книги / Электрооборудование одноковшовых экскаваторов

балансу моста, т. е. г'6Сув > гбСув) и достижения поло­

жительной обратной связи по напряжению генератора, уменьшающей форсировку по м. д. с. управления при торможении реверсом (если г'6Сув < гбСУВ)-

Основные параметры схемы управления главными приводами экскаватора ЭШ-14/75 приведены в табл. 6-7 и 6-8

6-11. УПРАВЛЕНИЕ ЭКСКАВАТОРОМ ЭКГ-8 С ТИРИСТОРНЫМ ВОЗБУДИТЕЛЕМ

На рис. 6-19 приведена система Г—Д с тиристорным возбудителем ТВ, используемая при модернизации экс-

UC~220B

Рис. 6-19. Схема привода по системе Г—Д с тиристорным возбуди­ телем.

251

каватора ЭКГ-8. В ней тиристорный возбудитель ТВ аналогичен приведенному на рис. 3-31, т. е. реверсивный, собран по трехфазной мостовой схеме со встречно-па­ раллельным включением тиристоров. Защита тиристо­ ров от недопустимых токов в аварийных режимах осу­ ществляется установочным автоматом А с электромаг­ нитными расцепителями. Внутренние коммутационные перенапряжения снимаются цепочками —Сф, а внеш­ ние— фильтрами R—С и выпрямителями ВС, работаю­ щими в качестве разрядников. .

Параллельно обмотке возбуждения ОНГ рключены встречно направленные диоды и разрядный резистор Граз. В схеме использована система управления с обрат­ ной связью по току с отсечкой 1 и непрерывной обрат­ ной связью по напряжению 2. В системе применяется один регулятор, состоящий из суммирующего магнитно­ го усилителя ЕМУ и системы управления тиристорами

СИФУ(Н) и СИФУ(В).

Требуемые статические характеристики и необходи­ мое быстродействие обеспечиваются совместной настрой­ кой обеих обратных связей. В качестве задающего эле­ мента 3 в схеме использован, сельсинный командоаппарат СКА.

Г Л А В А С Е Д Ь М А Я

ЭКСКАВАТОРЫ С ПРИВОДОМ НА ПОСТОЯННОМ ТОКЕ ПО СИСТЕМЕ Г—Д С МАГНИТНОЙ ОТСЕЧКОЙ

ПО ТОКУ

7-1. УПРАВЛЕНИЕ ПРИВОДОМ ПОДЪЕМА ЭКСКАВАТОРОВ ЭКГ-8И И ЭВГ-4И

Экскаватор ЭКГ-8 первых выпусков имел рабочее оборудование прямой лопаты с реечным напором и двух­ балочной рукоятью и систему управления приводами Г—Д с ЭМУ/ С 1964 г. стал выпускаться экскаватор ЭКГ-8И с канатным напором и с иной компоновкой узлов. На базе новой модели ЭКГ-8И был разработан экскаватор ЭВГ-4И, который в зависимости от навешен­ ного рабочего оборудования может быть использован как карьерный или вскрышной. В последнем случае удлиняется стрела и навешивается ковш меньшей емко-

252

сти (4 мэ). Для экскаваторов ЭКГ-8И и ЭВГ-4И разра­ ботана схема с магнитным усилителем с магнитной от­ сечкой по току и без узла отсечки по напряжению, т. е. с непрерывной обратной связью по напряжению генера-

Рис. 7-1. Упрощенная схема главного привода экскаватора ЭКГ-8И.

тора. На рис. 7-1 показана упрощенная схема управле­ ния главного привода, а на рис. 7-2 приведена принци­ пиальная схема привода подъема экскаватора ЗКГ-8И с разбивкой ее на узлы (см. § 6-1).

253

vwft

^

^

||* N

Рис. 7-2. Схема подъема экскаватора ЭКГ-8И.

*254

Напомним, что в рассмотренных ранее схемах управ­ ление СМУ было симметричным. Особенностью данной схемы является раздельное несимметричное управление с помощью контроллера КК каждым из двух однотакт­ ных МУ (МУ1 и МУ2), образующих двухтактную схему (см. § 3-12). Это обеспечивает.получение специальных результирующих характеристик двухтактного усилителя (см. рис. 3-30). На рис. 7-2 даются обе обмотки управ­ ления двухтактного блока усилителей, например МУГ12(1),шгде последняя буква П указывает на при­ надлежность к приводу подъема, цифра 2 означает вто­ рой однотактный МУ> цифра в скобках 1 означает за­ водской номер его обмотки.

Привод подъема. Экскаваторная характеристика при­ вода как в основном, так и в промежуточных положе­

обратной связи по напряжению генератора с обмотками ОН на рис. 7-1, МУИ1(4) и МУП2(4) на рис. 7-2 и узла 3 отрицательной обратной связи по току якоря с об­

МУП1(2), МУП2(2) и МУИ1(5), МУП2(5), включенных последовательно и согласно. Обмотки МУИ1(5), МУП2(5) создают постоянное отрицательное сме­ щение, а обмотки МУП1(2), МУП2(2) создают в зависимости от положения ККП сильное от­ рицательное смещение (при нулевом положении ККП) либо слабое положительное (при рабочих положениях ККП). Рассмотрим подробнее эту зависимость, исполь­ зуя рис. 7-2 и 7-3. Когда командоконтроллер ККП установлен в положение О, обмотки смещения МУИ1(2), МУП2(2) создают сильное отрицательное смещение FCM\' (0,8 А, см. рис. 7-3,а). При этом ток положи­ тельной полярности (от зажима 60, рис. 7-2) прохо­ дит от конца к началу их обмоток через замкнутый кон­ такт К1 ККП (узел 4). Одновременно включается контактор 1П, который шунтирует контакт К1 своим замы­ кающим контактом. При переводе рукоятки ККП в лю­ бое рабочее положение (включая основное положение III) контакт К1 размыкается, а контактор 1П остается

255

включенным. В связи с этим ток в обмотках смещения МУП1(2) и МУП2(2) изменяет свое направление и уже проходит от начала к концу этих обмоток по цепи: плю­ совый зажим 60, резисторы 8СУП и 9СУЛ, обмотки

МУП1(2), МУП2(2), зажим 137, резистор 11СУП, зам­ кнутый замыкающий контакт 1П, минусовый зажим 61. В результате этими обмотками создается слабое поло­ жительное смещение, которое может регулироваться с помощью резистора 8СУП.

Рис. 7-3. Статические характеристики магнитного двухтактного бло­ ка и электропривода рабочего механизма.

а — при нулевом положении КК.\ б — при его рабочем положении; в — основ­

ная характеристика привода.

/ — характеристика вход — вь ход МУ/; 2 — то же МУ2\ 3 — результирующая

характеристика.

Каждый магнитный усилитель налаживается таким образом, что при р а б о т е п р и в о д а (см. точки А и А' на рис. 7-3,6) он имеет слабое отрицательное сме­ щение двух указанных‘обмоток: рбмотки МУП1(5), со­ здающей слабое отрицательное постоянное и независи­ мое от положения ККП смещение (0,2—0,25А), и об­ мотки МУ11(2), создающей при переводе рукоятки ККП из нулевого в любое рабочее положение слабое положи­ тельное смещение (0,12А). Слабое отрицательное сме­ щение при работе привода необходимо, чтобы результи­

256

рующая характеристика «вход — выход» магнитного блока в области, близкой номинальному току выхода блоха (см. участок ob кривой 3, рис.- 7-3,6), имела не резкий (линейный) спад, а некоторый перегиб, что улуч­ шает устойчивость системы при действии размагничи­ вающей токовой обмотки, не вызывая перемагничиваиия блока. Такое смещение необходимо также для того, что­ бы молено было__равномерно разбить по ступеням напря­ жение генератора, а следовательно, и частоту вращения двигателя.

Рис. 7-4. Внешние характеристики генератора привода подъема экс­ каватора ЭКГ-8И.

€, I, II, III — положения рукоятки КК; 1— кривая динамического торможения; 2 —кривая торможения с действием узла реверсирования.

Введение зоны нечувствительности усилителей / за счет сильного отрицательного смещения при нулевом пололсении контроллера (рис. 7-3,а) необходима для обеспечения быстрого уменьшения поля генератора, а также исключения действия связи по току в пределах нормальных нагрузок. Это одновременно позволяет по­ лучить достаточно жесткую характеристику привода при удерлсании груженого ковша, соответствующую жест­ кости естественной характеристики в системе Г—Д (см. характеристику 0 на рис. 7-4).

Узел задающих обмоток управления МУ (узел 1 на рис. 7-2), как в рассмотренных ранее схемах, служит для управления приводом. Обратимся к рис. 7-1 для

257

пояснения работы этого узла. При положении IKK, до­ пустим Вперед, замыкаются контакты КЗ и К2. Тогда задающий ток ia от плюсового зажима проходит по по­ тенциометру ЗСУ к резистору 7СД. Здесь ток ia развет­ вляется. Часть его (h) проходит по резистору 4СУ в об­ мотку 1Н— 1К, МУ2 (так как выпрямитель 1ВВ вклю­ чен в непроводящем направлении) и через контакт КЗ попадает к минусовому зажиму. Другая часть задающе­ го тока (t2) в свою очередь разветвляется, поскольку выпрямитель 2ВВ подключен в проводящем направле­ нии. Значительная доля этого тока будет проходить по цепи:'выпрямитель 2ВВ, контакты К2 и КЗ, минусо­ вый зажим. Лишь небольшая доля этого дока *"2 прой­ дет по цепи задающей обмотки 1Н— 1К усилителя МУ1, так как эта цепь обладает большим сопротивлением

(#5су+ гоз), чем шунтирующая ее цепь'(ЯбСУ/2).

В результате такого включения выпрямителей 1ВВ, 2ВВ и контактов КК в задающих обмотках получаются различные токи, а следовательно, м. д. с. Fa. На рис. 7-1 м. д. с. задающих обмоток обозначены для каждого по­ ложения КК как Fai, Fau и Fam, а размеры стрелок при этих обозначениях примерно пропорциональны значе­ ниям соответствующих м. д. с. На рис. 7-3,6 отрезками

0—1, О—II и О—III для МУ1 и 0—F, О—IF и 0—IIF для

МУ2 обозначены управляющие токи / у', соответствую­ щие различным ступеням частоты вращения, т. е. раз­ личным значениям Fa. Хотя м. д. с. Faj обмотки 1Н— IK усилителя МУ1 незначительна по сравнению с м. д. с. Fai усилителя МУ2 (см. рис. 7-1 и 7-3,6), она намагни­ чивает МУ1, так как действует против м. д. с. FCM об­ мотки смещения 5Н— 5К, создающей отрицательное сме­ щение. Ток нагрузки (см. рис. 7-3,6) на выходе усили­ теля МУ1 увеличивается, в то время как ток выхода 2МУ почти не изменяется, так как м. д. с. FCJJl действует согласно с м. д. с. f 3i усилителя МУ2. В этом случае на рис. 7-3,6 ток нагрузки блока (точка а) определится вычитанием из отрезка ГВ (ток выхода усилителя МУ1) отрезка СД (ток выхода усилителя МУ2).

При переключении КК в положение II размыкается контакт 1(2. но остаются включенными контакт К5 и реле <3/7, в результате чего в цепь, шунтирующую за­ дающую обмотку усилителя МУ1, вводится дополнитель­ ный резистор 8СД. Поскольку сопротивление в шунти­

258

рующей цепи возрастает (R^/2 + #8Сд)> произойдет

новое распределение тока, после чего по задающей об­ мотке 1Н— 1К усилителя МУ1 станет проходить боль­ ший ток, чем при положении /. Соответственно увеличи­ вается и гок выхода усилителя МУ1 (см. отрезок ЕМ на рис. 7-3,6). В этом случае ток нагрузки блока (точ­ ка b на кривой 3) определится разностью токов выходов усилителей МУ1 (отрезок ЕМ) и МУ2 (отрезок КЛ).

В основном положении III КК шунтирующая цепь отключается, так как размыкается контакт К5. Задаю­ щие обмотки МУ1(1) и МУ2(1) включаются параллель­ но через одинаковые резисторы 4СУ и 5СУ и образуют обычную.задающую обмотку двухтактного усилителя, как при симметричном управлении МУ, вследствие чего по обеим задающим обмоткам проходят токи одинаковой величины (см. рис. 7-3,6, точки III и III'). Магнитодви­ жущая сила Р3т обмотки 1Н—1К (03) усилителя МУ1

оказывается в зоне глубокого насыщения усилителя. Это обстоятельство и позволяет получить в рабочей области (db) жесткую основную характеристику привода (III на рис. 7-3,б и 7-4). Таким образом, требуемое заполнение экскаваторной характеристики в этом положении КК достигается нелинейностью характеристики усилителя, который работает в режиме глубокого насыщения. Не­ обходимая частота вращения идеального холостого хода электродвигателя обеспечивается соответствующей си­ лой тока возбуждения генератора в зоне насыщения маг­ нитного усилителя, а требуемое значение стопорного то­ ка — выбором коэффициента обратной связи по току и соответствующим значением сигнала управления за­ дающей обмотки (подробнее будет изложено ниже).

Узел непрерывной связи по напряжению генератора и реверса (узел 2 на рис. 7-2). Обмотки МУП1(4) и МУП2(4), соединенные между собой встречно и после­ довательно, включаются либо параллельно к части по­ тенциометра 6СУП, либо в диагональ моста, образуемо­ го резисторами 6СУП, 9СДП и 7СУП и замыкающим контактом, реле 1РН. Такие схемы включения указанных обмоток усилителей позволяют в зависимости от того-, включено или выключено реле контроля напряжения генератора 1РН, осуществлять отрицательную обратную связь по напряжению генератора при нормальной работе

259

•аналогично работе обратной связи по напряжению в ра­ нее приведенных схемах (отключено реле 1РН) либо положительную обратную связь при реверсировании (реле 1РН включено и при наладке подобрано опреде­ ленное соотношение плеч с резисторами 9СДП и 7СУП) подобно описанному в § 6-9.

Реле 1РН выключено при всех положениях ККП Вперед, так как вентиль ВЗ (узел 2) запирает эту цепь (вывод Я1П генератора ГП имеет положительную по­ лярность). В рабочих положениях ККП Назад реле 1РН не включится до тех пор, пока не увеличится на­ пряжение на генераторе до 500 В.

Во всех этих случаях, когда реле 1РН выключено, ток проходит по цепи: участок 120—102 6СУП, обмот­ ки МУП(4), резистор 9СДП. При этом обмотки МУП1(4) к МУП2(4) выполняют роль непрерывной отрицательной •обратной связи с функциями, аналогичными функциям в ранее приведенных схемах. В режиме х. х. генератора результирующая м. д. с. каждого, усилителя определяет­

-на усилитель МУ2 заметного влияния, и он остается полностью размагниченным. Результирующая м. д. с. не­ большая, и усилитель МУ1 дает на выходе тОк возбуж­ дения, необходимый для получения первой частоты вра­ щения при х. х. Таким образом, в зависимости от поло­ жения ККП усилитель МУ1 обеспечивает на выходе ток нагрузки ' (возбуждения), соответствующий выбранной -скорости подъема (кривые / —III на рис. 7-4).

Когда рукоятка ККП установлена в положение III Назад, .задающие обмотки усилителей (узел 1) подклю­ чаются к участку 105—138 потенциометра ЗСУП через контакт К4, и направление м. д. с. задающих обмоток изменяется на противоположное. С достижением напря­ жения на генераторе ГП порядка 500 В (между II и III частотами вращения) срабатывает реле 1РН, что приводит к реверсированию тока в обмотках МУИ1(4) и МУ112(4). Теперь ток будет проходить по цепи: уча­ сток 101—120 6СУП, обмотки МУП(4), резистор 7СУП

и замкнутый контакт реле 1РН, 136 6СУП. При этом

260