqarish signalini hosil qiladi. Proportsional nazorat qonuni bilan regulyator (P - regulyator) sifatida birlikdan kattaroq daromadga ega bo'lgan proportsional (kuchaytiruvchi) aloqadan foydalaniladi. Shuning uchun, signalning oshishi bilan P - kontrollerning kirishidagi xatolik va konvertorning boshqaruv signali ortadi. Natijada, EE va ME miqdori ortadi, bu esa o'sishiga olib keladi y(t) va nazorat xatosini kamaytirish. Biroq, uni to'liq qoplash mumkin emas, chunki bu holda P-regulyatorning kirish va chiqishidagi signallar nolga teng bo'ladi, EE dvigatelga berilmaydi va texnologik jarayon to'xtaydi.
Boshqarish xatosi nolga kamaymaydigan, faqat qabul qilinadigan qiymatga tushadigan stabilizatsiya tizimi statik deyiladi.
Proportsional - integral nazorat qonuni bilan regulyator parallel ravishda bog'langan ikkita bo'g'indan iborat - proportsional va integral (P-I - regulyator). Xato signali ikkala havolaning kirishiga bir vaqtning o'zida keladi. Regulyatorning proportsional qismi, avvalgi holatda bo'lgani kabi, xato signalini kuchaytiradi. Tekshirish moslamasining ajralmas qismi xato signalini umumlashtiradi, ya'ni. kontroller kiritishida xato signali mavjud ekan, uning chiqishi ortadi. Tekshirish moslamasining chiqish signali (konvertorni boshqarish signali) proportsional va integral qismlarning chiqish signallari yig'indisi bo'lganligi sababli, boshqaruvchining kirishida xato signali mavjud ekan, uning chiqish signali ortadi. Natijada, tizimdagi EE va ME miqdori ortadi va boshqaruv xatosi kamayadi. Tekshirish moslamasining kirishidagi xato signali nolga tenglashganda, boshqaruvchi chiqishidagi signal noldan katta bo'ladi, chunki boshqaruvchining ajralmas qismi, signal uning kirishida yo'qolgandan so'ng, umumiy qiymatini eslab qoladi. chiqish signali. Dvigatelga EE yetkazib beriladi va texnologik jarayon davom etadi.
Boshqarish xatosi nolga tushirilgan stabilizatsiya tizimi astatik deb ataladi.
Proportsional - integral - differensial nazorat qonuni bilan, P, I. ga parallel ravishda - bog'lanishlar farqlovchi zvenoni (P - I - D - regulyator) o'z ichiga oladi.
Differensial qismning chiqish signali nazorat xatosi signalining o'zgarish tezligiga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir. Regulyatorning P, I qismlarining signallari bilan xulosa qilib, u qo'shimcha ravishda konvertorni boshqarish signalini va dvigatelga etkazib beriladigan EE miqdorini oshiradi. Bu dinamik boshqaruv xatosini kamaytirishga yordam beradi, ya'ni. tizimdagi o'tish davrida boshqariladigan o'zgaruvchining istalgan va haqiqiy qiymati o'rtasidagi farq.
Stabilizatsiya tizimlari har qanday jarayon parametrini aniq ushlab turish zarur bo'lgan hollarda, shuningdek dvigatel tezligini keng diapazonda tartibga solishda qo'llaniladi.
Ishga tushirish va tormozlash jarayonlarini shakllantirish uchun stabilizatsiya tizimi vosita momentida ichki fikrga ega bo'lishi mumkin (1.4-rasmdagi BOS).
Asosiy bezovta qiluvchi effekt uchun ochiq boshqaruv kanali statik tizimlarda boshqaruv xatosini kamaytiradi.
3. Kuzatuv tizimlari. Stabilizatsiya tizimlari kabi ular yopiq printsip asosida qurilgan. Biroq, haydash signali q(t) ular tasodifiy qonunga va boshqariladigan o'zgaruvchining haqiqiy qiymatiga muvofiq o'zgaradi y(t) ushbu qonunni takrorlash (kuzatish) kerak.
Ular texnologik mashinalarda qo'llaniladi, ular kirish mili har qanday burchak ostida aylantirilganda, chiqish mili kirishni "kuzatib boradi" va bir xil burchak ostida aylanishini talab qiladi.
Millarning pozitsiyalari mos kelganda q(t) = y(t) va nazorat xatosi nolga teng. Kirish milining o'rnini o'zgartirganda q(t) ≠ y(t). ACU kirishida xato signali paydo bo'ladi, konvertor dvigatelga EE ni beradi va chiqish mili kirish holatini olmaguncha aylanadi.
4. Dasturlarni boshqarish tizimlari. Ular bir nechta elektr haydovchiga ega texnologik mashinalarda qo'llaniladi. Ushbu drayvlar ochiq va yopiq konfiguratsiyalarda tuzilishi mumkin. Ular uchun umumiy - oldindan belgilangan dasturga muvofiq har bir elektr haydovchining tartibga solinadigan qiymatining belgilangan qiymatini o'zgartiradigan qurilma. Shu bilan birga, alohida ishchi organlarning motorlari avtomatik ravishda ishga tushadi, belgilangan tezliklarda yoki teskari harakatda ishlaydi va texnologik mashinaning harakatlanuvchi ishchi organlari bir-biriga xalaqit bermaydi.
5. Moslashuvchan tizimlar. Ular yopiq printsip bo'yicha qurilgan tizim, bezovta qiluvchi ta'sirlarning kutilmagan o'zgarishlari natijasida o'z funktsiyasini bajara olmaydigan hollarda qo'llaniladi, masalan, boshqariladigan o'zgaruvchini barqarorlashtirish.
Yopiq tizimning moslashuvini (sozlanishini) ta'minlash uchun uning tarkibiga qo'shimcha sxema kiritiladi, uning asosi hisoblash qurilmasi hisoblanadi. U miqdorni nazorat qiladi q(t), y(t), bezovta qiluvchi ta'sirlar f i (t), stabilizatsiya tizimining ishlashini tahlil qiladi va moslashish uchun zarur bo'lgan ACU parametrlari yoki tuzilishidagi o'zgarishlarni aniqlaydi.
3-ma'ruza
2.1. Qarshilik momentlari va kuchlarini, inersiya momentlarini va inersiya massalarini kamaytirish
Elektr haydovchining mexanik qismiga dvigatelning aylanuvchi qismi, mexanik uzatish moslamasi va texnologik mashinaning ishchi organi kiradi.
Dvigatelning aylanadigan qismi (armatur yoki rotor) mexanik energiya manbai bo'lib xizmat qiladi.
MPU yordamida dvigatelning aylanish harakati TM ishchi organining translyatsion harakatiga aylantiriladi yoki MPUning kirish va chiqish vallarining aylanish tezligi, aylanish tezligining nisbati o'zgartiriladi. dvigatel va ishchi organ muvofiqlashtiriladi. MPU sifatida silindrsimon va chuvalchangli uzatmalar, planetar uzatmalar, vintli gaykalar juftligi, krank, stend, kamar va zanjirli uzatmalar foydalanish mumkin.
TM ning ishchi organi mexanik energiya iste'molchisi bo'lib, uni foydali ishga aylantiradi. Ishchi organlarga tokarlik yoki burg'ulash mashinasining shpinli, konveyerning harakatlanuvchi qismi, ekskavator paqiri, lift kabinasi, kema pervanesi va boshqalar kiradi.
EPning mexanik qismining elementlari bir-biriga bog'langan va kinematik zanjir hosil qiladi, har bir element o'ziga xos harakat tezligiga ega, inersiya yoki inersiya massasi, shuningdek, momentlar to'plami yoki unga ta'sir qiluvchi kuchlar. Har qanday elementlarning mexanik harakati Nyutonning ikkinchi qonuni bilan belgilanadi. Ruxsat etilgan o'q atrofida aylanadigan element uchun harakat tenglamasi:
Qayerda 
elementga ta'sir etuvchi momentlarning vektor yig'indisi;
J elementning inersiya momenti;
aylanuvchi elementning burchak tezlanishidir.
Tarjima bilan harakatlanuvchi element uchun harakat tenglamasi quyidagi ko'rinishga ega:
,
Qayerda 
elementga ta'sir etuvchi kuchlarning vektor yig'indisi;
m elementning inertial massasi;
– translyatsion harakatlanuvchi elementning chiziqli tezlashishi.
Ushbu tenglamalardan foydalanib, har qanday elementning kinematik zanjirning qolgan qismi bilan o'zaro ta'sirini hisobga olish mumkin. Buni momentlar va kuchlarni, shuningdek, inersiya va inersiya massalari momentlarini keltirish orqali amalga oshirish qulay. Ushbu operatsiya (kamaytirish) natijasida haqiqiy kinematik sxema hisoblangan, energetik ekvivalent sxema bilan almashtiriladi, uning asosini harakati ko'rib chiqilayotgan element tashkil qiladi. Qoidaga ko'ra, bu element vosita mili M. Bu elektr haydovchi harakatining tabiatini va uning ishlash rejimini eng to'liq o'rganish imkonini beradi. Kinematik sxemaning parametrlarini bilib, texnologik mashinaning ishchi organining harakat turini aniqlash mumkin.
Qarshilik momentlarini bir aylanish o'qidan ikkinchisiga kamaytirish tizimdagi quvvat balansiga asoslanadi.
Texnologik operatsiya vaqtida ishchi organ o'z o'qi atrofida tezlik bilan aylanadi ω m va qarshilik momentini yaratadi M sm, quvvat sarflaydi R m =M sm ω m. MPUdagi quvvat yo'qotishlari qiymatni bo'lish orqali hisobga olinadi R m samaradorlik bo'yicha yuqish η P. Bu quvvat tezlikda aylanadigan vosita tomonidan ta'minlanadi ω va rivojlanish momenti M bilan, vosita milining aylanish o'qiga tushgan qarshilik momentiga teng M sm. Vakolatlarning tengligi asosida biz quyidagilarni olamiz:
.
Keyin qarshilikning kamaytirilgan momentini aniqlash ifodasi M bilan kabi ko'rinadi:
,
Qayerda 
- MPU ning vites nisbati.
Qarshilik kuchlarini keltirish shunga o'xshash tarzda amalga oshiriladi. TM ishchi organining translatsiya tezligi teng bo'lsa υ m texnologik operatsiya vaqtida esa qarshilik kuchi hosil bo'ladi F sm, keyin samaradorlikni hisobga olgan holda MPU quvvat balansi tenglamasi quyidagicha ko'rinadi:
.
Qarshilik momentining qisqarishi M bilan teng bo'ladi:
,
Qayerda 
MPU ning qisqarish radiusidir.
Kinematik sxemaning aylanuvchi elementlarining har biri inersiya momenti bilan tavsiflanadi J і . Inersiya momentlarini bir aylanish o'qiga keltirish bir o'qga tegishli bo'lgan qo'zg'alishning harakatlanuvchi qismlarining umumiy kinetik energiyasi o'zgarishsiz qolishiga asoslanadi. Inertsiya momentlari bo'lgan aylanuvchi qismlar mavjudligida J d , J 1 , J 2 , … J n va burchak tezligi ω, ω 1 , ω 2 , … ω n ularning dinamik harakatini inersiya momentiga ega bo'lgan bitta elementning harakati bilan almashtirish mumkin J va tezlikda aylanadi ω .
Bunday holda biz kinetik energiya balansi tenglamasini yozishimiz mumkin:
.
Dvigatel miliga tushgan umumiy inersiya momenti quyidagilarga teng bo'ladi:
,
Qayerda J d- rotorning (armaturaning) inersiya momenti M;
J 1 , J 2 , … J n kinematik sxemaning qolgan elementlarining inersiya momentlari.
Inertial massalarni keltirish m, translyatsion harakat ham kinetik energiya tengligi asosida amalga oshiriladi:
,
Demak, vosita miliga tushirilgan inersiya momenti quyidagilarga teng bo'ladi:
.
Qisqartirish operatsiyalari natijasida haqiqiy kinematik sxema hisoblangan, energetik ekvivalent sxema bilan almashtiriladi. Bu qattiq o'qda aylanadigan jismdir. Bu o'q vosita milining aylanish o'qidir. Bunga vosita momenti M va qarshilikning pasaytirilgan momenti ta'sir qiladi M bilan. Tana dvigatel tezligida aylanadi ω va kamaytirilgan inersiya momentiga ega J.
Elektr haydovchi nazariyasida bunday dizayn sxemasi bir massali mexanik tizim deb ataladi. Bu mutlaqo qattiq elementlar va bo'shliqlarsiz AED ning mexanik qismiga mos keladi.
Zamonaviy elektr haydovchi - bu elektromexanik energiya konvertorining (motor), quvvat konvertorining va boshqaruv moslamasining tizimli birligi. Texnologik o'rnatish algoritmiga muvofiq elektr energiyasini mexanik energiyaga aylantirishni ta'minlaydi. Sanoat, transport va kundalik hayotda elektr haydovchining ko'lami doimiy ravishda kengayib bormoqda. Hozirgi vaqtda dunyoda ishlab chiqarilgan barcha elektr energiyasining 60% dan ortig'i elektr motorlari tomonidan iste'mol qilinadi. Binobarin, energiya tejovchi texnologiyalarning samaradorligi asosan elektr haydovchining samaradorligi bilan belgilanadi. Yuqori samarali, ixcham va tejamkor harakatlantiruvchi tizimlarni ishlab chiqish zamonaviy texnologiyalarni rivojlantirishning ustuvor yo'nalishi hisoblanadi. O'tgan asrning so'nggi o'n yilligi energiya elektronikasida sezilarli yutuqlar bilan ajralib turdi - izolyatsiyalangan eshikli bipolyar tranzistorlar (IGBT), ular asosidagi quvvat modullari (stendlar va butun invertorlar), shuningdek, quvvatli aqlli modullar (IPM) sanoat ishlab chiqarishi. Mikroprotsessorlarni boshqarish tizimlariga to'g'ridan-to'g'ri ulanish uchun o'rnatilgan kalit himoyasi va interfeyslari o'zlashtirildi. Mikroprotsessor texnologiyasida integratsiya darajasining o'sishi va mikroprotsessorlardan o'rnatilgan maxsus periferik qurilmalar to'plamiga ega mikrokontrollerlarga o'tish analog boshqaruv tizimlarini tizimlar bilan ommaviy ravishda almashtirish tendentsiyasiga olib keldi. to'g'ridan-to'g'ri raqamli nazorat. To'g'ridan-to'g'ri raqamli boshqaruv nafaqat mikrokontrolderdan quvvat konvertorining har bir tugmasi (agar mavjud bo'lsa, invertor va boshqariladigan rektifikator) tomonidan to'g'ridan-to'g'ri boshqarishni emas, balki mikrokontrollerga turli xil qayta aloqa signallarini to'g'ridan-to'g'ri kiritish imkoniyatini ham anglatadi (signal turidan qat'iy nazar: diskret, analog yoki impuls) so'ngra mikrokontroller ichida apparat va dasturiy ta'minotni qayta ishlash. Shunday qilib, to'g'ridan-to'g'ri raqamli boshqaruv tizimi ko'p sonli qo'shimcha interfeys platalarini rad etishga va bitta taxtali haydovchi boshqaruv kontrollerlarini yaratishga qaratilgan. Cheklovda o'rnatilgan boshqaruv tizimi bitta chipli sifatida ishlab chiqilgan va quvvat konvertori va boshqaruvchi dvigatel bilan birgalikda tizimli ravishda bir butunga - mexatronik harakat moduliga birlashtirilgan.
Elektr haydovchining umumlashtirilgan tuzilishini ko'rib chiqing (6.25-rasm). Unda ikkita o'zaro ta'sir qiluvchi kanalni ajratish mumkin - energiyani elektrdan mexanikaga o'tkazish va aylantirishni amalga oshiradigan quvvat va axborot.
Elektr haydovchiga qo'yiladigan talablarga ko'ra, elektromexanik konvertor sifatida turli xil elektr mashinalari qo'llaniladi: asinxron va sinxron o'zgaruvchan tok, kollektor va cho'tkasiz to'g'ridan-to'g'ri oqim, pog'onali, klapan-reaktiv, valf-induktor va boshqalar.
Axborot kanali energiya oqimini boshqarish, shuningdek, tizimning holati va ishlashi to'g'risidagi ma'lumotlarni yig'ish va qayta ishlash, uning nosozliklarini tashxislash uchun mo'ljallangan. Axborot kanali quvvat kanalining barcha elementlari bilan, shuningdek, operator, boshqa elektr haydovchi tizimlari va yuqori darajadagi boshqaruv tizimi bilan o'zaro ta'sir qilishi mumkin.
Guruch. 6.25. Elektr haydovchining umumlashtirilgan tuzilishi
Uzoq vaqt davomida o'zgaruvchan tezlikli drayverlardan ommaviy foydalanish ikki omil bilan cheklandi:
quvvat yarimo'tkazgichli qurilmalarning oqimlari, kuchlanishlari va kommutatsiya chastotalarining nisbatan kichik ruxsat etilgan qiymatlari;
analog shaklda yoki kichik va o'rta darajadagi integratsiyaning raqamli mikrosxemalarida amalga oshirilgan boshqaruv algoritmlarining murakkabligini cheklash.
Yuqori oqim va kuchlanish uchun tiristorlarning ko'rinishi doimiy elektr haydovchi uchun statik konvertor muammosini hal qildi. Shu bilan birga, quvvat davri bo'ylab tiristorlarni majburiy yopish zarurati chastota bilan boshqariladigan AC elektr haydovchi uchun avtonom invertorlarni yaratishni sezilarli darajada murakkablashtiradi. Xorijiy adabiyotlarda MOSFET (Metal - Oksid - Semiconductor Field Effect Tranzistor) deb nomlangan kuchli to'liq boshqariladigan dala effektli tranzistorlar va izolyatsiyalangan bipolyar tranzistorlar IGBT (Isolated Gate Bipolyar Transistor) konvertor texnologiyasining jadal rivojlanishiga olib keldi. chastota konvertorlari bilan asenkron elektr drayvlar doirasini doimiy ravishda kengaytirish. Chastota bilan boshqariladigan elektr haydovchini ommaviy joriy qilish imkoniyatini keltirib chiqaradigan yana bir omil - etarli hisoblash quvvatiga ega bo'lgan bitta chipli mikrokontrollerlarning yaratilishi.
Dunyoning etakchi qo'zg'alish tizimlari ishlab chiqaruvchilari mahsulotlarini va ushbu sohada nashr etilgan ilmiy tadqiqotlar materiallarini tahlil qilish elektr haydovchi rivojlanishining quyidagi aniq tendentsiyalarini qayd etish imkonini beradi:
Doimiy to'lqinli dvigatelli qo'zg'alish tizimlarining ulushi doimiy ravishda kamayib bormoqda va ulushi haydovchi tizimlari dvigatellar bilan o'zgaruvchan tok. Bu mexanik kommutatorning past ishonchliligi va o'zgaruvchan tok dvigatellari bilan solishtirganda DC kollektorli motorlarning yuqori narxiga bog'liq. Mutaxassislarning fikriga ko'ra, keyingi asrning boshida doimiy to'lqinli drayvlar ulushi drayvlar umumiy sonining 10% gacha kamayadi.
Hozirda asosiy dastur hisoblanadi sincap qafasli asenkron motorlar bilan drayvlar. Ushbu drayverlarning aksariyati (taxminan 80%) tartibga solinmagan. Statik chastotali konvertorlar narxining keskin kamayishi tufayli ulush chastota bilan boshqariladigan asenkron elektr drayvlar tez ortadi.
DC kollektor drayvlariga tabiiy alternativa drayvlardir valf, ya'ni elektron kommutatsiya qilingan dvigatellar. ijrochi sifatida DC cho'tkasiz mashinalar(BMPT), doimiy magnitlardan qo'zg'aluvchi yoki elektromagnit qo'zg'aluvchan (yuqori quvvatlar uchun) sinxron motorlar asosan ishlatiladi. Ushbu turdagi haydovchi mashinasozlik va robototexnika uchun eng istiqbolli hisoblanadi, ammo u eng qimmat hisoblanadi. Sinxron istaksiz motorni aktuator sifatida ishlatish orqali xarajatlarni biroz kamaytirishga erishish mumkin.
Ko'pgina mutaxassislarning prognozlariga ko'ra, keyingi asrning drayveri unga asoslangan bo'ladi o'chirilgan istalmagan vosita(KO'RINISH). Ushbu turdagi dvigatellar ishlab chiqarish oson, ishlab chiqariladi va arzon. Ular hech qanday sariq yoki magnitsiz passiv ferromagnit rotorga ega. Shu bilan birga, haydovchining yuqori iste'mol xususiyatlari faqat zamonaviy quvvat elektronikasi bilan birgalikda kuchli mikroprotsessorli boshqaruv tizimidan foydalanish orqali ta'minlanishi mumkin. Dunyodagi ko'plab ishlab chiquvchilarning sa'y-harakatlari ushbu sohada jamlangan. Oddiy ilovalar uchun o'z-o'zidan qo'zg'aluvchan bo'lgan induktorli motorlar istiqbolli bo'lib, tortish drayvlari uchun stator tomondan mustaqil qo'zg'aluvchan bo'lgan induktorli motorlar istiqbolli. Ikkinchi holda, an'anaviy DC drayverlarga o'xshash ikki zonali tezlikni boshqarish imkoniyati mavjud.
6.2.1. Asenkron elektr drayvlar
skaler nazorat bilan
Skalar nazorat usullari kerakli statik xususiyatlarga erishishni ta'minladi va "sokin" yuk bilan elektr drayvlarda qo'llanildi. Ushbu tizimlarning kirishida, qoida tariqasida, kirish signalining o'sish (pasayish) tezligini tizimdagi jarayonlarni barqaror deb hisoblash mumkin bo'lgan qiymatgacha cheklaydigan intensivlik generatorlari yoqildi, ya'ni. atama tenglamada e'tibordan chetda qolishi mumkin , kabi.
Shaklda. 6.26 magnit konturning to'yinganligini hisobga olmaydigan chiziqli model uchun barcha to'rtta nazorat qonuni uchun asenkron sincap kafesli motorning mexanik xususiyatlarini ko'rsatadi. Qayta takrorlash kerakki, sanab o'tilgan nazorat qonunlari keng tarqalgan bo'lib qo'llanilgan va o'zlarini elektr drayvlarida yaxshi isbotlagan, bu erda nazorat tezligi talab qilinmaydi va yuk momentida keskin o'zgarishlar bo'lmaydi.
Guruch. 6.26. AKZ ning mexanik xususiyatlari
turli nazorat qonunlari ostida
Ushbu qonunlarning eng oddiyi birinchisi: Sinusoidal PWM bilan invertordan foydalanganda ushbu qonun ko'plab kompaniyalar tomonidan ishlab chiqarilgan va bozorda taklif qilinadigan deyarli barcha yarimo'tkazgich konvertorlarida qo'llaniladi. Ushbu qonunning qulayligi shundaki, elektr haydovchi tezlikni salbiy teskari aloqasiz ishlashi va tezlikni boshqarishning cheklangan diapazonida mexanik xususiyatlarning tabiiy qattiqligiga ega bo'lishi mumkin.
Skayar boshqaruvga ega elektr drayvlarda tezlikni tartibga solish yoki barqarorlashtirish uchun chastota va kuchlanish o'rtasidagi boshqa munosabatlar ham qo'llaniladi. Ushbu nisbatni tanlash yuk momentiga bog'liq va ortiqcha yuk ko'tarish qobiliyatini saqlash shartlaridan kelib chiqadi:
qayerda M max - maksimal qisqa tutashuv momenti, L H - mashina miliga yuklanish momenti.
Faraz ostidagi (6.15) talabni qondiradigan kuchlanish va chastota o'zgarishi qonuni rs= 0, o'rnatilgan
M.P. Kostenko. Ushbu qonun shaklga ega
qayerda U NOM,f NOM,L NOM - mashinaning pasport ma'lumotlarida ko'rsatilgan nominal qiymatlar.
Agar momentni o'zgartirish qonuni oldindan ma'lum bo'lsa, u holda inverterning chiqishidagi kuchlanish va chastotaning kerakli nisbati aniqlanishi mumkin. Mashina milidagi uchta klassik yuk turini ko'rib chiqing:
MH= const, ; P H = M H wm = const, ; . (6.16)
Bozordagi konvertorlar ko'pincha barcha uchta qonunni moslashtirish uchun qayta konfiguratsiya qilish uchun mo'ljallangan. Ko'rib chiqilgan qonunlarni amalga oshiradigan elektr qo'zg'aysan sxemasi rasmda ko'rsatilgan. 6.27. Funktsional konvertor (FC) yukning tabiati bilan belgilanadigan (6.16) bog'liqliklardan birini amalga oshiradi. Yarimo'tkazgich konvertori (SC) avtonom inverterni va uning boshqaruv tizimini o'z ichiga oladi, yuqorida aytib o'tilganidek, intensivlik generatori (SI), asta-sekin o'sib borayotgan kirish signalini hosil qiladi. Bunday holda, chalg'igan tezlikni oshirish to'g'ridan-to'g'ri ishga tushirish paytida kuzatiladigan moment va oqimning kuchli tebranishlari bilan birga bo'lmaydi.
Guruch. 6.27. Ochiq asinxronning funksional diagrammasi
Murakkab yuklamalar uchun teskari aloqa yordamida amalga oshiriladigan skalyar tartibga solishning boshqa qonunlari qo'llaniladi. Ushbu qonunlar yuqorida asinxron mashinaning barqaror holatda ishlashini tahlil qilish asosida muhokama qilinadi.
Avtonom oqim invertorlari bo'lgan elektr drayverlarni qurishda qo'llaniladigan boshqa skaler nazorat qonunini ko'rib chiqing - bu ps qonuni R= const.
Ushbu qaramlikni elektr haydovchiga amalga oshirish funktsional diagrammada ko'rsatilgan (6.28-rasm). Bunday tizimlar chastotali oqim deb ataladi.
Tizimdagi PP bloki ikki usulda amalga oshirilishi mumkin. Birinchi holda (6.28-rasm) u boshqariladigan rektifikator, ketma-ket induktiv filtr va avtonom invertorni o'z ichiga oladi. Shuni ta'kidlash kerakki, induktiv filtr inverterga oqim manbai xususiyatini beradi. Bunday oqim manbai parametrik deb ataladi.
Guruch. 6.28. Asinxronning funksional diagrammasi
skalyar boshqaruvli elektr haydovchi
6.2.2. Asenkron elektr drayvlar
vektor nazorati bilan
Shaklda. 6.29 vektor nazorati bilan o'zgaruvchan tok drayvining tuzilishi ko'rsatilgan. Ijrochi vosita sifatida faol magnetoelektrik rotorli sinxron vosita yoki sinxron istalmagan vosita ishlatilishi mumkin. Bundan tashqari, ushbu tuzilmani bipolyar ta'minot bilan uch fazali kommutatsiyalangan istalmagan motorlarni, shuningdek, cho'tkasi bo'lmagan DC motorlar rejimida step motorlarini boshqarish uchun foydalanish mumkin.
Quvvat konvertori sifatida IGBT kalitlari yoki aqlli quvvat modullariga asoslangan invertor ishlatiladi. To'g'ridan-to'g'ri chiqishlarga ulangan inverter kalit drayverlari PWM generatori mikrokontroller ishlaydi asosiy vektor impuls kengligi modulyatsiyasi(PWM vektor modulyatsiyasi), bu doimiy oqim kuchlanishidan maksimal darajada foydalanish va inverterdagi dinamik yo'qotishlarni minimallashtiradi (quyida batafsilroq).
Guruch. 6.29. Drayvning strukturaviy diagrammasi
AC vektor nazorati
Shakldagi struktura. 6.29 vosita rotorining holati uchun impulsli kodlovchidan foydalanishni nazarda tutadi. Sensordan kelgan signallar to'g'ridan-to'g'ri kontrollerga kiritiladi va maxsus periferik qurilma asosida amalga oshirilishi mumkin bo'lgan joylashuvni baholash blokida qayta ishlanadi - "kvadrat" ish rejimiga ega taymer. Rotorning mexanik holatining kodi dasturli ravishda mashinaning qutb bo'linmasi ichidagi rotorning elektr holatining kodiga aylantiriladi q. Tezlikni baholash blokini amalga oshirish uchun mikrokontrollerning maxsus periferik qurilmalaridan foydalanish mumkin, ularning ishlash printsipi dvigatelning yo'lning ma'lum bir qismini ishlab chiqishi uchun vaqt oralig'ini o'lchashga asoslangan. (tezlik hisoblagichlari), yoki umumiy maqsadli tashqi qurilmalar, masalan hodisa protsessorlari yoki tadbir menejerlari. Ikkinchi holda, "kvadrat" rejimida ishlaydigan taymer taqqoslash kanallaridan biri uchun asosdir. Dvigatel belgilangan masofani tugatgandan so'ng, taqqoslash uzilishi sodir bo'ladi. Ushbu uzilish uchun xizmat ko'rsatish tartibida protsessor oldingi uzilishdan keyingi vaqt oralig'ini aniqlaydi va joriy haydovchi tezligini w hisoblaydi. "Kadratura" rejimida ishlaydigan taymer impulsli kodlovchining bir aylanishidagi belgilar soniga muvofiq dastlabki ishga tushirishga imkon beradi, shuningdek, mos yozuvlar enkoderi yordamida uning holatini avtomatik ravishda tuzatish rejimiga ega bo'lishi maqsadga muvofiqdir. Tezlik hisoblagichi tezlikni o'lchash davridagi impulslar soni bo'yicha ham (1 dan 255 gacha) va vaqt bo'yicha sozlanishi mumkin bo'lgan aniqlik bilan (maksimal piksellar soni 50 - 100 ns, ruxsatni sozlash diapazoni 1:128) bilan ishlashi kerak. . Agar mikrokontrollerning periferik qurilmalari uchun yuqoridagi talablar bajarilsa, u holda tezlikni kamida 1:20000 diapazonida 0,1% dan kam bo'lmagan aniqlik bilan o'lchash mumkin bo'ladi. Elektr o'zgaruvchilarni o'lchash uchun mikrokontroller bo'lishi kerak o'rnatilgan ADC kamida 10 - 12 bit o'lchamlari va kamida 5 - 10 µs aylantirish vaqti bilan. Qoidaga ko'ra, sakkizta ADC kanali nafaqat fazali oqimning qayta aloqa signallarini, balki doimiy oqimdagi kuchlanish va oqimning qayta aloqa signallarini, shuningdek tashqi sozlash signallarini qabul qilish uchun etarli. Inverter va vosita himoyasini amalga oshirish uchun qo'shimcha analog signallar qo'llaniladi. Agar mikrokontroller avtomatik skanerlash va konversiya jarayonini boshlash imkonini bersa, ADC ning ishlashi samaraliroq bo'ladi. Bu odatda alohida periferik qurilma yordamida amalga oshiriladi - periferik tranzaksiya protsessori, yoki foydalanish ADC avtomatik ishga tushirish rejimi hodisa protsessoridan yoki PWM signal generatoridan. Bir vaqtning o'zida kamida ikkita analog signaldan namuna olish maqsadga muvofiqdir.
Vektorli PWM modulyatsiya blokida kuchlanish vektor komponentlari birinchi navbatda rotorning bo'ylama o'qi bilan bog'liq bo'lgan qutbli koordinata tizimiga (g, r) aylantiriladi, so'ngra rotorning joriy holatini hisobga olgan holda q, ishchi sektor. , tarmoq ichidagi burchak aniqlanadi va stator bilan bog'liq bo'lgan mutlaq koordinatalar tizimidagi bazaviy vektorlarning komponentlari. Dvigatel sariqlariga qo'llaniladigan kuchlanishlar U a, U b, U c hosil bo'ladi. Yuqorida sanab o'tilgan barcha koordinata o'zgarishlari (oldinga va teskari Park va Klark transformatsiyalari) real vaqtda amalga oshirilishi kerak. Vektorli boshqaruv tizimini amalga oshirish uchun ishlatiladigan mikrokontrollerning mavjudligi ma'qul o'rnatilgan funktsiyalar kutubxonasi samarali vosita boshqaruvi, shu jumladan koordinatalarni o'zgartirish funktsiyalari uchun moslashtirilgan. Ushbu funktsiyalarning har birini amalga oshirish vaqti bir necha mikrosekunddan oshmasligi kerak.
Asenkron motorlar uchun vektorni boshqarish tizimining o'ziga xos xususiyati rotor oqimi vektorining joriy burchak o'rnini baholaydigan qo'shimcha hisoblash birligidan foydalanish zarurati hisoblanadi. Bu dvigatelning matematik modeliga muvofiq tuzilgan differensial tenglamalar tizimining real vaqt rejimida yechimi asosida amalga oshiriladi. Tabiiyki, bunday operatsiya markaziy protsessorning qo'shimcha hisoblash resurslarini talab qiladi.
6.2.3. Valf va kontaktsiz
DC mashinalari
Kontaktsiz shahar mashinalari (BMPT) va valfli mashinalar (VM) yopiq tizimdagi sinxron vosita (6.30-rasm) rotor pozitsiyasi sensori (RPS), koordinatali konvertor (PC) va quvvat yarimo'tkazgich konvertori (PSC) yordamida amalga oshiriladi. ).
BMPT va VM o'rtasidagi farq faqat quvvat yarimo'tkazgich konvertorining chiqishida kuchlanish hosil bo'lishida. Birinchi holda, mashinaning sariqlarida impulsli kuchlanish (oqim) hosil bo'ladi. Ikkinchi holda, SPP chiqishida sinusoidal yoki kvazi-sinusoidal kuchlanish (oqim) hosil bo'ladi.
Shuni ta'kidlash kerakki, BMPTlar pog'onali mashinalardan farq qiladi, chunki ular yopiq kuchlanish ishlab chiqarish tizimiga kiritilgan. Ularda kuchlanish rotorning holatiga qarab hosil bo'ladi va bu ularning pog'onalilardan asosiy farqi bo'lib, bunda rotorning holati boshqaruv pulslari soniga bog'liq.
Guruch. 6.30. BMPT va VM ning funksional diagrammasi
Histerez va istaksiz motorlar sinxron mashinalar seriyasida bir-biridan ajralib turadi. Ushbu mashinalar elektr haydovchida kamdan-kam qo'llaniladi.
Boshqariladigan tizimlarda ko'rib chiqiladigan barcha turdagi sinxron mashinalar orasida valfli mashinalar eng istiqbolli hisoblanadi.
Bir qator ilovalarda, masalan, o'chirilgan istaksiz va cho'tkasi bo'lmagan DC dvigatellari bo'lgan drayvlar uchun, kommutatsiya oralig'ida vosita o'rashida ma'lum bir sobit oqim darajasini saqlab qolish juda etarli. Boshqarish tizimining tuzilishi sezilarli darajada soddalashtirilgan. Sxemaning o'ziga xos xususiyati (6.31-rasm) PWM generatori bir vaqtning o'zida ikkita funktsiyani ta'minlaydi: joylashuv sensori signallari bo'yicha vosita fazalarini avtomatik almashtirish va dvigatelga qo'llaniladigan kuchlanishni tartibga solish orqali oqimni ma'lum darajada ushlab turish. o'rashlar.
Agar generator o'rnatilgan bo'lsa, birinchi funktsiya avtomatik ravishda amalga oshirilishi mumkin chiqish boshqaruv bloki Voqea protsessoridan buyruqlarni qabul qiluvchi A. Ikkinchi funktsiya an'anaviy bo'lib, PWM chiqish signallarining ish aylanishini o'zgartirish orqali amalga oshiriladi. Dvigatel rotorining o'rnini baholash uchun Hall element enkoderi yoki undan qimmatroq impuls kodlovchisidan foydalanish mumkin. Birinchi holda, joylashuv sensori signallari kirishlarda mikrokontrollerga kiritiladi hodisa protsessorini yozib olish modullari.
Dvigatel tomonidan har bir butun qadamning bajarilishi hodisa protsessori tomonidan aniqlanadi va inverter tugmachalarini avtomatik almashtirishga olib keladi. Kodlovchidan har safar chekka olinganda sodir bo'ladigan uzilish ikkita qo'shni kommutatsiya orasidagi vaqtni va bundan tashqari, haydovchi tezligini baholash uchun ishlatiladi. Ikkinchi holda, siz vosita rotorining joriy holati va uning tezligi haqida aniqroq ma'lumot olishingiz mumkin, bu tezlik funktsiyasi sifatida kommutatsiya burchagini aqlli boshqarish bilan drayvlarda talab qilinishi mumkin. Shunday qilib, o'zgaruvchan tokning to'liq quvvatli vektorli boshqaruv tizimlari ularni amalga oshirish uchun yuqorida o'rnatilgan tashqi qurilmalarning keng doirasiga ega yuqori samarali mikrokontrollerlarni talab qiladi, ular hamkorlikni ta'minlaydi va markaziy protsessordan unga texnik xizmat ko'rsatish uchun minimal resurslarni talab qiladi.
Guruch. 6.31. Boshqarish tizimining blok diagrammasi
cho'tkasiz DC vosita
6.3. Quvvatli yarim o'tkazgich
tizimdagi konvertorlar
avtomatlashtirilgan elektr haydovchi
Avtomatlashtirish tizimlarida quvvatli yarim o'tkazgich konvertorlari elektr motorining tezligi va momentini tartibga solish funktsiyasini bajaradi. Ular quvvat iste'molchisi (odatda elektr motori) va asosiy quvvat manbai o'rtasida ulanadi (6.32-rasm). Ishlash printsipiga ko'ra, quvvat konvertorlari quyidagi asosiy turlarga bo'linadi:
boshqariladigan rektifikatorlar (HC), bu doimiy chastotali quvvat manbaining o'zgaruvchan, odatda sinusoidal kuchlanishini (odatda sanoat
f va = 50 Hz yoki f va \u003d 400 Gts) va doimiy samarali qiymat bilan (odatda U va = 220 V yoki U va = 360 V), regulyatsiya qilingan doimiy chiqish kuchlanishiga ( U P =
var, f n = 0).
impuls kengligi konvertorlari (PWM), bu elektr ta'minotining doimiy kuchlanishini aylantiradi
(U va =
const, f va = 0) chiqishda doimiy tartibga solinadigan shahar kuchlanishiga ( U P =
var, f n = 0).
avtonom invertorlar (AI), bu DC ta'minot kuchlanishini aylantiradi ( U va = const, f va = 0) sozlanishi samarali qiymat va sozlanishi chastotali chiqishdagi o'zgaruvchan kuchlanishga ( U n = var, f n = var).
to'g'ridan-to'g'ri chastota konvertorlari (NPC) doimiy chastotali o'zgaruvchan, odatda sinusoidal kuchlanishni aylantiring ( f va = 400 Hz yoki f u = 50 Hz) to'g'ridan-to'g'ri to'g'ridan-to'g'ri rms (odatda 220 V) sozlanishi rms va sozlanishi chastotali AC chiqish kuchlanishiga ( U P = var, f P = var).
Guruch. 6.32. Quvvat konvertorlarini ishlatishning asosiy usullari
Shuni ta'kidlash kerakki, bu erda doimiy stresslar ( f= 0) o'rtacha qiymatlar bilan tavsiflanadi U i.sr., U n.sr va o'zgaruvchilar ( f¹ 0) - samarali qiymatlar ( U va, U P).
Shunday qilib, quvvat konvertorlari UV, SHIP DC iste'molchilarini (kuchlanish, oqim, quvvat) nazorat qilish uchun ishlatilishi mumkin. Bundan tashqari, ikkinchisi nafaqat elektr motorlari, balki faol (rezistorli) yukga ega iste'molchilar ham bo'lishi mumkin (bunday quvvat konvertorlari tartibga solinadigan quvvat manbalarida qo'llaniladi). Agar quvvat manbai AC bo'lsa, u holda HC yoki rektifikator va PWM kombinatsiyasidan foydalanish mumkin.
AC iste'molchilari uchun (ko'pincha o'zgaruvchan tok mashinasi) sun'iy intellekt ishlatiladi va AC manbasidan, NFC yoki UV va AI kombinatsiyasidan yoki rektifikator va AIdan quvvatlanganda.
6.3.1. Boshqariladigan rektifikatorlar
Boshqariladigan rektifikatorlar uchun energiya manbai o'zgaruvchan tok tarmog'idir. Tekshirish printsipi shundan iboratki, ta'minot kuchlanishining musbat yarim tsikli davomida elektron kalit (odatda tiristor) ochiladi va iste'molchiga ushbu yarim davrning faqat bir qismi uchun kuchlanish beradi. Boshqariladigan rektifikatorning chiqishidagi kuchlanish va oqim doimiy va o'zgaruvchan komponentlarni o'z ichiga oladi. Elektron kalitni ochish momentini (fazasini) o'zgartirish orqali energiya iste'molchisining kirishidagi kuchlanishning o'rtacha qiymati o'zgaradi. Boshqariladigan rektifikatorlar ko'pincha DC motorini armatura zanjiri orqali haydash uchun ishlatiladi.
Boshqariladigan rektifikatorlarning juda ko'p turli xil sxemalari mavjud. Ishlash va qurish printsipiga ko'ra ularni ikki guruhga bo'lish mumkin: yarim to'lqinli (neytral simli sxemalar), ularda tarmoq kuchlanishining faqat bitta yarim to'lqini ishlatiladi va ikki yarim to'lqinli (ko'prik) sxemalar), bu erda AC tarmoq kuchlanishining ikkala yarim to'lqini ham ishlatiladi.
Sof faol yuk bilan eng oddiy to'liq to'lqinli tiristor sxemasining ishlashini ko'rib chiqing R n (6.33-rasm).
Sinusoidal tarmoq kuchlanishining manbaiga U va tiristor ko'prigi orqali n amplitudasi bilan
VS1 – VS4. Diagonal tiristorlar VS1, VS4 va VS2, VS3 ochilish burchagi a bilan belgilangan vaqt momentida navbatma-navbat juft bo'lib oching.
a oralig'ida < w t< Yukga 180 ° kuchlanish qo'llaniladi U P =U m gunoh w t.Fig. 6.35 yuk kuchlanish egri qorong'uda soyalanadi.
Yuk faol (rezistor) bo'lgani uchun oqim egri kuchlanish egri chizig'ini kuzatib boradi. Vaqtida w t = 180 ° oqim nolga kamayadi va mos keladigan diagonal tiristorlar juftligi yopiladi. Bu jarayon har yarim tsiklda takrorlanadi. Tiristorlar qisqa muddatli impulslar bilan boshqariladi, bu esa tiristor yoqilganda quvvat yo'qotilishini kamaytiradi va natijada uning isishi kamayadi.
Ko'rib chiqilgan fazani boshqarish usuli fazalarni almashtirish usullari yordamida amalga oshirilishi mumkin, ulardan biri mos yozuvlar kuchlanishini (odatda arra tishlari) va nazorat signalining doimiy kuchlanishini solishtirishga asoslangan vertikal boshqarish usuli. Ushbu kuchlanishlarning bir lahzali qiymatlarining tengligi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan, keyin kuchaytirilgan va tiristorning nazorat elektrodiga uzatiladigan fazani aniqlaydi. Tekshirish pulsining a fazasini o'zgartirish nazorat signalining kuchlanish darajasini o'zgartirish orqali erishiladi U masalan. Funktsional boshqaruv diagrammasi rasmda ko'rsatilgan. 6.34. GPN ning arra tishli kuchlanish generatori tomonidan ishlab chiqarilgan va sinxronlash moslamasi SU yordamida tarmoq kuchlanishi bilan sinxronlangan mos yozuvlar kuchlanishi bir vaqtning o'zida kirish kuchlanishini (nazorat signalini) qabul qiluvchi CC taqqoslash sxemasiga beriladi. Taqqoslash pallasidan kelgan signal impulslarni shakllantiruvchi (FI), keyin impulslarni taqsimlovchi (RI), quvvat kuchaytirgichlari (U) ga, u erdan kuchli, tik shaklida boshqaruv elektrodiga beriladi. -qirrali va fazali boshqariladigan puls.