Динамическое торможение электропривода

Лабораторная работа № 5

По дисциплине ««Автоматизация технологических процессов»

Цель работы — приобретение навыков в управлении и программировании контроллера, а также заложенных в нем основных и специальных логических функций.

Содержание отчета:

Алгоритм работы системы управления Схема электрическая соединений и ее описание Коммутационная программа и ее описание Перечень аппаратуры Указания по проведению эксперимента Краткое описание Динамическое торможение электропривода, режим работы электропривода, при котором в результате взаимодействия постоянного магнитного потока в электродвигателе с током замкнутого электропроводящего контура создаётся тормозное усилие. В электроприводе с электродвигателем постоянного тока Д. т. осуществляется замыканием обмотки якоря накоротко или через добавочное активное сопротивление при включённой обмотке возбуждения. Примеры включения электродвигателей постоянного и переменного тока для выполнения Д. т. приведены на рис. 1.

Тормозное усилие зависит от частоты вращения электродвигателя. Эта зависимость называется тормозной механической характеристикой электропривода. При различных сопротивлениях R₁ <� R₂ <� R₃ <� R₄ механи-ческие характеристики различны как у электродвигателей постоянного тока (рис. 2, а), так и у асинхронных электродвигателей с фазным ротором (рис. 2, б). Потери энергии в электродвигателе при Д. т. имеют порядок значения кинетической энергии, запасённой во вращающихся массах электропривода (при полной остановке).

Д. т. применяют для быстрой остановки электропривода рабочих машин, при необходимости равномерного подъёма и спуска грузов, в шахтных подъёмниках и т. п.

Рис. 1 Включение двигателей постоянного и переменного тока при динамическом торможении (электрические схемы) Рис. 2 Ддинамическое торможение для двигателя постоянного тока и асинхронного электродвигателя (механические характеристики) Алгоритм работы системы управления

1) Кнопкой с возвратом двигатель подключается к источнику +10 В.

2) Вторая кнопка с возвратом отключает двигатель от источника +10 В и сразу шунтирует цепь якоря двигателя резистором 120 Ом.

3) При снижении скорости двигателя до заданной величины шунтирование прекращается.

Схема электрическая соединений и ее описание Однофазный источник питания G1 предназначен для безопасного питания блока программируемого контроллера А1.

Верхняя кнопка с возвратом поста управления А2, подключенная к входу I1 контроллера, предназначена для включения системы. Вторая сверху кнопка с возвратом А2 (вход контроллера I2) — для отключения.

Аналоговый вход контроллера AI1 подключен к тахогенератору блока А10.

Контакт выхода Q1 программируемого контролера А1 подключает двигатель к источнику питания +10 В.

При отключении двигателя контакт Q2 контроллера, шунтирует цепь якоря двигателя резистором 120 Ом. При снижении скорости двигателя до заданного уровня цепь шунтирующего резистора размыкается.

динамический торможение двигатель управление

Коммутационная программа и ее описание В коммутационной программе использованы функции, приведенные в таблице.

Работа программы

1) После запуска программы выход триггера В001 находится в состоянии 0, разомкнут контакт выхода контроллера Q1 и разорвана цепь питания двигателя. Двигатель остановлен, напряжение на выходе тахогенератора и сигнал на аналоговом входе AI1 равны 0. Сигнал AI1 ниже порога включения В004. Сигнал 0 с выхода В004 поступает на инвертированный вход R триггера В002 и выход триггера сохраняется в состоянии 0 независимо от сигнала S этого триггера. Сигнал 0 на выходе В002 размыкает контакт Q2 цепи шунтирования двигателя.

2) Кратковременное нажатие на кнопку «Пуск» приводит к появлению 1 на входе I1. Этот сигнал переключает триггер В001 в состояние 1, замыкаются контакты Q1 и двигатель подключается к источнику питания.

3) Пока напряжение на выходе тахогенератора ниже порога включения В004 (On=100, т. е. 1 В), двигатель может быть немедленно отключен нажатием на кнопку «Стоп»: сигнал с входа I2 проходит через В003 и устанавливает 0 на выходе триггера В001 и выходе контролера Q1.

4) После разгона двигателя напряжение на выходе тахогенератора превысит порог включения В004 (On=100). Сигнал 1 на выходе В004 снимет блокировку с инвертированного входа R триггера В002.

5) Кратковременное нажатие на кнопку «Стоп» и появление 1 на входе I2 устанавливает выход триггера В002 в 1. Этот же сигнал через блок В003 поступает на вход R триггера В001 и устанавливает его выход в 0. Контакт выхода контролера Q1 разомкнут и питание двигателя отключено. Контакт Q2 замкнут: шунтирующий резистор подключен.

6) Когда напряжение тахогенератора на входе AI1 станет ниже порога выключения В004 (Off=100, т. е. 1 В), сигнал 0 с выхода В004 поступит на инвертированный вход R триггера В002, и переключит его выход в состояние 0. Разомкнется контакт Q2 в цепи шунтирующего резистора. Цепь вернется в исходное состояние, соответствующее пункту 1.

Перечень аппаратуры

Указания по проведению эксперимента Убедитесь, что устройства, используемые в эксперименте, отключены от сети электропитания.

Соедините аппаратуру в соответствии со схемой электрической соединений.

Включите устройство защитного отключения и автоматический выключатель в однофазном источнике питания G1.

Включите выключатель «СЕТЬ» блока программируемого контроллера А1.

Переведите контроллер в режим отображения «Главного меню» (состояние STOP, см. п. 1.1.3.).

Загрузите или введите в контроллер коммутационную программу. При вводе программы вручную номера блоков зависят от выбранной вами последовательности их включения в программу, и могут отличаться от указанных в приведенной выше программе. Для правильного соединения необходимо указать на схеме номера блоков вашей программы. Для блока B004 (аналоговый пороговый выключатель) задайте пороги включения и выключения On=100 и Off=-100. Запустите программу на исполнение (пункт Start «Главного меню»).

Протестируйте работу схемы под управлением контроллера и убедитесь, что система функционирует в соответствии с заданным алгоритмом. Верхняя кнопка поста управления А2 (376) соответствует кнопке «Пуск», а вторая сверху — «Стоп». Оцените работу схемы и программы при ошибочных действиях оператора: одновременном нажатии обеих кнопок в различных режимах работы схемы, многократных нажатиях одной из кнопок в различных режимах и т. п.

При необходимости, скорректируйте схему и коммутационную программу. За состоянием входов и выходов удобно следить на экране их состояния (входы I — цифровые, AI — аналоговые, выходы — Q) (переход из «Меню запуска» нажатием кнопки >, см. п. 1.1.6).

По завершении эксперимента остановите коммутационную программу (ESC>Stop>Yes), отключите выключатель «СЕТЬ» блока программируемого контроллера А1 и автоматический выключатель в однофазном источнике питания G1.