Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Принцип разомкнутого управления реализуется только на основе желаемого алгоритма поведения управляемого объекта и не учитывает возможность появления внешних возмущающих воздействий, способных вызвать неконтролируемые отклонения в процессе функционирования объекта. [1]

Несмотря на очевидный недостаток, присущий принципу разомкнутого управления ( отсутствие контроля за текущим состоянием регулируемых параметров объекта), этот принцип используется в реальных устройствах довольно часто. Электрический шаговый двигатель переводится в следующее фиксированное положение подачей управляющего импульса напряжения на его обмотку, при этом предполагается, что угловое положение выходного вала шагового электродвигателя пропорционально величине шага и количеству управляющих импульсов, поданных на его обмотки. Подобное предположение будет соответствовать действительности до тех пор, пока внешние возмущающие воздействия в виде сил, противодействующих вращению вала, или в виде электромагнитных помех не приведут к сбою, который может проявиться потерей одного или нескольких шагов или, наоборот, ложным перебросом на несколько шагов вперед. Существенно, что отклонение текущего положения выходного вала шагового двигателя и, следовательно, положения соответствующего звена робота не будет замечено и ликвидировано системой управления, реализованной по разомкнутому принципу. [4]

Управлением называют любое действие, вносящее желаемое изменение в процесс, подлежащий управлению, и основанное на использовании начальной информации или информации, полученной в ходе самого управления. Если в системе управления не используется обратная связь, то такую систему управления называют разомкнутой. Принцип разомкнутого управления широко используется на практике, например в автоматах по продаже мелких предметов. Управление с обратной связью широко используется в различного рода следящих системах. [11]

Источник

Регулирование по разомкнутому и замкнутому циклам в системах управления и автоматики

Поддержание регулируемой величины в заданных пределах или изменение ее по заданному закону в процессе работы системы управления и автоматики может быть выполнено по разомкнутому или замкнутому циклам регулирования. Рассмотрим систему (рис. 1), состоящую из последовательно соединенных: объекта регулирования ОР, регулирующего органа РО, регулятора Р и задатчика З — устройства, с помощью которого в систему подается задающее воздействие.

При регулировании по разомкнутому циклу (рис. 1, а) задающее воздействие х( t ), поступающее на регулятор от задатчика, не является функцией результата этого воздействия на объект, оно задается оператором. Определенному значению задающего воздействия будет соответствовать определенное текущее значение регулируемой величины у(t), которое будет зависеть от возмущающего воздействия F(t). Объяснение основных терминов смотрите здесь: Общие принципы построения систем автоматики

Разомкнутая система представляет собой по существу передаточную цепь, в которой задающее воздействие х(t) от задатчика после надлежащей обработки регулятором посредством внутренних воздействий Z 1( t) и Z2( t ) передается объекту регулирования, но обратного воздействия объекта на регулятор нет.

Рис. 1. Схемы регулирования по разомкнутому (а) и замкнутому (б) циклам: З — задатчик, Р — регулятор, РО — регулирующий орган, ОР — объект регулирования, х( t ) — задающее воздействие, Z 1( t) и Z2( t ) — внутренние регулирующие воздействия, у( t ) — регулируемая величина, F( t ) — возмущающее воздействие.

Примеры регулирования по разомкнутому и замкнутому циклам

На рис. 2, а приведена схема управления частотой вращения двигателя постоянного тока Д. При изменении положения движка реостата Р будет меняться ток возбуждения в обмотке возбуждения ОВГ генератора Г, что приводит к изменению его э. д. с. и, следовательно, напряжения подводимого к двигателю Д.

Тахогенератор ТГ, установленный на одном валу с двигателем Д, развивает э. д. с, пропорциональную частоте вращения со вала двигателя. Вольтметр, подключенный к щеткам тахогенератора, со шкалой, проградуированной в единицах частоты вращения, позволяет осуществлять только визуальный контроль за частотой вращения двигателя.

Если характеристики машин стабильны, то каждому положению движка реостата будет соответствовать определенное значение частоты вращения двигателя. В данной системе имеет место воздействие регулятора на объект, но обратного воздействия нет, т.е. система работает по разомкнутому циклу.

Рис. 2. Принципиальные схемы управления частотой вращения двигателя постоянного тока по разомкнутому (а) к замкнутому (б) циклам: Р — реостат, ОВГ — обмотка возбуждения генератора, Г — генератор, ОВД — обмотка возбуждения двигателя, Д — двигатель, ТГ — тахогенератор, ДП — двигатель привода ползунка реостата, У — усилитель.

Если соединить выход системы с регулятором таким образом, чтобы на регулятор все время поступало два сигнала — сигнал с задатчика и сигнал с выхода объекта, то получим систему, работающую по замкнутому циклу. В такой системе существует воздействие не только регулятора на объект, но и объекта на регулятор.

На рис. 2, б приведена схема управления частотой вращения двигателя Д постоянного тока, в которой выход системы посредством тахогенератора ТГ, реостата Р, усилителя У и двигателя ДП привода ползунка реостата Р соединен с входом системы.

Здесь существует автоматический контроль за частотой вращения двигателя. Любое изменение частоты вращения приведет к появлению сигнала на двигателе ДП, который переместит ползунок реостата Р в ту или другую стороны от положения, соответствующего заданной частоте вращения двигателя Д.

Если частота вращения по какой-либо причине уменьшится, то ползунок реостата Р займет положение, при котором ток возбуждения в обмотке возбуждения ОБ генератора увеличится. Это приведет к увеличению напряжения генератора, а следовательно, и к увеличению частоты вращения двигателя Д, которая примет первоначальное положение.

При увеличении частоты вращения двигателя Д произойдет перемещение ползунка реостата Р в обратном направлении, что и приведет к уменьшению частоты вращения двигателя Д.

Разомкнутая система автоматического регулирования самостоятельно, без вмешательства оператора, не может изменить режим своей работы, если стали иными возмущения, поступающие на систему. Замкнутая система автоматически реагирует на любые изменения, происходящие в системе.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник

Принцип разомкнутого управления (принцип прямой связи)

Если известны действующие на систему возмущения и известна желаемая реакция на выходе системы, то можно определить передаточную функцию регулятора.

.

Сущность принципа состоит в том, что алгоритм управления строится только на основе заданного алгоритма функционирования и не контролируется по фактическому значению управляемой координаты объекта.

1. Чувствительность к изменению параметров элементов;

2. Невозможно получить высокую точность при неизвестных возмущениях и низкой точности модели объекта;

3. Невозможность полной компенсации возмущений для объектов с транспортной задержкой;

4. Проблема физической реализуемости обратных операторов.

2. Принцип обратной связи (принцип управления по отклонению контролируемой функции от входного воздействия, принцип Ползунова-Уатта)

Сущность принципа обратной связи заключается в том, что регулятор вступает в работу только тогда, когда между текущим и заданным значениями регулируемой функции появляется рассогласование, и регулятор воздействует на объект таким образом, чтобы свести это рассогласование к нулю или к малой величине.

Принцип внутренне противоречив, ибо прежде чем ликвидировать ошибку необходимо допустить ее возникновение.

Без обратной связи невозможно учесть влияние неизвестных факторов, неполноту знаний об объекте.

В рассматриваемом случае уравнение системы регулирования будет иметь вид

Обратные связи в регуляторе или объекте называются местными обратными связями.

Если система линейная и звенья статические, то в установившемся режиме тогда где обозначим k=k_pk_y – общий передаточный коэффициент разомкнутой цепи регулирования.

Уравнение статического равновесия имеет вид

При увеличении k влияние ¦ уменьшается, поэтому достоинством этого принципа регулирования является его универсальность по отношению к возмущениям, а недостатком – склонность системы к неустойчивому режиму работы.

Установившаяся ошибка регулирования в статической системе с единичной отрицательной обратной связью (статическая ошибка) если k>>1, то

1. Регулирование по отклонению позволяет уменьшить влияние на систему всех возмущающих воздействий;

2. Увеличивается точность воспроизведения заданного входного воздействия;

3. На динамические свойства объекта никаких ограничений не накладывается. Следовательно, регулирование по отклонению применимо к любым объектам, в том числе и к неустойчивым;

4. Отсутствие необходимости замера возмущений, что очень важно с практической точки зрения;

5. Отсутствие жёстких требований к стабильности характеристик элементов регулятора и объекта.

1. Принципиально нельзя получить регулирование без ошибки, так как ошибка

регулирования является сигналом, который управляет регулирующим органом;

2. Склонность системы к неустойчивому режиму работы;

3. Замедленная реакция системы на изменения возмущающего воздействия, так как управляющее воздействие на объект формируется по изменению выходной координаты;

4. Уменьшается коэффициент усиления замкнутой системы относительно коэффициента усиления разомкнутой системы.

Управление – фундаментальная философская категория, решающая задачу формирования управляющих воздействий.

Регулирование – производная философская категория, решающая задачу отработки заданных воздействий.

Системы автоматического регулирования (САР) отличаются от систем автоматического управления (САУ) тем, что в последних происходит как формирование (выработка) желаемого поведения объекта на основании цели управления в виде задающих (управляющих) воздействий, так и их отработка; в САР происходит лишь их отработка, а сами управляющие воздействия, поступающие на элемент сравнения, считаются заданными.

Теория автоматического регулирования является основой построения первого уровня, а теория автоматического управления – основой всей иерархической структуры информационных процессов управления, необходимых для комплексной автоматизации сложных объектов.

Принцип действия любой САР состоит в том, чтобы обнаружить отклонения регулируемых величин, характеризующих работу машины, или протекание процесса от требуемого режима, и при этом воздействовать на машину или процесс так, чтобы устранить возникшие отклонения.

В теории автоматического регулирования основными являются проблемы: устойчивости, управляемости, наблюдаемости, качества переходных процессов, динамической точности, автоколебаний, оптимизации, синтеза и идентификации.

Пример 3. Определить уравнение статики системы регулирования напряжения генератора постоянного тока.

Источник

В чем заключается принцип разомкнутого управления автоматическое

Существует чрезвычайно большое разнообразие систем, выполняющих те или иные функции по управлению самыми различными процессами во всех областях деятельности человека. Однако принципы построения систем управления, принципы управления как и законы носят всеобщий характер. На сегодня различают четыре принципа управления:

Функциональная схема разомкнутой системы изображена на рис.1.1.

Рис. 1.1. Функциональная схема разомкнутой системы

ОУ – объект управления;

ЗУ – задающее устройство;

Координаты (переменные) системы:

g ( t ) – задающее воздействие;

y ( t ) – управляемая (регулируемая) величина;

f ( t ) – возмущающее воздействие;

u ( t ) – управляющее воздействие.

В разомкнутой системе, как следует из принципа разомкнутого цикла и функциональной схемы (рис.1.1), регулятор формирует управляющее воздействие только на основе задающего воздействия, т.е.

u ( t ) = F [ g ( t )]. (1.1)

Выражение (1.1) представляет собой закон управления разомкнутой системы.

По разомкнутому принципу работают многие известные всем автоматы, например, часы, банкомат, автомат, выбрасывающий какие-либо определенные предметы (билеты, шоколад) при опускании в него определенной комбинации монет и т.д. Примером такой системы может служить системы управления стрельбой из ружья или артиллерийского орудия.

Принцип замкнутого цикла (принцип обратной связи) з аключается в том, что закон управления формируется на основе отклонения управляемой величины от задающего воздействия. Такое управление называется управлением по отклонению, при котором управляемая величина оказывает влияние на управляющее воздействие. Система, реализующая этот принцип, называется замкнутой или системой управления с обратной связью.

Функциональная схема замкнутой системы изображена на рис. 1.2.

Рис. 1.2. Функциональная схема замкнутой системы

ОУ – объект управления;

ЗУ – задающее устройство;

Координаты (переменные) системы:

g ( t ) – задающее воздействие;

y ( t ) – управляемая (регулируемая) величина;

f ( t ) – возмущающее воздействие;

u ( t ) – управляющее воздействие.

Рассогласование представляет собой отклонение управляемой величины от задающего воздействия, т.е. является ошибкой системы, и служит источником формирования регулятором управляющего воздействия. Следовательно, закон управления в замкнутой системе является функцией рассогласования

u ( t ) = F [ x ( t )]. (1.3)

Управляющее воздействие прикладывается к объекту управления до тех пор пока x ( t ) ® 0.

Таким образом, замкнутая система работает так, чтобы все время сводить к нулю рассогласование x ( t ).

Принцип замкнутого цикла (обратной связи) – основной принцип управления. Он лежит в основе подавляющего большинства систем управления, так как решающую роль при управлении играет информация о результатах управления.

Основным достоинством замкнутых сис т ем является их высокая точность, однако быстродействие их ниже, чем у разомкнутых систем.

Примерами замкнутых систем могут служить: система стабилизации температуры в холодильнике, автопилот, система самонаведения снаряда на цель, система обучения в высшей школе и т.д.

Комбинированный принцип з аключается в сочетании принципов разомкнутого и замкнутого циклов в одной системе. Такое управление, сочетающее в себе управление по задающему воздействию и отклонению, называется комбинированным управлением. Оно обеспечивает высокую точность и высокое быстродействие. Система, реализующая комбинированный принцип, называется комбинированной.

Функциональная схема комбинированной системы представлена на рис. 1.3.

Рис. 1.3. Функциональная схема комбинированной системы

Для реализации комбинированной системы в замкнутую систему требуется включить дополнительные функциональные элементы: КЦЗ и КЦВ.

КЦЗ – компенсирующая цепь по задающему воздействию, позволяет скомпенсировать ошибку работы системы от задающего воздействия.

КЦВ – компенсирующая цепь по возмущающему воздействию, позволяет скомпенсировать негативное влияние возмущающего воздействия на работу системы.

Компенсирующие цепи представляют собой дифференцирующие устройства и служат для прогнозирования входных воздействий системы, что позволяет системе работать с предвидением. Благодаря этому, комбинированные системы обладают повышенной точностью и быстродействием.

Из функциональной схемы следует, что закон управления комбинированной системы имеет вид:

u ( t ) = F [ x ( t ), g ( t ), f ( t )]. (1.4)

В общем случае управляющее воздействие в комбинированной системе является функцией рассогласования, задающего и возмущающего воздействий. Кроме того, можно сделать комбинированную систему только по задающему воздействию, если

u ( t ) = F [ x ( t ), g ( t )], (1.5)

и только по возмущающему воздействию, если

u ( t ) = F [ x ( t ), f ( t )]. (1.6)

Комбинированное управление позволяет реализовывать инвариантные к внешним воздействиям системы управления.

Принцип адаптации заключается в том, что системы, реализующие этот принцип, в процессе работы приспосабливаются, адаптируются к изменяющимся внешним условиям. Такое управление называется адаптивным, а системы, работающие в соответствии с данным принципом, называется адаптивными и являются самыми совершенными. Адаптивные системы имеют в своем составе, как правило, дополнительные блоки и контуры для анализа показателей качества процесса управления или внешних условий, по которым необходима адаптация.

Адаптивные системы разделяются на экстремальные, самонастраивающиеся и самоорганизующиеся.

Экстремальные системы или системы с самонастройкой программы. Это системы, которые сами ищут наивыгоднейшую программу, т.е. то значение управляемой величины, которое нужно в данный момент выдерживать, чтобы режим работы объекта управления был наилучшим по какому-либо параметру. При этом имеется в виду не выбор закона управления, а автоматическая установка задающего воздействия, такого, при котором обеспечивается наивыгоднейшее значение управляемой величины при изменяющихся внешних условиях работы системы. Таким образом, на экстремальную систему накладывается дополнительная задача автоматического поиска наивыгоднейшего значения требуемой управляемой величины, т.е. самой программы управления.

На рис. 1.4 приведена функциональная схема экстремальной системы.

Рис. 1.4. Функциональная схема экстремальной системы

Примерами экстремальных систем могут служить: система автоматического поддержания максимальной скорости проходки скважины турбобуром при меняющихся свойствах грунта; автоматические системы управления различными производственными процессами, поддерживающие наивыгоднейший режим работы станков; система поддержания наивыгоднейшей скорости движения автомобиля, соответствующей минимуму расхода горючего на единицу длины пути и т.д.

Самонастраивающиеся системы с самонастройкой параметров. Это такие системы, в которых автоматически, не заданным заранее образом, в процессе работы в соответствии с изменением внешних условий изменяются какие-нибудь параметры регулятора таким образом, чтобы заданное качество работы системы сохранялось или обеспечивалось максимальное качество, возможное в данных реальных условиях. Эти системы работают по принципу самообучения. В процессе работы они изучают объект управления и обучаются управлять им наилучшим образом.

Простейшими самонастраивающимися системами являются системы с самонастройкой параметров регулятора по задающему и возмущающему воздействиям (рис.1.5). Эти системы содержат в своем составе анализатор А для анализа задающего и возмущающего воздействий и контур настройки регулятора КН для настройки параметров регулятора в соответствии с заданным критерием.

Примерами самонастраивающихся систем могут служить радиотехнические системы с контурами автоматических регулировок усиления (АРУ) и подстроек частоты (АПЧ).

Рис. 1.5. Функциональная схема самонастраивающейся системы

Примером систем с самонастройкой структуры являются двухотсчетные системы, получившие широкое распространение. Эти системы имеют в своем составе два измерительных канала: грубого и точного отсчетов. Нужный измерительный канал выбирается системой в зависимости от величины рассогласования.

Кроме чисто технических автоматических систем аналогичные принципы действия заложены и в биологических системах, экономических системах и т.п., что изучается соответствующими направлениями кибернетики и общей теории систем управления.

Источник

Принципы автоматического управления пуском и торможением электродвигателей

В статье рассмотрены релейно-контакторные схемы автоматизации пуска, реверса и торможения асинхронных двигателей с фазным ротором и двигателей постоянного тока.

Рассмотрим схемы включения пусковых сопротивлений и контактов контакторов КM3, КM4, КM5, управляющих ими, при пуске асинхронного двигателя с фазным ротором (АД с ф. р.) и двигателя постоянного тока с независимым возбуждением ДПТ НВ (рис. 1). В этих схемах предусмотрены динамическое торможение (рис. 1, а) и торможение противовключением (рис. 1, б).

При реостатном пуске ДПТ НВ или АД с фазным ротором поочередное замыкание (закорачивание) ступеней пускового реостата R1, R2, R3 производится автоматически при помощи контактов контакторов КМ3, КМ4, КМ5, управление которыми может быть осуществлено тремя способами:

путем отсчета промежутков времени d t1, d t2, d t3 (рис.2), для чего используются реле времени (управление по принципу времени);

посредством контроля величины скорости электродвигателя или ЭДС (управление по принципу скорости). В качестве датчиков ЭДС используются реле напряжения или непосредственно контакторы, включенные через реостаты;

применением датчиков тока (токовые реле, настраиваемые на ток возврата, равный Imin), дающим командный импульс при снижении тока якоря (ротора) в процессе пуска до значения Imin (управление по принципу тока).

Рассмотрим механические характеристики двигателя постоянного тока (ДПТ) (рис. 1 ) (для асинхронного двигателя (АД) аналогично, если использовать рабочий участок механической характеристики) при пуске и торможении, а также кривые скорости, момента (тока) в зависимости от времени.

Рис. 1. Схемы включения пусковых сопротивлений асинхронного двигателя с фазным ротором (а) и двигателя постоянного тока с независимым возбуждением (б)

Рис. 2. Пусковые и тормозные характеристики (а) и зависимости ДПТ (б)

Пуск электродвигателя (замыкаются контакты КМ1 (рис. 1)).

При подаче напряжения ток (момент) в электродвигателе равен I1 (M1) (точка А) и двигатель разгоняется с пусковым сопротивлением (R1 + R2 + R3).

По мере разгона ток уменьшается и при токе I2 (точка В) происходит закорачивание R1, ток возрастает до значения I1 (точка С) и т. п.

В точке F при токе I2 происходит закорачивание последней ступени пускового реостата и электродвигатель выходит на естественную характеристику (точка G). Разгон происходит до (точки Н), которой соответствует ток Iс (зависит от нагрузки). Если в точке В не закоротить R1, то электродвигатель разгонится до точки В ‘ и будет иметь установившуюся скорость.

Динамическое торможение (размыкаются КМ1, замыкаются КМ7), при этом электродвигатель переходит в точку К, которой соответствует момент (ток) и его величина зависит от сопротивления Rтд.

Торможение противовключением (размыкаются КМ1, замыкаются КМ2), при этом электродвигатель переходит в точку L и начинает очень быстро тормозиться с сопротивлением (R1 + R2 + R3 + Rтп).

Наклон этой характеристики, а значит и величина, одинаков (параллелен) пусковой характеристике с сопротивлением (R1 + R2 + R3 + Rтп).

В точке N необходимо закоротить Rтп, электродвигатель переходит в точку Р и происходит разгон в противоположную сторону. Если в точке N не закоротить Rтп, то электродвигатель разгонится до точки N’ и будет работать на этой скорости.

Схемы автоматического управления пуском ДПТ

Рис. 3. Схема автоматического пуска ДПТ в функции времени

Управление в функции скорости (чаще всего используется для динамического торможения и торможения противовключением) Данный принцип автоматизации управления предполагает использование реле, которые прямо или косвенно контролируют скорость электродвигателя: для ДПТ осуществляется измерение ЭДС якоря, для асинхронных и синхронных электродвигателей – измерение ЭДС или частоты тока.

Использование устройств, непосредственно измеряющих скорость (реле контроля скорости (РКС) сложного устройства), усложняет установку и схему управления. РКС чаще используют для контроля торможения, чтобы отключить электродвигатель от сети при скорости близкой к нулю. Чаще используются косвенные методы.

При постоянном магнитном потоке ЭДС якоря ДПТ прямо пропорциональна скорости. Поэтому катушку реле напряжения можно включать непосредственно на зажимы якоря. Однако напряжение на зажимах якоря Uя отличается от Eя на величину падения напряжения на обмотке якоря.

При этом возможны два варианта:

Рис. 4. Силовые схемы подключения ДПТ при использовании в качестве РКС реле напряжений (а) и контакторов (б)

Рис. 5. Силовая схема (а) и схема управления (б) ДПТ при автоматизации пуска в функции скорости. Штриховыми линиями показана схема, когда для измерения напряжения используются реле напряжения КV1, КV2.

Управление в функции тока. Этот принцип управления реализуется с помощью реле минимального тока, которые включают силовые контакторы при достижении током значение I1 (рис. 6, б). Применяется чаще всего для пуска до повышенной скорости при ослаблении магнитного потока.

Рис. 6. Схема включения (а) и зависимость Ф, Iя = f(t) (б) при пуске ДПТ в функции тока

При броске тока (Rп2 закорочено) реле КА срабатывает и питание на катушку КМ4 подается через контакт КА. Когда ток якоря уменьшается до тока возврата, контактор КМ4 отключается и начинается уменьшение магнитного потока (в цепь обмотки возбуждения LОВ вводится Rрег). При этом ток якоря начинает возрастать (темп изменения тока якоря выше темпа изменения магнитного потока).

При достижении Iя = Iср в точке t1 реле КА и КМ4 срабатывают и Rрег зашунтируется. Начнется процесс нарастания потока и уменьшения Iя до момента t2, когда произойдет отключение КА и КМ4. При всех этих коммутациях М > Мс и электродвигатель будет разгоняться. Процесс пуска заканчивается, когда величина магнитного потока приближается к заданному значению, определяемому введением в цепь обмотки возбуждения сопротивления Rрег и когда при очередном отключении КА, КМ4 ток якоря не достигает Iср (точка ti). Такой принцип управления называют вибрационным.

Автоматизация управления торможением ДПТ

В данном случае применяются те же принципы, что и при автоматизации пуска. Задачей этих схем является отключение электродвигателя от сети при скорости равной или близкой к нулю. Наиболее просто она решается при динамическом торможении с помощью принципов времени или скорости (рис. 7).

Рис. 7. Силовая схема (а) и схема управления (б) динамическим торможением

При пуске нажимаем SB2 и напряжение подается на катушку КМ1, при этом: шунтируется кнопка SB2 (КМ1.2), подается напряжение на якорь электродвигателя (КМ1.1), размыкается цепь питания КV (КМ1.3).

При торможении нажимаем SB1, при этом якорь отключается от сети, замыкается КМ1.3 и срабатывает реле КV (т. к. в момент отключения Ея примерно равно Uс и уменьшается по мере уменьшения скорости). Напряжение подается на катушку КМ2 и к якорю электродвигателя подключается Rт. При угловой скорости, близкой к нулю, якорь реле КV отпадает, обесточивается КМ2 и отключается Rт. Реле КV в данной схеме должно иметь возможно меньший коэффициент возврата, т. к. только в этом случае можно получить торможение до минимальной скорости.

При реверсе электродвигателя используется торможение противовключением и задача схемы управления заключается во введении дополнительной ступени сопротивления при подаче команды на реверс и шунтирование ее, когда скорость электродвигателя близка к нулю. Чаще всего для этих целей используется управление в функции скорости (рис. 8).

Рис. 8. Силовая схема (а), схема управления (б) и тормозные характеристики (в) торможения противовключением ДПТ

Рассмотрим схему без узла автоматизации пуска. Пусть электродвигатель работает «вперед» на естественной характеристике (включение КМ1, разгон не рассматривается).

При нажатии кнопки SB3 отключается КМ1 и включается КМ2. Изменяется полярность приложенного к якорю напряжения. Контакты КМ1 и КМ3 разомкнуты, в цепь якоря вводится полное сопротивление. Происходит бросок тока и электродвигатель переходит на характеристику 2, по которой и осуществляется торможение. При скорости близкой к нулю должны включиться реле КV1 и контактор КМ3. Ступень Rпр зашунтируется и начинается разгон в противоположную сторону по характеристике 3.

Особенности схем управления асинхронных двигателей (АД)

1. Для управления торможением (особенно противовключением) часто применяются индукционные реле контроля скорости (РКС).

2. Для АД с фазным ротором используются реле напряжения KV, cрабатывающие от различных значений ЭДС ротора (рис. 9). Эти реле включаются через выпрямитель, чтобы исключить влияние частоты тока ротора на величину индуктивного сопротивления катушек самого реле (с изменением X_L изменяется и Iср, Uср), уменьшить коэффициент возврата и увеличить надежность работы.

Рис. 9. Схема торможения противовключением АД

Принцип действия: при большой угловой скорости ротора электродвигателя наведенная в его обмотках ЭДС небольшая, т. к. E2s = E2k · s, а скольжение s незначительно (3–10 %). Напряжение на реле KV недостаточно для втягивания его якоря. При реверсе (КМ1 размыкается, а замыкается КМ2) направление вращения магнитного поля в статоре изменяется на противоположное. Реле KV срабатывает, размыкает цепь питания контакторов КМП и КМТ и в цепь ротора вводится пусковое Rп и тормозное Rпр сопротивления. При скорости близкой к нулю реле KV отключается, замыкается КМТ и электродвигатель разгоняется в противоположную сторону.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Источник