Міністерство освіти і науки України

Державний вищий навчальний заклад

«Чернівецький індустріальний коледж»

Конспект

лекцій з дисципліни «СИСТЕМА КЕРУВАННЯ ЕЛЕКТРОПРИВОДОМ»

за спеціальністю № 5.090609

«Монтаж і експлуатація_ електроустаткування промислових підприємств і цивільних споруд»

Склав викладач:________________

Чепишко О.В.

Конспект розглянутий та схвалений

на засіданні циклової комісії

« Електротехніки, автоматизації

і комп’ютерних систем »

Протокол № ____ від «___»_____201_р.

Голова комісії ________ / Поцілуйко-Григоряк Г.В. /

Чернівці 2010

1. Функції систем автоматичного керування електроприводом.

Керування — це сукупність дій на керуючі пристрої для забез­печення пуску, підтримання режиму роботи електропривода у відповідності з вимогами технологічного процесу і його зупинки. Залежно від участі в цих діях людини (оператора) розрізняють не автоматичне (ручне), автоматизоване та автоматичне керування.

Неавтоматичним (ручним) називають керування, при якому оператор приймає безпосередню участь у всіх операціях по керуванню приводом (наприклад, комутація електричних кіл за допомогою апа­ратів ручного керування). Використання цих апаратів пов'язане з додатковими затратами часу на керування, що знижує продуктивність механізму, особливо при частих пусках або при регулюванні швидкості. Крім того, застосування апаратів ручного керування ви­ключає можливість дистанційного керування. В деяких потужних електроприводах ручне керування вимагає значних зусиль від людини для перемикання апаратів.

Автоматизованим називають керування, при якому оператор бере лише участь у створенні початкових імпульсів на вмикання, ви­микання та зміну режиму роботи обладнання, а всі інші операції з керування здійснюються автоматично.

Автоматичним вважають таке керування, при якому основні операції здійснюються без участі оператора. Автоматичне керування електроприводами дає можливість підвищити продуктивність робо­чих машин, підвищити якість продукції, зменшити питомі витрати енергії на виробництво продукції, підвищити продуктивність праці та поліпшити умови роботи обслуговуючого персоналу, забезпечити оптимальний режим роботи обладнання. В системах автоматичного керування електроприводами використовуються: релейно-контактні апарати, серед яких основними є реле, контактори, шляхові переми­качі тощо; підсилювачі, перетворювальні пристрої і датчики — еле­ктромашинні, електромагнітні, напівпровідникові тощо; безконтак­тні логічні елементи, мікропроцесори та мікро-ЕОМ.

Під системою автоматичного керування електроприводом розумі­ють сукупність механічних, електромеханічних, напівпровідникових та інших елементів, за допомогою яких здійснюється керування. Сис­теми автоматичного керування бувають розімкненими і замкненими.

Розімкненою називають таку систему автоматичного керування, при якій із зміною збурюючої дії (наприклад, навантаження на валу двигуна) змінюється раніше заданий режим роботи електропривода і не відновлюється без втручання оператора.

Замкненою називають таку систему автоматичного керування, при якій із зміною збурюючої дії заданий режим роботи електропри­вода не змінюється. Заданий режим підтримується керуючими діями системи керування, що створюються засобами зворотнього зв'язку.

У виробництві використовуються в ос­новному розімкнені системи автоматичного керування.

Підтримання струму в колі статора і ротора або якоря двигуна, моменту, швидкості обертання в заданих межах здійснюється відповідними перемиканнями електричних кіл, зміною опору пускових і гальмівних резисторів, регулюванням напруги мережі живлення. В деяких випадках робоча машина з електроприводом є частиною замкненої системи автоматичного регулювання вихідної величини об'єкта керування (температури, вологості, тиску, рівня тощо). Від­повідно розрізняють такі принципи автоматичного керування.

Керування у функції часу полягає в тому, що перемикання електричних кіл, зміна опору пускових і гальмівних резисторів або на­пруги здійснюється в певні, наперед задані проміжки часу. В схемах керування застосовують реле часу, які здійснюють вмикання відповідного контактора.

Прикладом автоматичного керування електроприводом у функ­ції часу є керування пуском трифазного асинхронного двигуна з пе­ремиканням обмоток із «зірки» на «трикутник». Двигун спочатку вмикається в мережу з обмотками, з'єднаними «зіркою», а через пе­вний час за командою реле часу система керування перемикає обмо­тки на «трикутник». При цьому система не контролює ні величини пускового струму, ні швидкості ротора на момент перемикання.

Керування у функції струму здійснюється за допомогою реле мі­німального струму, які вмикають контактори при зниженні струму двигуна до заданого значення.

Керування у функції швидкості здійснюється за допомогою реле швидкості, або реле, які реагують на зміну інших величин, які пере­бувають в прямій залежності від швидкості — ЕРС у двигунів по­стійного струму або частоти струму ротора у асинхронних двигунів. Для вимірювання ЕРС реле напруги приєднують до затискачів яко­ря, а реле частоти струму вмикають у коло ротора.

Керування електроприводом у функції шляху полягає у тому, що при досягненні приводним механізмом заданого положення шляхо­вий вимикач перемикається, внаслідок чого приводний механізм або зупиняється, або здійснює реверсування.

Керування у функції регульованого параметра полягає в тому, що датчики (один або декілька) системи автоматичного керування) вимірюють заданий параметр і видають сигнал на зміну режиму ро­боти приводу. Наприклад, в системі автоматичного керування вен­тиляційною установкою у функції температури датчик вимірює температуру повітря у приміщенні і при відхиленні її від заданого значення регулятор подає команди на зміну швидкості обертання двигунів вентиляторів.

Вказані принципи керування є лише окремими функціями, які повинна виконувати система керування.

Будь-яка система автоматичного керування (САК) електроприводом виконує кілька функцій, які залежать від прийнятого технологічного процесу та вибраної системи електропривода. При цьому технологічний процес приймається за основу при виборі САК.

У промисловості системи автоматичного керування електроприводом найчастіше виконують такі функції.

1. Пуск електродвигуна та його зупинку. Цю функцію виконують всі без винятку САК з тією різницею, що це може бути прямий пуск, перемиканням обмоток статора із «зірки» на «трикутник», із введенням опорів в коло ротора чи статора, пуск при зниженій на­прузі, пуск у два ступені.

2. Регулювання швидкості електропривода зміною підведеної напруги, перемиканням числа пар полюсів, введенням опору в коло ротора, зміною частоти струму тощо.

3. Реверсування з витримкою часу або без неї, з електричним гальмуванням або без нього.

4.Електричне гальмування електропривода: противмиканням, ди­намічне, рекуперативне.

5. Захист електроприводів та приводних механізмів від коротких замикань, перевантажень та інших анормальних режимів.

6. Сигналізація стану системи окремими сигнальними лампами або мнемосхемами технологічного процесу.

7. Здійснення відповідної послідовності пуску та зупинки елект­ропривода та блокувань: пуск і зупинка електроприводів потокових ліній, блокування неправильних дій оператора.

8. Автоматичне підтримання швидкості або її зміна за відповід­ним законом.

9. Стабілізація контрольованого параметра на заданому рівні.

10. Синхронізація руху окремих елементів механізму чи агрегату.

11. Слідкування за сигналами, які подаються на вхід системи від датчиків, та їх відпрацювання.

Чим більше функцій виконує САК, тим ширше зона її застосування. Одночасно зростає складність схеми керування.

Наприклад, система автоматичного керування скреперною уста­новкою УС-12 згідно з наведеним переліком виконує функції 1, 3, 5, 6, 7; а схема керування вентиляційною установкою «Климат-4М» виконує функції 1, 2, 5, 6,7, 8,11, тобто має більше можливостей для автоматизації.