Реферати українською » Физика » Розробка й монтаж лабораторного стенду на основі перетворювача ЕТ6


Реферат Розробка й монтаж лабораторного стенду на основі перетворювача ЕТ6

Федеральне агентство за освітою

Державне освітнє установа вищого професійної освіти

>Кузбасский державний університет

Кафедра електропривода і автоматизації


>ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

до дипломної роботі

Тема роботи:

Розробка і монтаж лабораторного стенда з урахуванням перетворювача

>ЭТ6

Автор проекту: студент групиЭА-022

>Бурзянцев А.В.

Перевірив:к.т.н, доцент кафедриЭПА

>Сидельцев С.В.

Кемерово 2007


Зміст

Запровадження

1. Опис електропривода

1.1 Основні технічні дані й умови роботи

1.2 Конструкція електропривода

2. Пристрій і принцип роботи

2.1 Структурна схема електропривода

2.2 Принцип роботи електропривода

3. Складтиристорного перетворювача і принцип роботи його складових частин [2]

3.1 Силова схема

3.2 Схема формування управляючих імпульсів

3.3 Регулятор швидкості

3.4 Регулятор струму з датчиком струму і схемою обмеження похідною

напруги не вдома регулятора

3.5. Схема обмеження мінімального кута управління

3.5 Схема обмеження мінімального кута управління

3.6 Схема обмеження струму якоря

3.7 Схема захисту

Додаток 1

Додаток 2


Запровадження

Багато приділялося пошуку можливостей заміниелектромашинних перетворювачів статичнимивентильними перетворювачами. Свого часу отримала деяке поширення система керований ртутний ректифікатор – двигун (>УРВ–Д). Проте особливості ртутних вентилів не дозволили в цій системі успішно конкурувати і системиГ–Д. Це завдання отримала успішне рішення тільки після напівпровідникових кремнієвих вентилів і завершених системимпульсно-фазового (>СИФУ) управління з урахуванням мікроелектроніки, що дозволило розробититиристорние перетворювачі з високими технічними показниками [1].

Лабораторний стенд зібрано з урахуванням серійно виробленого уніфікованого електропривода серіїЭТ6 і становить автоматизований електропривод постійного струму. Стенд служить вивчення і дослідження параметрів роботи електропривода і зняттяосциллограмм контрольних крапок і показань приладів. Він призначений для регулювання і стабілізації частоти обертання електропривода постійного струму буде в діапазоні 1:10000.


1. Опис електропривода

1.1 Основні технічні дані й умови роботи

>Электропривод призначений до роботи на закритих опалюваних помешканнях при таких умовах:

· висота над рівнем моря трохи більше 1000 м;

· температура навколишнього повітря (всередині шафи) від +5 до +>45°С;

· відносна вологість навколишнього повітря 80% за нормальної температури 30 °С.

Довкілляневзривоопасная, яка міститьтокопроводящей пилу, агресивних газів і парів в концентраціях, що руйнують метали і ізоляцію. Зміст масел, пилу – не більше санітарним нормам.

Основні технічні параметри електропривода зазначені у табл. 1.

Таблиця 1

Найменування параметра >Ед. виміру Вимогитехническихусловий
Напруга мережі У 380 (+10–15) %
Частота мережі гц 50±1
Потужність електродвигуна кВт

0,611,3

Максимальний діапазон регулювання частоти обертання електродвигуна 10000

>Электропривод забезпечує роботу переважають у всіх 4-х квадрантах механічної характеристики за зміни управляючого напруги не більше ±>10В.

1.2 Конструкція електропривода

>Электропривод серіїЭТ6 складається зтиристорного перетворювача, електродвигуна з умонтованимтахогенератором,согласующего трансформатора серіїТСТ,задатчика частоти обертання ітокоограничивающих реакторів РТ.

>Электропривод конструктивно є комплектне пристрій, виконане відкритому виконанні (рівень захистуIP00) і призначений (крім електродвигуна) длявстройки у шафу.

Перетворювач має блочну конструкцію, що забезпечує оперативну заміну блоків і можливість ремонту чи заміни окремих елементів.

Зовнішній вид перетворювача наведено на рис. 1.

У електроприводі застосовані електроізоляційні матеріали класунагревостойкости не нижче У.

Мал.1. Перетворювачтиристорний


2. Пристрій і принцип роботи

 

2.1 Структурна схема електропривода

>Электропривод серіїЭТ6 є електромеханічне пристрій, служить для регулювання і стабілізації частоти обертання електродвигуна постійного струму буде в діапазоні 1:10000.

Структурна схема електропривода приведено на рис. 2.1, де:

РС – регулятор швидкості;

РТ – регулятор струму;

Uто=>f(n) – вузол залежностітокоограничения;

ТП –тиристорний перетворювач;

ДП – датчик струму;

ДВ – датчик швидкості;

Rе – еквівалентну опір якірній ланцюга;

Тя –електромагнитная стала часу;

Тм –електромеханическая стала часу;

До – конструктивний коефіцієнт;

Uіз – який задає напруга;

U>огр=>f(Uз) – вузол обмеження мінімального кута управління;

U>дс – напруга датчика швидкості;

>U1 – різницю (Uіз–U>дс);

U>рс – напруга не вдома регулятора швидкості;

Uто – напруга вузлатокоограничения;

U>дт – напруга не вдома датчика струму;

>U2 – різницю (U>рс–U>дт);

Uрт – напруга не вдома регулятора струму;

Uя – напруга на якорі двигуна;

Iя – струм якоря двигуна;

n – частота обертання електродвигуна;

М – двигун;

Принципова електрична схема приведено в Додатку 1.

2.2 Принцип роботи електропривода

>Электропривод і двох замкнутих контурів підлеглого регулювання: контуру струму (РТ) і контуру швидкості (РС).

Робота електропривода здійснюється так:

>Рис. 2.1 Структурна схема електропривода

За наявності неузгодженості (>U1) на вході регулятора швидкості (РС), з його виході формується сигнал, пропорційний цьомурассогласованию, який, порівнюючись з поточним значенням струму якоря, надходить на вхід регулятора струму РТ. Регулятор струму посилює цю різницю і подає котра управляє напруга на схему формування управляючих імпульсів (>СИФУ), функція якої у формуванні й розподілі імпульсів управління силовимитиристорами. Принаймні зменшення неузгодженості (під впливом негативною зворотний зв'язок за частотою обертання) відбувається стабілізація часті обертання двигуна лише на рівні, пропорційному напрузі завдання (Uіз). Коефіцієнт посилення системи регулювання забезпечує необхідний діапазон регулювання і достатню точність підтримки частоти обертання що за різних збурюючих впливах.

Обмеження струму якоря двигуна здійснюється шляхом обмеження напруги виходу регулятора швидкості.

Передбачено залежне обмеження струму до функцій частоти обертання.

>тиристорний перетворювач автоматизований електропривод


3. Складтиристорного перетворювача і принцип роботи його складових частин [2]

>Тиристорний перетворювач є керованимдвухполярним,шестипульснимвипрямителем, що складається з:

силовий схеми;

схеми формування управляючих імпульсів;

схеми підсилювача – регулятора швидкості;

схеми підсилювача – регулятора струму з датчиком струму і схемою обмеження похідною РТ;

схеми обмеження мінімального кута управління;

схеми обмеження струму якоря;

схеми захисту;

джерела харчування;

схеми додаткового підсилювача.

3.1 Силова схема

Силова схема (див. Додаток 2) і складається з:

>согласующего трансформатора типуТСТ (>Тр13);

керованого випрямляча;

>токоограничивающих реакторів РТ (>Др1,Др2).

>Трансформатор трифазнийТСТ має дві силові обмотки і обмотку для харчування ланцюгів управління. Первинна обмотка з'єднана в трикутник, вторинна –шестифазную зірку із нульовим висновком, третя обмотка – в зірку.

 

3.2 Схема формування управляючих імпульсів

Схема формування управляючих імпульсів (>СИФУ) здійснює формування та розподіл управляючих імпульсів натиристори силовий схеми і складається із шести ідентичних каналів управління. СхемаСИФУ приведено на рис. 3.1.

>Рис. 3.1 Схема формування управляючих імпульсів

Принцип роботи схеми розглянемо з прикладу роботи каналу фазиAl.

>Отфильтрованное опорне напругасинусоидальной форми звільняє з конденсатораС101 і крізь резисторR103 подається на вхіднуль-органаDA101.Нуль-орган виконано на інтегральному операційному підсилювачі з великим коефіцієнтом посилення. Моменти часу перемиканнянуль-органаDА101 виділяютьсядифференцирующей ланцюжкомR105,С105,С106, похідні напруги посилюються транзисторамиVT101,VT102 і крізь імпульсний трансформаторTV02 надходять управліннятиристоров анодної групи, а імпульси, посилені транзисторомVT103, через імпульсний трансформаторTV01 надходять управліннятиристором катодного групи.РезисториR13 іR14 служать обмеження струму через первинні обмотки імпульсних трансформаторів і є спільними всім шести каналівСИФУ.Ширина імпульсу 10–15 електричних градусів.

3.3 Регулятор швидкості

Регулятор швидкості (див. рис. 3.2.) ємногокаскадний підсилювач постійного струму з ланцюгами зворотний зв'язок, зібраний на трьох мікросхемах. Перший каскад і двох інтегральних підсилювачівDА301,DА302. Структура першого каскаду і відповідні вибір які входять у його склад елементів забезпечилитермостабильность характеристик електропривода з допомогою компенсації теплового дрейфу підсилювачаDA301 паралельно включеним підсилювачемDА302. Другий каскад, зібраний на операційному підсилювачіDА303, служить щоб одержати необхідного коефіцієнта посилення підсилювача – регулятораскopoсти.

Схема працює так. Сигнал завдання знімається з середньої точки дільника, зібраного нарезистореRV, і подається нанеинвертирующие входиDA301 іDA303, які становлятьсуммирующий підсилювач. На вхід 90 подається сигнал відтахогенератора і з допомогою резистораR302 здійснюється нормування цього сигналу. На вхід 91 подається сигнал завдання. З виходуDA301 сигнал надходить наинвертирующий вхідDA303, нанеинвертирующем вході якого сигнал пропорційний завданням. На виходіDA303 (точка 156) сигнал – напруга, відповідне заданої частоті обертання, надходить на вхід регулятора струму, виконаного на ЗУDA601.


>Рис. 3.2 Регулятор швидкості.

Ланцюгиподстроек і корекції:

>R323,R324 –резистори усунення «нуля» підсилювача;

>R302,R307 –резистори підстроювання максимальної швидкості;

>R319,R320,C315,С316,С317 – елементи корекції швидкісного контуру, які підбираються у процесі наладки.

3.4 Регулятор струму з датчиком струму і схемою обмеження похідною напруги не вдома регулятора

Регулятор струму (рис. 3.3) виконано на операційному підсилювачіDА601 і становить пропорційно інтегральний регулятор.Датчик струму призначений передачі на вхід регулятора струму сигналу зворотний зв'язок,пpoпopциoнaльнoготoку якоря двигуна.

Схема працює так. Сигнал із виходу РС, пропорційнийрассогласованию (UЗ–U>дс), надходить наR602 і крізьR603 подається наинвертирующий вхідDA601. Нанеинвертирующий вхід надходить сигнал, відповідний мінімального розі управління (точка 155). НаDA601 відбувається порівняння цих сигналів і за перевищенні сигналу, подаваного на 155 вхід (>неинвертирующий вхідDA601) не вдомаDA601 з'являється сигнал негативною полярності, пропорційний різниці сигналів від РС і зворотний зв'язок по току, подаваний в схему формування управляючих імпульсів.

Сигнал, відповідний току якоря, звільняє з шунта. Цей сигнал надходить наDА501, де проводять виділення й пожвавлення модуля напруги, пропорційного току якоря. Ця напруга подається на дільник, зібраний наR601,R602 іR603, і порівнюється зі сигналом від РС.Балансировка датчика струму виробляєтьсярезисторомR506. Схема обмеження похідною (>СОП) входить у контур регулювання струму якорі і здійснює обмеження найбільшого значення похідною напруги не вдома РТ із усунення динамічного зрівняльного струму.СОП складається здифференцирующей ланцюжкаR705 –С704, операційного підсилювачаDА701,стабилитронаVD701, дільникаR701,R702.

Схема працює так. Вихідний сигнал не вдома регулятора струму диференціюється при величині вихідного напругиDА701, більшої, ніж напруга пробоюстабилитронаVD701, надходить нанеинвертирующий вхід підсилювача РТDА601, здійснюючи обмеження похідною вихідного сигналу РТ на заданому рівні.

3.5 Схема обмеження мінімального кута управління

Схема обмеження мінімального кута управління (рис. 3.4) варта винятку перевищення напруги не вдома РТ амплітудою опорного напруги живильної мережі.


>Рис. 3.3 Регулятор струму і схема обмеження похідною напруги не вдома регулятора.

Схема працює так: опорні синусоїдальні напруження всіх шести фаз з місця 17 подаються навипрямительний містVD403...VD414.РезисториR411 іR415 служать для регулювання рівня обмеження (>уставки напруги обмеження).Напряжения здвижковпотенциометровR411,R415 надходять нанеинвертирующие входи операційних підсилювачівDА401,DА402, наинвертирующие входи яких надходить черезделителиR408,R406 ірезисториR405,R407 вихідний напруга регулятора струму. вихідні напругиDA401,DA402 через діодиVD401,VD402 ірезисториR401,R402 надходять нанеинвертирующий вхід операційного підсилювачаDA601 (регулятора струму).

Отже, підсилювачіDA401,DА402 утворюють контури негативною зворотний зв'язок підсилювача - регулятора струму, які включаються під час досягнення напруги не вдомаделителейR408,R406 величини напругиуставки обмеження і запобігають подальше зростання напруги не вдома РТ. У динамічних режимах і за зміні напруги живильної мережі величина напругиуставки змінюється пропорційно зміни величини опорних напруг і тим самим забезпечує виняток перевищення напруги управління (регулятора струму) рівня опорних напрузі.

>Рис. 3.4 Схема обмеження мінімального кута управління

3.6 Схема обмеження струму якоря

Схема обмеження струму якоря (див. рис. 3.5) забезпечує, залежно від настройки, обмеження струму якоря на заданому рівні, і залежне обмеження струму до функцій частоти обертання.


>Рис. 3.5 Схема обмеження струму якоря

Принцип роботитокоограничения грунтується на обмеження вихідного напруги регулятора струму, яке пропорційно частоті обертання якоря двигуна. Працюючитокоограничения як, незалежному від частоти обертання якоря, виводитьсянуль-резисторR305. Величинауставки задаєтьсярезисторомR213. Схема працює так.

Напругатахогенератора черезделителиR304,R305 подається на схему виділення модуля, виконану на мікросхеміDА201, із виходу якої знімається сигнал позитивної полярності, пропорційний напрузітахогенератора. Цей сигнал подається на вхід вузла апроксимації, виконаного на елементахR207,R210,R208,R209,R211,VD203. Крапка перегину визначається величиною напруги підпора діодаVD203 і регулюється залежно від типу застосовуваного електродвигунарезисторомR208.

Через війну підсумовування напруги підсилювачаDА201, напруг вузла апроксимації і усунення підсилювачаDА202 не вдома формується напруга підпора діодаVD205 заданої величини. Величина усунення визначає максимальний струмуставки і регулюєтьсярезисторомR213. Для обмеження сигналу регулятора швидкості інший полярності напруга підпора діодаVD206 формуєтьсяинверторомDА203, підключеним до виходуDА202.ДиодVD204 обмежує величину негативного напруги не вдомаDА202.

3.7 Схема захисту

Схема захисту (див. рис. 3.6) варта здійснення захисту електропривода від неправильного чергування фаз що годує мережі, обриву кожній із фаз, від зникненнястабилизированного харчування будь-який полярності, від перегріву електродвигунів типуПБВ.

Схема складається зфазосдвигающего конденсатораС909, транзисторних ключівVТ905,VТ906, схеми збігівнaVD910,VD911,VT907,R925,R926, інтегруючого конденсатораС911, транзистораVT908, реле К1,К2, індикатораVD914,сигнализирующего про наявність управляючих імпульсів на тиристорах, отже, і наявності напруги не вдоматиристорного перетворювача, небезпечної обслуговуючого персоналу, ітерморезистора, вбудованого в двигун.

У вихідному стані транзисторVT907 замкнено і ланцюг приготовлена для включення реле К1,К2. При натисканні кнопкиSВC «Пуск» включається реле, загоряється індикатор стану приводу, розмикається ланцюг зворотний зв'язок регуляторів подаються управляючі імпульси натиристори силовий схеми - відбувається запуск електропривода. Що стосується несправності в стабілізаторі напруги або за неправильному підключенні до має мережі не подається управляючий сигнал транзисторовіVT908 і включаються релеKl,К2.


>Рис. 3.6 Схема захисту


Список літератури

>1.Ключев В.І.. Теорія електропривода:Учеб. длявузов.–2-е вид. перераб. ідоп. – М.:Энергоатомиздат, 2001.–704 з.: мул.

>2.Электропривод постійного струму серіїЭТ6. ПаспортИЖВЕ 654632.003ПС.


Додаток 1

Схема електрична принципова


Додаток 2


Схожі реферати:

Навігація