Нулевая схема нереверсивного ТП

Т.к. цепь якоря двигателя подключена к нулевой точке трансформатора.

Тиристоры VT объединены катодами и составляют катодную группу. В якорной цепи двигателя М находится токоограничительный реактор L. Трансформатор преобразует напряжение первичных обмоток в ЭДС вторичных обмоток. При отсутствии управления VT сх. напр-й имеет вид:

Сх. является трехфазной поэтому ЭДС во вторичных обмотках сдвинута на угол 2π/m = 120º

В момент времени t1 ЭДС еА становится больше чем другие ЭДС (еА>еВ,ес) и открывается тиристор VT1 (если не учитывать управляемость тиристоров). На двигатель будет проходить “t” напряжение и он будет находиться в двигательном режиме. В момент t2 еВ>еА,еС запирая тиристоры VT1 и VT3 и открывая VT2. Разница времени    t2 – t1 называется периодом естественной коммутации.

Выпрямленная ЭДС Е0 определяется:

Е2 – действующее напряжение полуволны синусоиды напряжения, а

 его амплитуда.

При использовании управления тиристорами VT УЭ схема примет вид:

Управляющий импульс подается при регулировании выпрямительного напряжения со смещением на фазовый угол α от точки естественной коммутации. Это задерживает закрытие работающего тиристора и открытие последующего тиристора. Чем больше угол α тем меньше величина выпрямляемого напряжения:

При этом ток ТП сглаживается токоограничительным реактором.

Силовые преобразователи

1) Назначение тиристорных преобразователей и     принцип действия тиристора

Силовые преобразователи или управляемые выпрямители предназначены для преобразования переменного тока в постоянный и регулирование его в широких пределах. Основой являются п/п элементы: тиристоры, транзисторы. Основой тиристорного преобразователя (ТП) является тиристор т.е. выпрямитель с ограниченной управляемостью.

В режиме неуправляемости тиристор (VT) пропускает с анода на катод положительную полуволну напряжения.

При управлении открытия VT при помощи УЭ можно задержать открытие VT на фазовый угол α , изменяя тем самым величину выпрямляемого напряжения. VT обычно используются в многофазовых схемах, а также мостовых и нулевых, что позволяет снизить пульсацию выпрямляемого напряжения т.е. сделать выпрямляемый ток постоянным.

Структура электроавтоматики на базе ПЛК

Поведение ОУ (движение или любое другое изменение состояния) отображаются некоторым множеством входных сигналов, которые вводятся в ПЛК через модуль входных сигналов. Программа электроавтоматики, обрабатывая информацию о состоянии О. (путем решения логических уравнений), формирует соответствующее множество выходных сигналов. Выходные сигналы через модуль выходных сигналов направляется к исполнительным устройствам, которые переводят О. в новые состояния и т.д. Таким образом работа ПЛК при решении логических задач связана с повторяющейся последовательно сменой фаз.

Управление электроавтоматикой станка

Перемещение инструмента по заданной программе функции ЧПУ далеко не исчерпываются. На современных станках автоматизированы многочисленные вспомогательные операции:

- управление автоматической сменой инструмента (функции Т),

- контроль положения рабочих органов, связанный с ограничениями рабочей зоны,

- управление механизмом переключения ступеней скоростей в приводах главного движения (функция S),

- управление зажимными приспособлениями, охлаждением, смазкой, перемещением ограждения и др. (функции М).

Все эти функции выполняются системой электроавтоматики. Данная система обеспечивает:

- подготовку станка к работе,

- работу станка в заданных режимах,

- индикацию состояния электрооборудования станка и самой системы электроавтоматики во всех режимах,

- выход из аварийных ситуаций,

- хранение информации при подключении питания,

- защиту электрооборудования и др.

Таким образом, система электроавтоматики – это система автоматического управления механизмами и группами механизмов, поведение которых определяется множеством дискретных выходных сигналов, а условие их смены формируется под влиянием входных дискретных сигналов, поступающих со стороны ОУ.

в настоящее время для управления электроавтоматикой станков широко применяют программируемые логические контроллеры (ПЛК). В АЛ, в АС (станках) и в другом автоматическом оборудовании ПЛК используются как самостоятельные устройства. В станках с ЧПУ ПЛК входят обычно в состав УЧПУ и являются его частью.

Взаимодействие УЧПУ с оператором. Часть 3

7) “Таблица коррекции” служит для индикации коррекции инструмента (радиус фрезы, длина инструмента)

3	1
4.1
4.2
	2

4.1 № и величины коррекции

4.2 рабочий кадр

любой компонент таблицы коррекции может быть изменён

Оптимальным режимом работы оператора с системой управления является диалог, состоящая из сообщений и директив.

Сообщение – это та часть системной реакции которая отображается на экране и явно приглашает оператора к дальнейшей работе.

Директива – это совокупность действий оператора (ч/з клавиатуру панели), который вызывает смену сообщения. Система управления поддерживает процесс принятия решения оператором с помощью техники меню.

Меню предлагает варианты развития диалога, варианты ответов на вопрос, указывает перечень виртуальных клавиш. Виртуальными клавишами – наз. такие, имена которых переменны, а их текущие значения динамически отображаются на экране дисплея. Оператору предлагается на выбор несколько вариантов директив, сопоставленных отдельным виртуальным клавишам, введя директиву оператор получает их новый набор и т.д.

Применение виртуальных клавиш позволяет резко сократить число требуемых специальных клавиш.

Среди специальных клавиш особую роль играют режимные, которые настраивают систему управления на род работы

1) Режим “ручное управление”. В этом режиме осуществляют наладочные операции, типа толчковых (немерных) перемещений исполнительных органов станка, мерные перемещения на установленное число дискрет, производят обнуление буферов достигнутых позиций.

2) Режим “Ввод программы”

Вводят в память с клавиатуры или с внешних носителей управляющие программы, редактируют управляющие программы и вводят их на внешние носители.

3) Режим «Покадровая отработка»

Выполняет отдельные команды языка ISO – 7 bit или отдельные независимые кадры управляющей программы.

4) Режим «Автоматическая работа»

Воспроизводится автоматический цикл обработки детали в соответствии с активизированной управляющей программой ЧПУ.

Динамические характеристики

К динамическим хар-м относятся: переходные или временные хар-ки и частотные хар-ки.

Переходная или временная хар-ка.

Зависимость выходного регулируемого параметра от времени называется переходной хар-ой h(t)

ω = f(t)

1 – сильноколебательная

2 – слабоколебательная

3 – монотонная

По переходной хар-ке устанавливаются следующие прямые показатели кач-ва:

а)      Время переходного процесса. tп.п.<=0.1..0.2с

б)      Перерегулирование σ

в)      N – число колебаний – число перерегулирований за время ПП    <=1..2

Время ПП это интервал времени от 0 до tпп в течении которого регулируемый параметр не будет отличаться от установившегося значения больше чем а, а = (3..5)%ωустан

           σ<=20%

АЧХ

По АЧХ определяются косвенные показатели качества. АЧХ – зависимость амплитуды выходного сигнала замкнутой системы от частоты сигнала.

Аз = f (Ω)

1 – сильноколебательная система,

2 – монотонная.

К косвенным показателям качества относятся:

а) Показатель колебательности М = Азmax/Аз(0) <= 1.1..1.4.

б) Полоса пропускания.

Полосой пропускания называется диапазон от 0 до Ωпр в течении которого амплитуда Аз не снизится до 0.707 от Аз(0) .

Ωпр = 30..50 Гц для тиристорных приводов, Ωпр = =50..100 Гц для транзисторных приводов. Это характеризует быстродействие.

Статические характеристики замкнутого привода

ООС по скорости осуществляет тахогенератор.

Uтг = Ктг*ωз

С учетом ООС по скорости

Uя = (Uз – Ктг*ωз)*Ку*Кп ,

где  Кп – коэффициент передачи преобразователя УУ,

Ку –   коэффициент передачи усилителя УУ.

Уравнение механической характеристики примет вид:

ωз = Ку*Кп*Кд*(Uз – Ктг*ωз) – Кд2*Rяц*М

ωз + Ку*Кп*Кд* Ктг*ωз = Ку*Кп*Кд* Uз – Кд2*Rяц*М

К = Ку*Кп*Кд* Ктг – коэффициент передачи разомкнутого привода.

Механическая характеристика:

Статические характеристики.

а)      Статическое отклонение скорости замкнутого привода

Статическое отклонение замкнутого привода в 1+К раз меньше ∆ωр.

б)      Жесткость замкнутого привода

в)      Статизм замкнутой системы

Точность замкнутого привода значительно улучшается

Статизм приводов обычно нормируется в зависимости от доли ω0.

Доля от ω0	Sдоп%
Привод главного движения	Привод подач
1 0,1 0,01 0,001 0,0001	0,5 2 3,5 10 –	0,1 0,75 2 3 10

Статические характеристики разомкнутого привода

 - коэффициент передачи двигателя.ccx

Уравнение механической характеристики:

ωразомк = Кд*Uя – Кд2*Rяц*М = ω0раз – ∆ωраз

а)      Статическое отклонение скорости:

∆ω = Кд2*Rяц*М = / Мн = М / = Кд2*Rяц*Мн

б)      Жесткость механической характеристики:

в)      Статизм разомкнутого привода

Статические характеристики разомкнутого привода низки, что не обеспечивает точности привода.

Регулирование скорости ДПТ изменением напряжения якоря

Показатели регулирования

1)      D = 104 для замкнутых приводов (с OC по скорости).

2)      Регулирование бесступенчатое.

3)      Стабильность высокая, ∆ω является величиной       постоянной.

4)      Экономичность регулирования хорошая, но при    снижении скорости доля электрических потерь возрастает в общей отдаваемой мощности, что       снижает КПД.

5)      Регулирование осуществляется вниз от номинальной скорости при постоянном моменте.    Применяется в приводах подачи станков с ЧПУ и   МС.

Статические характеристики регулируемого привода.

К статическим характеристикам относятся:

а)      Статическое отклонение скорости,

б)      Жесткость механической характеристики,

в)      Статизм.

Регулирование скорости вращения ДПТ с НВ изменением магнитного потока

Скоростная характеристика:

Iкз = (10..15) Iян

Механическая характеристика:

Для машин средней и большой мощности регулирование осуществляется в первой зоне до М1, а для машин малой мощности и микромашин регулирование осуществляется во второй зоне , больше М1.

         Показатели регулирования

1)      В = 2.5..4 до 10 – диапазон регулирования для      двигателей с компенсационной обмоткой до 10.

2)      Регулирование осуществляется бесступенчато,        удобно, но

3)      Стабильность хорошая, но ухудшается при   уменьшении магнитного потока.

4)      Экономичность регулирования высокая, т.к. мощность возбуждения составляет 3..5 % от номинальной мощности двигателя.

5)      Направление регулирования осуществляется вверх         от номинальной скорости при постоянной мощности

P = M*ω = c*Ф*Iя*(Uя – Rяц*Iя)/сФ = Iя (Uя – Rяц*Iя) = = const.

Применяется в приводах главного движения станков с ЧПУ.