САУ электроприводом пассажирского лифта

 

 

 

 

 

Допустимая величина отклонения скорости при скачке момента от нуля до номинального значения не превышает 10% от установившегося значения, следовательно переход к настройке на симметричный оптимум не требуется.

Определим величину пониженной скорости:

 

,

 

где    ΔL–точность остановки, ΔL = 0,025 м.

Определим величину угловой пониженной скорости:

 

.

 

Определим величину напряжения задания пониженной скорости:

 

.

 

Статические характеристики системы электропривода на рабочей и пониженной скорости представлена на рис.10.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 10. Статические характеристики системы электропривода

 

 

7. Анализ динамики электропривода 

 

Анализ динамики системы автоматического управления электроприводом пассажирского лифта заключается в построении переходных процессов и определении по ним основных динамических показателей системы (перерегулирование, время переходного процесса).

Расчет переходных процессов произведем в программе Matlab в приложении Simulink.

Структурные схемы системы автоматического управления электроприводом пассажирского лифта, регуляторов скорости и тока, задатчика интенсивности, построенные в программе Matlab, изображены на рис. 11, рис. 12, рис. 13 и рис. 14.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.11. Фрагмент программы Matlab: структурная схема системы автоматического управления электроприводом пассажирского лифта

 

 

 

 

 

 

Рис.12. Фрагмент программы Matlab: регулятор скорости,

синтезированный на технический оптимум

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.13. Фрагмент программы Matlab: регулятор тока,

синтезированный на технический оптимум

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.14. Фрагмент программы Matlab: задатчик интенсивности

 

Построим переходные процессы тока якоря двигателя i(t) (рис. 15) и угловой скорости двигателя ω(t) (рис. 16) согласно таблице 4.

 

Таблица 4

Параметры для расчета переходных процессов

№	Процесс, величина изменяемого сигнала	Начальные условия
1	По управлению, uзс=0,01· Uзс	Нулевые
2	По моменту сопротивления, Мс=0,01· Мн	П.1
3	По напряжению сети, Uс=0,01· U2нф	П.2
4	Пуск на холостом ходу, uзс=Uзс, Мс=0,1· Мн	П.3
5	По моменту сопротивления, Мс=Мн	П.4
6	По напряжению сети, Uс=0,1· U2нф	П.5

 

Переходные процессы будем строить в виде циклограмм, время каждого цикла возьмем равным 5 с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.15. Переходные процессы тока якоря i(t)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.16. Переходные процессы угловой скорости двигателя ω(t)

Построим переходной процесс реакции задатчика интенсивности на скачок напряжения величиной 5 В (рис. 17).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.17. Переходной процесс реакции задатчика интенсивности на скачок напряжения величиной 5 В

 

Задатчик интенсивности в данном случае ограничивает ускорение и рывок при пуске, поэтому время пуска двигателя затянуто до 3 с, а перерегулирование из-за плавного нарастания напряжения задания скорости отсутствует.

Переходные процессы тока якоря двигателя i(t) и угловой скорости двигателя ω(t) отдельно на каждом участке представлены на рис.18 – рис.29.

Переходные процессы показывающие ограничение рывка и ускорения при набросе номинального сигнала задания скорости представлены на   рис.30 – рис.31.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.18. Переходной процесс тока якоря i(t) на участке 1 по управлению, uзс=0,01· Uзс

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.19. Переходной процесс угловой скорости двигателя ω(t) на участке 1 по управлению, uзс=0,01· Uзс

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.20. Переходной процесс тока якоря i(t) на участке 2 по моменту сопротивления, Мс=0,01· Мн

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.21. Переходной процесс угловой скорости двигателя ω(t) на участке 2 по моменту сопротивления, Мс=0,01· Мн

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.22. Переходной процесс тока якоря i(t) на участке 3 по напряжению сети, Uс=0,01· U2нф

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.23. Переходной процесс угловой скорости двигателя ω(t) на участке 3 по напряжению сети, Uс=0,01· U2нф

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.24. Переходной процесс тока якоря i(t) на участке 4, пуск на холостом ходу, uзс=Uзс, Мс=0,1· Мн

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.25. Переходной процесс угловой скорости двигателя ω(t) на участке 4, пуск на холостом ходу, uзс=Uзс, Мс=0,1· Мн

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.26. Переходной процесс тока якоря i(t) на участке 5 по моменту сопротивления, Мс=Мн

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.27. Переходной процесс угловой скорости двигателя ω(t) на участке 5 по моменту сопротивления, Мс=Мн

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.28. Переходной процесс тока якоря i(t) на участке 6 по напряжению сети, Uс=0,1· U2нф

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.29. Переходной процесс угловой скорости двигателя ω(t) на участке 6 по напряжению сети, Uс=0,1· U2нф

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.30. Переходной процесс показывающий ограничение рывка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.31. Переходной процесс показывающий ограничение ускорения

8. Синтез и расчет узлов ограничений и защит

 

При синтезе системы автоматического управления за основу был взят электропривод ЭПУ1 с узлом защиты содержащим следующие составляющие:

1)  Максимально-токовая  защита.

Зашита воздействуют на основной триггер Т1 при этом загорается светодиод и снимаются импульсы с якорного преобразователя.

Настройку уставки максимально-токовой защиты необходимо проводить опытным путем, вращением шлица переменного резистора кассеты управления. В процессе настройки необходимо плавное увеличение тока до момента срабатывания порогового устройства. Срабатывание защиты должно произойти при токе 2,5·Iн = 2,5·106,326 =256,815 А.

2)  Время-токовая защита.

Данная защита является вспомогательной и настраивается на определенное время перегрузки двигателя максимальным (пусковым) током в застопоренном состоянии (вход «Уставка Т0»).

Расчет время-токовой защиты сводится к расчету и выбору элементов интегратора (R, C). Суть расчета в том, чтобы определить время нарастания выходного сигнала интегратора до момента срабатывания порогового устройства, которое отключает ЭПУ1. Рекомендуемое время срабатывания защиты при токе 1,75·Iн составляет (70±10) с. Пусть при токе равном 1,75·Iн входное напряжение интегратора составляет 5 В, а напряжение срабатывания порогового устройства составляет 10 В. Тогда постоянная времени интегратора будет равна:

 

.

 

Из ряда стандартных значений емкостей выбираем С = 43 мкФ, тогда величина сопротивления R равна:

 

.

 

Принимаем R=820 кОм.

3)  Защита  двигателя от перегрева (от токовых перегрузок).

 

 

 

 

 

 

 

4) Защита от перегрева преобразователя (в том числе по причине исчезновения вентиляции).

Защита от перегрева преобразователя срабатывает при перегреве тиристоров преобразователя или токоограничивающего реактора на токи 400 и 630 А и выполнена на усилителе и относящихся к нему элементах.

5) Защита от исчезновения напряжения питающей сети в цепи управления или силовой цепи (в том числе по причине сгорания предохранителей).

6)  Защита от обрыва цепи тока возбуждения.

7)  Защита от обрыва цепи тахогенератора.

При подключении цепи тахогенератора якорной цепью последнего шунтируется автогенератор, прекращается его работа (генерация). В аварийном режиме при обрыве цепи тахогенератора происходит включение (самовозбуждение) автогенератора.

8)  Защита  от неправильного чередования  фаз.

 При исчезновении  одной из фаз или не правильном  чередовании фаз питающей сети  загораются светодиоды «ABC», «Σ».

9)   Защита от превышения максимальной скорости.

При превышении максимальной скорости двигателя на 20% транзистор открывается и срабатывает триггер, и загорается светодиод «Σ», углы управления переводятся в αмакс и снимаются импульсы с ТПЯ.

10) Защита  от перенапряжений двигателя.

Защита действует на регулятор ЭДС при исчезновении обратной связи по напряжению (это может произойти из-за неполадок в датчике напряжения ДН или обрыва цепи ДН).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9. Синтез схемы включения ЭП и выбор аппаратов

 

Так как при проектировании САУ за основу брался электропривод ЭПУ1, то все аппараты управления и защиты берем аналогично техническому описанию данного электропривода.

Для возможности отключения электропривода от питающего напряжения выбираем вводной автоматический выключатель, который также служит для защиты электропривода от тепловых перегрузок и токов короткого замыкания.

Автоматический выключатель выбирают из условий:

-номинальный  ток автомата должен быть больше  рабочего тока первичной обмотки  трансформатора:

 

;

 

-номинальное  напряжение автомата должно быть больше или равно сетевому напряжения Uс = 380 B;

-число полюсов  должно быть равно числу фаз питающей сети;

-номинальный  ток теплового расцепителя должен  быть больше рабочего тока первичной обмотки трансформатора I’1 = 46,834 A;

-номинальный  ток электромагнитного расцепителя  должен быть больше рабочего тока первичной обмотки трансформатора I’1 = 46,834 A;

Выбираем автоматический выключатель А3110 ([5], с.66). Параметры выбранного автоматического выключателя заносим в таблицу 5.

Таблица 5

Параметры автоматического выключателя

Тип автоматического выключателя	А3110
Номинальный ток автомата, А	100
Номинальное напряжение, В	380
Номинальный ток теплового расцепителя, А	60
Номинальный ток электромагнитного расцепителя, А	70
Частота, Гц	50
ток срабатывания электромагнитного расцепителя, А	200

 

 

 

 

 

 

Для схемы управления выбираем кнопки с цилиндрическим толкателем КЕО11У3 ([5], с.102) и промежуточные реле РПУ-2-01844У3А ([3], с.209), которые предназначены для работы в электрических цепях управления и промышленной автоматики переменного тока напряжением до 440 В, частотой 50 Гц и постоянного тока напряжением до 220 В.

Параметры реле РПУ-2-01844У3А:

0 - IР00, крепление  релевинтами, подсоединение внешних  проводников заднее пайкой;