Онищенко Г.Б. и др. Автоматизированный электропривод промышленных установок

Подождите немного. Документ загружается.

р.

>(|,1...1,3)М

10 'кВт

Нагрузочиьи

I характернсти!

Максимальнь

:: К, - коэффициент перетру:

допустимой перегрузке двиг

будет отвечать определение

чеикс момента инерции мах

время действия нагрузки К

энротивлепи

ггеля онределя

электродвигателя; Щ

li; с; - мак -

т равен Н„ тс

Н, - М.„

In — —, (25 *

K„M

где:

Jr- суммарный приведенный момент инерции привода.

Решая

(25.-22)

относительно

J*.

получим:

, Щ. (25,2"

- Й)

ln(iW

- " '

Мом

К,,М„ - А/

[к установлен после ременной передачи

Для кузнечно-прессовых механизмов угол

а,,

по сравнению с

полным циклом 2я составляет

5... 10%

и может не учитываться. В

данном случае в течение рабочею периода работа по нреодоле-

2 (25.24)

—

- неравномерность хола.

гажно определить но формуле

зз электродвигателя

и расчетного момента инерции маховика строятся нагрузочная

диаграмма M-fit)

тахограмма электропривода.

Проверку и нахождение оптимального момента инерции ма-

лоинка

целесообразно;

проводить на ЭВМ, моделируя электроме-

ханическую систему. Структурная схема кривошипно-идаушюго

механизма представлена на рие.23.7. При этом необходимо

учесть, что масса шатуна приводится [4-24] частично (0,2.:.0,3jm„

к поступательному движению и частично (0,S...0,7)m„ к враща-

1С.1ЫЮЙ массе кривошипа. Структурнзя схема нерегулируемого

асинхронного двигателя, отражающая передаточную функцию

"' . может быть выражена на основе упрощенной формулы

Класса

диапазоне скоростей от Щ до ai„, а при моделировании

пуска для скорости от ч> - 0 до 0 -

ш,

уравнением М~

as'гbsI A/.i где * = -

коэффициенты; Щ. :Ц - пусковой: минимальный и

крит и-

ческий (максимальный) моменты двигателя: ««=0,7...0.75 -

Т,р +1 •

где: = - жесткость механической характеристики;

Т =—? электромагнитная постоянная времени.

Структурные схемы приведены на рис.25.16а,б,в.

•)

Рис.25.16. Структурные схемы асинхронного двигателя;

а - при работе на участке от oi=0 до

ш=

ы„ б - при ауске двигателя:

- при ч

ном регулировании скорости

Критерием правильности выбора двигателя и момента ине|

ции маховика является равенство скоростей и моментов двига

ля в начале и конце цикла, а также равенство площадей, проп"

циональных кинетической энергии, запасенной в массах приво

при холостом ходе (+) и израсходованной при нагрузке (-). Экв;

валентный момент приближенно можно определить

М =

1_ЛИ *-*М

иЛШ

(25.2*]

Повышение использования маховика, как видно из (25.24

приводит к большему выравниванию нагрузки, а, следователь

к уменьшению номинального момента. Возрастание перепг

скоростей достигается применением асинхронных двигателей

повышенным скольжением.

Электродвигатель кузнечно-прессовых механизмов с регули-

руемым числом ходов [4-6] выбирают, исходя из наибольшей

мощности. Момент инерции маховика выбирают, исходя из наи-

меньшего возможного значения скорости в диапазоне регулиро-

вания. Число ходов, при котором мощность двигателя и момент

инерции достигает максимума, не совпадает. При регулировании

M=const

мощность выбирают, исходя из максимального числа

ходов л, .««с. а момент инерции маховика - исходя из п

1иш

. Если

регулирование числа ходов осуществляется с постоянной мощно-

стью

(Apn

=consl),

мощность и момент инерции находят, исходя

из минимального числа ходов.

Уменьшение момента инерции маховика, если необходимо по

конструктивным соображениям, достигается: увеличением часто-

ты вращения маховика, применением электродвигателя с боль-

шим скольжением, использованием более мощного двигателя.

25.3.5. Основные системы автоматизированного электро-

привода поршневых машин и прессов

При нерегулируемом электроприводе мощностью до 75-

100кВт, для компрессоров до 200кВт применяются одно и двух-

скоростные асинхронные короткозамкнутые электродвигатели с

повышенным моментом или повышенным скольжением. При

большой мощности для компрессоров применяют синхронные

двигатели с большой перегрузочной способностью. Для кузнеч-

но-прессовых механизмов при больших мощностях применяют

асинхронные электродвигатели с фазным ротором. В приводах с

регулируемой скоростью нашли применение двигатели постоян-

ного тока с тиристорными преобразователями и переменного то-

ка по системе преобразователь частоты - асинхронный двигатель.

Схема управления компрессорами общего назначения при-

ведена в [4-1].

Схема электропривода кривошипно-штамповочного пресса

В качестве примера рассмотрим электрическую схему

(рис.25.17). Управление прессом может производиться как от

кнопок, так и от ножной педали. Для выбора режима управления

служит переключатель SA2. При постановке переключателя SA2

в левое положение замкнут контакт SA2.1.

При включении выключателя QF подается напряжение на

силовые цепи и цепи управления, включается промежуточное

реле К2 через замкнутые контакты кнопок хода ползуна SB3, SB4

и промежуточного реле КЗ. При нажатии кнопки SB2 в зависимо-

11 ОТО (И), т

3) автоматическая работа пресса;

4) наладочный режим.

Режим работы определяется поло;

жимов SA1. Схема предусматривает рз

тановки переключателя SA2. В схеме применено несколь

ментов «памяти»; элементы ИI (DDI) и

НЛП

2 (DD2) oprai

«память I», элементы И6 (DD6) и ИЛИ 7 (DD7) - «пам

элементы ИЗ (DD8) и ИЛИ 'I (DD4) - «память 3». Стирание»

элемента НЕ (Ш). КогД°сигн№

и DD6 отсутствуют, стирание «памяти 3» происходит при

и<

новеннн сигнала с выхода путевого выключателя SQ

Запоминание сигналов происходит при и

входы «б» элементов ИЛИ, DD2. DD7, DIM

Работа в режиме одиночных ходов с длт

кнопок

SB 1

и SB2. Переключатель SA-I находит-" в крайней d

кающие контакты кнопок

SB1

и SB2 поступает—

DD2 (ИЛИ) и запоминается па входе «ай'элеме

как на входе «б., -элемента DDI сигнал также рг ....

тин кнопок SBI u SR2 сигиал поступает на вход «б» эле.\

DD7 (ИЛИ)

Па

вход «б» элемента

DD3

(И)

С выхода элемента DD3 через Элементы DD4 н DD5 у<

'Юля А сигнал поступает на электромагнит YB, и муфта вкл

ется. Поскольку контакт2 переключателя SAI.'отключил «па

2», кнопки SB1 и SB2 необходимо держать нажатыми, noi

выходе бесконтактного, путевого переключателя SQ не поят

сигнал I. Сигнал запоминается в «памяти 3», и кнопки м<

отпустить, Вблизи верхней мертвой точки сигнал на выход

магнит

отключит

муфту.

' Р ' тр .

Если кнопки §В| и SB2 нажимал, непрерывно (не от

кать). то при появлении сигнала I на входе DD(HE) происходи

стирание «памяти I», так как на элементе DD2 оба в>

DD(HE) в крайнем верхнем по^нни^^шЧитал

га 3» вновь не восстанавливается, так как контакты кнопок

SB I

SB2 будут разомкнуты, на входе на» элемента DD3 сигнал;

будет

повторного пуска

не

произойдет.

При работе на одиночных ходах с кратковременным наж

ем кнопок

SB I,

SB2 переключатель SA1 ставится во второе

436

DD7). В дальнейшем, если отпустить кнопку, работа будет про-

исходить. как в первом случае.

При работе в автоматическом режиме переключатель SAI

ставится

третье положение.

том случае контакт 3 переключа-

теля SAI разомкнут

стирание «памяти

1» и

«памяти 2» (элемен-

ты DDI, DD2 и DD6, DD7) в крайнем верхнем положении не бу-

пресса при этом режиме работы производится нажатием кнопки

SB3, которая разрывает цепь элементов DD3 и DD6, тем самым

отирается «память 2» и перестает поступать напряжение на элек-

тромагтгт муфты.

Глава 26. Электропривод механи шов циклического действия

26.1. Общие требовании, предъявляемые к элсктронри-

Техиология работы промышленных механизмов циклическо-

го действия (экскаваторов, кранов, подъемных машин, реверсив-

ных прокатных станов и др.) предусматривает циклическое по-

вторение однотипных производственных операций. Для таких

механизмов характерен динамичный режим работы с частыми

пусками и остановками. Для обеспечения заданной производи-

тельности и качества иыполнення производственных операций

необходимо peiy-mpoaaiute скорости электропривода механизмов

и формирование диаграммы движения рабочего органа.

Механизмы циклического действия, как правило, имеют ре-

версивный привод, рассчитанный для работы в интенсивном по-

вторно-кратковременном режиме с частыми пусками, торможе-

нием и реверсами. Технические возможности электропривода

оказывают существенное влияние на производительность меха-

низмов, на динамические нагрузки привода и механической час-

ГУти условия определяют предъявление к электроприводу

сложных требований, в значительной мере общих для всей рас-

сматриваемой группы механизмов. К таким требованиям отне-

437

Список литературы

По разделу I

1-1. Ключев В.И Теория электропривода. Учебное пособие для ву-

зов. Изд 2 - М.: Энергоатомиздат, 1998. - 704с.

1-2. Чиликин М.Г., Ключев В.И., СандлерЫ.С. Теория автоматизи-

рованного электропривода - М.: Энергия, 1979. - 616с.

1-3. Чиликин М.Г., Соколов ММ, Терехов В.М., Шинянский

А.

В.

Основы автоматизированного электропривода - М.: Энергия. - 560с.

1-4. Ильинский Н.Ф, Рожанковский Ю.В.. Горнов А.О. Энергосбе-

режение в электроприводе - М.: Высшая школа, 1989. - 127с.

1-5. Ильинский Н.Ф. Электроприводы постоянного тока с управ-

ляемым моментом - М.: Энергоатом издат, 1981. - 144с.

1-6. Зимин E.H., Кацевич В.Л., Козырев С.К. Электроприводы по-

стоянного тока с вентильными преобразователями - М.: Энергоатомиз-

дат, 198!.- 192с.

1-7. Справочиник по автоматизированному электроприводу /Под

ред. В.А.Елисеева и А.В.Шинянского/ - М.: Энергоатомиздат, 1983. -

616с.

1-8. Чернов Е.А., Кузьмин В.П. Комплектные электроприводы

станков с ЧПУ - Горький: Волго-Вятское изд., 1989. - 320с.

1-9. Розман Я.Б., Брейтер Б.З. Устройство, наладка и эксплуата-

ция электроприводов металлорежущих станков - М.: Машиностроение,

1985. -208с.

1-10. Терехов В.М. Элементы автоматизированного электроприво-

да - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 224с.

1-11. Соколов М.М, Рубцов В.П. Дискретный электропривод ме-

ханизмов электротермических установок - М.: Энергоатомиздат, 1986. -

120с.

1-12. Иванов Г.М., Онищенко Г.Б Автоматизированный электро-

привод в химической промышленности - М: Машиностроение, 1975. -

312с.

1-13, Онищенко Г.Б., Локтева И.Л. Вентильные каскады и двига-

тели двойного питания - М.: Энергия, 1979. - 174с.

1-14. Москаленко В В Автоматизированный электропривод - М.:

Энергоатомиздат, 1986. -416с.

1-15. Сафронов Ю.М. Электроприводы промышленных роботов -

М.: Энергоатомиздат, 1990.

По разделу /I

2-1. Зимин E.H., Яковлев В.И. Автоматическое управление электро-

приводами - М.: Высшая школа, 1979. - 318с.

2-2. Башарин А.В., Новиков В.А., Соколовский Г.Г. Управление

электроприводами - Л.: Энергоиздат, 1982. - 392с.

2-3. Справочник по автоматизированному электроприводу (под

ред. Елисеева В.А.. Шинянского А.В.), - М.: Энергоатомиздат, 1983. -

450с.

512

2-4. Слежановский О. В и др. Системы подчиненного регулирова-

ния электроприводов переменного тока с вентильными преобразовате-

лями - М.: Энергоатомиздат, 1983. - 256с.

2-5. Решмин Б.И.. Ямпо.пьскийД.С. Проектирование и наладка сис-

тем подчиненного регулирования электроприводов - М.: Энергия, 1975.

- 184с.

2-6. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического

регулирования - М.: Наука, 1975. - 768с.

2-1. Донской Н В., Иванов А.Г.. Никитин В.М., Поздеев А.Д. Управ-

ляемый выпрямитель в системах автоматического управления (под ред.

Поздеева П.Д.) - М.: Энергоатомиздат, 1984. 352с.

По разделу III

3-1. Теория автоматического управления (под ред. Нетушила А.В.).

Учебник для вузов. - М.: Высшая школа, 1976.

3-2. Микропроцессорные системы автоматического управления

(под ред. Бесекерского В.А.) - Л.: Машиностроение, 1988.

3-3. Шипилло В.П Операторно-рекуррентный анализ электриче-

ских цепей и систем - М.: Энергоатомиздат. 1991. - 311с.

3-4. Терехов В.М. Непрерывные и цифровые системы управления

скоростью и положением электроприводов - М.: Изд-во МЭИ, 1996. -

99с.

3-5. Терехов В.М. Элементы автоматизированного электропривода.

Учебник для вузов - М.: Энергоатомиздат, 1987.

3-6. Куо Б. Теория и проектирование цифровых систем управления

-М.: Машиностроение, 1986.

3-7. Каган Б.М., Сташин В.В Основы проектирования микропро-

цессорных устройств автоматики - М.: Энергоатомиздат. 1987. - 304с.

3-8. Гук М. Процессоры Intel от 8086 до Pentium II - С-Пб.: Питер.

1998.-224с.

3-9. Козаченко В.Ф. Микроконтроллеры: руководство по примене-

нию 16-разрядных микроконтроллеров Intel MCS-196/296 во встроен-

ных системах управления - М.: Изд-во ЭКОН, 1977. - 683с.

3-10. Микропроцессорные автоматические системы регулирования.

Основы теории и элементы. Учебное пособие /Солодовников В В., Конь-

ков В.Г.. Суханов B.J1. Шевяков О.В./ - М.: Высшая школа. 1991. - 255с.

3-11. Токхайм Р. Микропроцессоры: Курс и упражнения /пер. с

англ./ - М.: Энергоатомиздат, 1988.

3-12. Егоров В Н.. Корженевский-Яковлев С.В. Микропроцессор-

ные системы управления электроприводами - Л.: СЗПИ, 1983. - 90с.

3-13. Микропроцессорное управление электрическими приводами

станков с ЧПУ (Тихомиров Э.Л. и др.) - М.: Машиностроение, 1990.

3-14. Ломака MB.. Медведев И.В. Микропроцессорное управление

промышленных роботов - М.: Машиностроение, 1990. - 96с.

3-15. Бирюков А.В.. Фадеев Н.Э., Хуторецкий В В. Измерения ско-

рости в микропроцессорных электроприводах с импульсным датчиком.

В кн.Автоматизированный электропривод (под ред. Ильинского Н.Ф.

Юнькова М.Г.) - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 544с.

По разделу IV

4-1. Аксенов М.И., Онищенко

Г. Б.

Автоматизированный электро-

привод типовых производственных механизмов. Учебное пособие - М :

ВЗПИ. 1991.

4-2. Целиков А.И. Машины и агрегаты металлургических заводов.

Том 3. - М.: Металлургия, 1987. - 680с.

4-3. Целиков А.И. и др. Теория прокатки. Справочник - М.: Метал-

лургия, 1982.-385с.

4-4. Бычков В.П. Электропривод металлургического производства

- М.: Высшая школа, 1977. - 391с.

4-5. Машины и механизмы обработки металлов давлением - Киев:

Вища школа, 1987. - 200с.

4-6. Стоколов В.Е. и др. Электрооборудование кузнечно-прессовых

машин. Справочник - М.: Машиностроение, 1981.

4-7. Абрамова Ю.А.. Андреев В Н. и др. Справочник технологии

машиностроения. Том 1- М.: Машиностроение, 1986. - 496с.

4-8. Зимин Е.Н. и др. Электрооборудование промышленных пред-

приятий и установок - М.: Энергоиздат, 1981. - 552с.

4-9. Сандлер А С. Электропривод и автоматизация металлургиче-

ских станков - М.: Высшая школа, 1972. -440с.

4-10. Волков Д П. и др. Строительные машины - М.: Высшая шко-

ла, 1988.-319с.

4-11. Зеленин А Н. и др. Машины для земляных работ. (Основы

теории разрушения грунтов) - М.: Машиностроение, 1975.

4-12. Ключев В.И.. Терехов В Н. Электропривод и автоматизация

общепромышленных установок - М.: Энергия, 1980. - 360с.

4-13. Ключев В.И. Динамика электромеханических систем - М.:

МЭИ, 1984.-92с.

4-14. Чиликин М.Г. и др. Теория автоматизированного электропри-

вода - М.: Энергия, 1979. -616с.

4-15. Ключев В.И. Теория электропривода - М.: Энергоатомиздат,

1985.- 560с.

4-16. Москаленко В В. Автоматизированный электропривод - М.:

Энергоатомиздат, 1986. - 410с.

4-17. Дьяков А.В., Шахмейстер А.Г. и др. Ленточные конвейеры в

горной промышленности - М.: Недра, 1982. - 349с.

4-18. Александров М.П. Подъемно-транспортные машины - М.:

Высшая школа, 1985. -520с.

4-19. Дьяков В.А. Транспортные машины и комплексы открытых

разработок - М.: Недра, 1986.

4-20. Чиликин М.Г.. Сандлер A.C. Общий курс электропривода -

М.: Энергоиздат, 1981.-576с.

4-21. Черкасский В.М. Насосы, вентиляторы, компрессоры - М.:

Энергоатомиздат, 1984.-515с.

4-22. Онищенко

Г. Б.,

Юньков М.Г. Электропривод турбомеханиз-

мов - М.: Энергия, 1972. - 240с.

4-23. Усов Н.Н., Кудрявцев В.К.и др. Опыт внедрения и перспекти-

вы производства отечественных преобразователей частоты. Сборннк

докладов научно-практического семинара «Преобразователи частоты в

современном электроприводе» - М.: МЭИ, 1998.

4-24. Фотин Б.С.. Пирунов И.П. и др. Поршневые компрессоры -

Л.: Машиностроение, 1987. -372с.

4-25. Яуре А.Г., Певзнер E.H. Крановый электропривод. Справоч-

ник - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 344с.

4-26. Комплектное устройство управления для башенных кранов

модульной системы. Каталог 10.30.12-90 - М.: Информэлектро, 1990.

4-27. Иоффе Е.Я Высокоскоростные лифты - М.: Стройиздат,

1988.

4-28. Макаров А.Г., Ломакин Г.К Автоматика скоростных лифтов -

М.: Стройиздат, 1989. -271с.

4-29. Донской Н.В., Кириллов А.А. и др. Комплексные системы

управления электроприводами тяжелых металлорежущих станков - М.:

Энергия, 1980. -288с.

4-30. Апферов В.Г Электропривод механизмов циклического дей-

ствия. Учебное пособие - М.: МЭИ, 1984. - 76с.

4-31. Лебедев А.С., Остриров В Н., Садовский Л.А. Электроприво-

ды для станков и промышленных роботов - М.: МЭИ, 1991. - 101с.

4-32. Чернов Е.А. Станочные электроприводы переменного тока.

Справочное пособие - М.: Вираж-центр, 1997. - 232с.

Содержание

Введение 3

Раздел

ОСНОВЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА

Глава I

Структура электромеханических комплексов и систем 9

I I Основные понятия и определения 9

1.2. Классификация автоматизированных электроприводов 16

Глава 2

Механика электропривода 20

2.1. Основные законы механики электропривода 20

2.2. Уравнение движения электропривода 25

2.3. Приведенное механическое звено 26

2.4. Динамические характеристики жесткого механического

звена 30

2.5. Динамические характеристики многомассовой механиче-

ской системы 33

2.6. Динамические характеристики механической системы с

подвешенным грузом 40

2.7. Движение механической системы в пространственных ко-

ординатах 42

Глава

3 Режимы работы электропривода 44

3.1. Энергетические диаграммы электропривода 44

3.2. Механические характеристики электропривода и рабочего

механизма 46

3.3.Установившийся режим работы электропривода 50

3.4. Переходные процессы в электроприводе 52

Глава 4

Нерегулируемый электропривод 60

4.1. Общие сведения 60

4.2. Электромеханические свойства асинхронных двигателей. .. 63

4.3. Режимы работы асинхронного двигателя 79

4.4. Электромеханические характеристики многоскоростных

асинхронных двигателей 90

4.5. Потери в асинхронном двигателе при пуске и торможении. . 93

4.6. Электромеханические характеристики синхронных элек-

тродвигателей 95

4.7. Режимы работы синхронного двигателя 99

4.8. Асинхронный двигатель, как динамический объект 104

4.9. Синхронный двигатель, как динамический объект 107

Глава

Общие принципы регулирования электропривода 109

5.1. Общие положения 109

5.2. Основные системы регулируемого электропривода 117

Глава 6.

Электроприводы с двигателями постоянного тока независи-

мого возбуждения 119

6.1. Электромеханические свойства двигателей постоянного то-

ка независимого возбуждения 119

6.2. Электроприводы по системе тиристорный преобразователь-

двигатель постоянного тока 129