|
|
|
Системы регулирования двигателей электропривода траловой лебёдки
Каждый из двигателей имеет собственную систему ручного и автоматического управления. Системы управления обеих двигателей совершенно одинаковы, и поэтому показаны схемы управления только одного двигателя 1Д. Схема управления двигателя позволяет производить ручное регулирование его частоты вращения с помощью командоконтроллера ПУ, автоматически стабилизирует скорости лебедки независимо от изменений нагрузки, а также защищает двигатель от перегрузки по мощности соответственно уровню мощности, заданной постом управления ПУ. Система управления двигателя состоит из тех же основных элементов, что и схема управления генератором. В состав этой схемы входит узел выработки управляющего сигнала 1', усилитель управляющего сигнала, имеющий свойства ПИД— звена 2', широтно-импульсный модулятор 3' и выходной каскад из двух магнитных усилителей 4', управляющий током обмотки возбуждения 10 ВВД 5' возбудителя двигателя 1Д. Выходной сигнал системы управления двигателем вырабатывается постом управления ПУ. На сигнал поста управления накладываются сигналы отрицательных обратных связей по частоте вращения электродвигателя (сигнал от тахогенератора) и по мощности электродвигателя (последнее только в сторону «выбирать»). Пост управления представляет собой мостовую схему, образованную резисторами r50—r60—r61 и двумя секционированными резисторами («Выбирать» и «Травить»). От трехфазного выпрямителя В на одну диагональ поста подано напряжение. Сигнал управления снимается с другой диагонали моста. При настройке системы управления мост уравновешивается (при нулевом положении ПУ) движком резистора r60. В дальнейшем положение движка r60 остается неизменным. При смещении рукоятки поста управления в любую сторону от нулевого положения баланс моста нарушается и на диагонали появляется напряжение, величина и полярность которого определяются величиной и напряжением перекладки рукоятки поста управления. В каждую сторону этот пост имеет по 26 ступеней резистора и соответственно по 26 ступеней скоростей. При наибольшем повороте рукоятки поста управления возникает напряжение разбаланса моста около 12,5В.
Работа системы регулирования в стороны «Выбирать» и «Травить» неодинакова. Вначале рассмотрим работу схемы при операциях подъема трала (в сторону «Выбирать)». Предположим, что движок А поста управления смещен на одно из 26 положений вправо. Появляющееся напряжение приложено к входу транзисторного усилителя 2', и последний через широтно-импульсный модулятор 3' и магнитные усилители 4' задает обмотке возбуждения 10 ВВД возбудителя, а через него исполнительному электродвигателю 1Д желаемую величину магнитного потока полюсов. Двигатель 1Д вращается с тем большей частотой вращения, чем большее напряжение подано на вход управляющего усилителя 2', т. е. чем больше повернута рукоятка поста управления. Кроме ручного, осуществляется еще автоматическое регулирование частоты вращения двигателя и автоматическое ограничение его мощности. Оба эти напряжения автоматического регулирования также вводятся на вход усилителя 2'. Для этого входная цепь усилителя 2' замыкается через пост управления, резистор r1 = 1 кОм и резистор r2 = 2-2,5 кОм. Тахогенератор ТГ, жестко связанный с регулируемым двигателем 1Д, создает на резисторе r напряжение, встречное напряжению поста управления. Этим создается отрицательная обратная связь по скорости, стабилизирующая частоту вращения управляемого двигателя. В частности, это автоматическое регулирование не допускает «разноса» двигателя при малых нагрузках. Согласно инструкции по наладке электропривода движок резистора r1 должен быть установлен в такое положение, чтобы при холостом ходе частота вращения двигателя Д не превышала 2000—2100 об/мин. Тахогенератор вырабатывает 500 В при частоте вращения 1500 об/мин. Защита двигателя 1Д от перегрузок по мощности осуществляется напряжением, выделяемым на резисторе r2, которое направлено также встречно напряжению поста управления. Поскольку ток главного контура при всех режимах работы лебедки остается неизменным, мощность двигателя однозначно определяется напряжением на его якоре. Следовательно, контроль мощности электродвигателя такой системы сводится к контролю величины напряжения. Для этого часть напряжения на якоре снимается с делителя r43—r45 и подается на второй делитель напряжения, состоящий из резистора r265 = 680 кОм и резистора r2 = 2-2,5 кОм. Падение напряжения на резисторе r2 включено на входе управляющего усилителя так, что оно уменьшает сигнал поста управления. Особенность второго делителя напряжения — это шунтирование резистора r265 стабилитронами. На 1—16 ступенях скорости резистор г265 шунтирован одним стабилитроном с напряжением пробоя примерно 36 В. На 17—19 ступенях этот резистор шунтируется двумя последовательно включенными стабилитронами с общим напряжением пробоя 72 В. На 20—22 ступенях цепочка шунтирующих стабилитронов состоит из трех с напряжением пробоя 108 В, на 23—24 ступенях 4 стабилитрона пробиваются при 144 В и на последних 25—26 ступенях 5 последовательных стабилитронов обеспечивают напряжение пробоя 180 В. Переключение стабилитронов, шунтирующих резистор r265, производится контактом Б, спаренным с контактом А поста управления скоростью лебедки. Рассмотрим работу системы автоматического ограничения мощности на 1—16 положениях поста управления, когда резистор r265 зашунтирован одним стабилитроном. Перемещая рукоятку поста управления от нулевого положения в направлении увеличения скоростей, повышаем магнитный поток двигателя и напряжение на его якоре. Одновременно растет напряжение и на резисторах r265 и r2. Так как величина сопротивления резистора r265 более чем в 100 раз превышает величину сопротивления резистора r2, на долю последнего приходится менее одного процента напряжения, приложенного ко второму делителю (r265—r2). Поэтому, хотя перемещение рукоятки поста управления вызывает прямо пропорциональное увеличение напряжения на резисторе r2, абсолютная величина этого напряжения мала и слабо влияет на входной сигнал управляющего усилителя 2'. Так будет продолжаться до тех пор, пока напряжение на резисторе r265 не достигнет значения, достаточного для пробоя стабилитрона (36 В). После этого дальнейший рост разности потенциалов на втором из делителей r265—r2 не будет вызывать увеличения напряжения стабилизации (т. е. 36 В). С этого момента начнется резкое возрастание напряжения на резисторе r2, так как на него теперь будет приходиться не около одного процента, а все приращение напряжения. С этого момента одновременно с этим вступит в действие обратная связь по мощности и дальнейшее перемещение рукоятки поста управления уже не вызовет возрастания магнитного потока двигателя, так как увеличение напряжения, подаваемого на вход управляющего усилителя 2' с поста управления, будет компенсироваться встречным напряжением на резисторе r2.
На последующих ступенях поста управления параллельно резистору r265 включается цепочка, содержащая от двух до пяти стабилитронов. Соответственно повышается напряжение стабилизации и разрешенный уровень мощности регулируемого электродвигателя. В остальном работа системы автоматического ограничения мощности не отличается от описанной выше. Суммарный сигнал поста управления обратной связи по скорости и системы ограничения мощности подается на вход управляющего транзисторного усилителя 2', который благодаря активно-емкостной обратной связи имеет свойства ПИД-звена. Это значит, что при изменяющемся во времени входном сигнале усиленное напряжение на выходе дополнительно содержит составляющие, пропорциональные скорости и времени изменения входного сигнала. Эти особенности управляющего усилителя обеспечивают быстродействие и надежность системы управления. Усиленный и дополненный сигнал управления поступает с усилителя 2' на широтно-импульсный модулятор 3'. Последний преобразует напряжение управления в периодически повторяющиеся прямоугольные импульсы одинаковой полярности, скважность которых зависит от величины и знака управляющего сигнала на выходе усилителя 2'. Широтно-импульсный модулятор совершенно аналогичен широтно-импульсному модулятору в системе регулирования генератора. От этого модулятора питаются обмотки управления двух магнитных усилителей 4'. В отличие от каскада магнитных усилителей в контуре регулирования генератора магнитные усилители в схеме управления двигателем 1Д настроены так, что имеют симметричные характеристики и при изменении напряжения на выходе широтно-импульсного модулятора от плюс 2 до плюс 38 В обеспечивают изменение напряжения на обмотке возбуждения 10 ВВД возбудителя от минус 110 до плюс 110 В. Благодаря этому ток в обмотке возбуждения возбудителя меняется в пределах минус 1,3—0—1,3 А, чем и определяется направление и величина вращающего момента двигателя 1Д. В режиме спуска трала («Травить») система управления работает аналогично. Отличие состоит лишь в том, что отключается система ограничения мощности электродвигателя и максимальнаячастота вращения двигателей 1Д и 2Д равна 1900 об/мин. Понижение предельной скорости травления ваеров обеспечивается введением в схему управления добавочного резистора с сопротивлением 20 Ом (см. рис.). Схема допускает генераторный режим работы двигателей барабанов лебедки 1Д и 2Д, т. е. рекуперативное торможение. При этом валогенератор Г переходит в двигательный режим. Регулирование двигателей производится раздельно, причем точная и независимая установка значения частоты вращения выполняется свободными перемещениями рукояток каждого поста управления. Для удобства регулирования пост имеет по восемь фиксированных положений в каждую сторону. Контуры управления генератора и двигателей, будучи разделенными по схеме, в сущности, взаимно дополняют друг друга и связаны в работе через ток главного контура и магнитные потоки машин. Следует обратить внимание на то, что система управления лебедки не обеспечивает в режиме подъема трала постоянства мощности лебедки.
|
|
|