книги / Электрооборудование лифтов массового применения

«Ris- В этот момент начинается разряд конденсатора СЗ, так как диод V23 диодного коммутатора соединяет конденсатор СЗ с нагрузочным резистором R15. Напряжение конденсатора СЗ в процессе разряда

«сз = UnCe -i/Xî>

где T2 = fli5C3 — постоянная времени разряда; U„c — пиковое напряжение кон­ денсатора в момент окончания заряда.и начала разряда. При t= ti^ T {2 в со­ ответствии с формулой (49) Uc3 = Unc~E nT/2xi.

Напряжение смещения исм принимают отрицательным по знаку, а по абсолютной величине отвечающим неравенству «см>£/псПри использовании операционных усилителей, изго­ товленных по интегральной технологии, с напряжением питания £ П=±15В и выходным напряжением до ±10 В целесообразно принять UaC= 4 В, «см=—4 В. Тогда при Г = 0,02 с и £„=15 В -Л = 3,75* 10~2 с. Постоянная времени Тг должна быть не более

10-4 с.

Если напряжение управления «у (см. рис. 48), подаваемое на инвертирующий вход операционного усилителя А1, равно нулю, то под действием пилообразного напряжения исз, сме­ щенного напряжением исы в отрицательную область, на выходе усилителя AÎ установится отрицательное напряжение «дь огра­ ничиваемое стабилитроном V39 в цепи обратной связи усили­ теля. Это напряжение для элемента E l является напряжением логического нуля «0», вследствие чего на выходе элемента E l будет положительное напряжение на уровне логической единицы «1», равное £„2, светодиод тиристорного оптрона V29 не будет проводить ток, и силовые тиристоры VI и V2 не получат управ­ ляющих импульсов. Если напряжение управления иу принимает некоторое отрицательное значение (см. рис. 49), то в момент времени, соответствующий углу управления а, имеет место ра­

положительную сторону и стабилитрон V39 ограничивает его на уровне £„2. Так как такой уровень напряжения соответствует логической единице, то при наличии на других входах элемента E l разрешающих сигналов г/г и г/7 в состоянии логической еди­ ницы на выходе элемента E l установится напряжение логиче­ ского нуля «0» (низкий уровень), светодиод оптрона V29 нач­ нет проводить ток, и при наличии на тиристоре VI (или V2) (см. рис. 46) анодного напряжения под действием последнего по

тия тиристора управляющий импульс тока становится равным нулю, так как анодное напряжение открытого тиристора равно

вателя ТП обеспечивает также соответствующий упр-авляющий импульс в группах тиристоров фаз В или С или в обеих фазах одновременно, причем каналы управления тиристорами этих фаз работают аналогично рассмотренному.

Угол управления а при изменении напряжения управления «у от 0 до— UnC изменяется примерно от 170° до 0, что соот­ ветствует изменению выходного напряжения тиристорного пре­ образователя от 0 до номинального UH.

СИФУ является надежным, помехоустойчивым, компактным, малоэлементным устройством, с простыми выходными элемен­ тами, обеспечивающими высокий уровень сопротивления изоля­ ции между силовыми цепями тиристоров и цепями управления. Это устройство предназначено для симметричного управления трехфазным тиристорным преобразователем и обеспечивает возможность бесконтактного изменения порядка следования фаз на статоре асинхронного двигателя с минимальным време­ нем запаздывания, равным половине периода переменного на­ пряжения. Вместе с тем СИФУ может быть использована и для управления однофазным тиристорным выпрямителем, сфор­ мированным, например, из тиристоров VI, V6, V4 и V7 (см. рис. 46). Для этого необходимо либо дополнить выходное уст­ ройство СИФУ соответствующими оптронами и резисторами, либо в цепях управляющих электродов тиристорных пар VI— V2, УЗ—V4, V5—V6 и V7—V8 предусмотреть диоды, включен­ ные в направлении управляющего электрода нужного тиристора и зашунтированные размыкающим контактом дополнительного реле торможения. Это реле управляется специальным логиче­ ским сигналом через согласующее транзисторное устройство, а контакты реле включают управляющие электроды соответст­ вующих тиристоров выпрямителя.

Принцип работы тиристорного регулируемого электроприво­ да предполагает использование задающих устройств аналого­ вого и дискретного действия. Задающее устройство аналогово­ го действия предназначено для задания закона изменения регу­ лируемой величины в функции времени и называется задатчи­ ком интенсивности. Задающее устройство дискретного действия, названное в схеме (см. рис. 44) логическим задающим устройст­ вом, предназначено для распределения между основными фун­ кциональными узлами системы управления дискретных управ­ ляющих сигналов для изменения режима работы электропри­

вода.

Регулируемый тиристорный асинхронный электропривод лифта может быть выполнен по принципу регулирования по от­ клонению. Лишь в этом случае удастся сравнительно простыми средствами обеспечить движение кабины по оптимальному за­ кону. Поэтому в дальнейшем предполагается, что задатчик ин:

ЮЗ

Рис. 50. Диаграммы работы задатчиков интенсивности

тенсивности формирует такую зависимость напряжения в функ­ ции времени, которая представляет собой заданную скорость движения кабины или оптимальную тахограмму движения каби­ ны (см. рис. 32).

Современная элементная база позволяет создавать задат­ чики интенсивности, с высокой точностью воспроизводящие оп­ тимальную тахограмму движения. Основным элементом задат­ чика интенсивности может служить операционный усилитель, изготовляемый серийно отечественной электронной промышлен­ ностью в виде интегральной микросхемы.

В лифтах со скоростью движения кабины до 1 м/с может быть реализована трапецеидальная тахограмма (рис. 50, о, кри­ вая «2 или и3). Задатчик интенсивности в этом случае должен состоять из трех операционных усилителей (рис. 51,а). Опера­ ционный усилитель А1, содержащий в цепи обратной связи узел ограничения УО, служит для ограничения сигнала, поступаю­ щего на операционный усилитель А2, работающий в режиме ин-

Рис. 51. Принципиальные схемы задатчиков интенсивности

тегрирования; операционный усилитель A3 является инвертором и формирует напряжение, предназначенное для обратной связи со входом усилителя А1. Принцип действия задатчика поясняется временной диаграммой (см. рис. 50,а). Входным сигналом яв­ ляется напряжение ивх, которое остается положительным и по­ стоянным в интервалах пуска и равномерного движения и рав­ но нулю в интервале замедления (или торможения) и во время паузы. В момент подачи сигнала ивх усилитель A l с помощью узла ограничения УО ограничивает уровень выходного напряже­ ния щ значением Ui= const. Это напряжение обеспечивает ра­ боту интегратора А2, вследствие чего его выходное напряжение щ начинает возрастать по линейному закону, а инвертор A3 изменяет полярность своего выходного напряжения Мз на обрат­ ную по отношению к и2.

Так как резисторы R1 и R9 образуют сумматор, то при до­ стижении напряжением щ определенного уровня, обусловленно­ го соотношением между сопротивлениями резисторов R1 и R9, напряжение инвертирующего входа усилителя А1 становится равным нулю и его выходное напряжение щ принимает нулевое значение, что соответствует окончанию процесса интегрирова­ ния. Поэтому напряжения и2 и из остаются постоянными до тех пор, пока на усилитель A l поступает сигнал ивх. В момент от­ ключения сигнала ыВх напряжение на инвертирующем входе усилителя А1 оказывается смещенным в отрицательную сторо­ ну вследствие действия обратной связи через R9, и выходное •напряжение щ стабилизируется на уровне щ = —Ui= const. Это •напряжение опять включает интегратор А2, и его выходное на­ пряжение начинает уменьшаться по линейному закону, стремясь к нулю. При нулевом напряжении щ и и3 действие обратной свя­ зи прекращается, и фиксируется состояние и2=щ=0. Изменение скорости интегрирования (или ускорения) достигается измене­

нием либо порога ограничения напряжения ии либо постоянной: времени интегрирования [например, (#3+/?4)С или RtC в зави­ симости от положения ключа /<] (рис. 51, а).

К недостаткам описанного задатчика интенсивности, прото­ тип которого приведен в работе [22], относятся необходимостьприменения значительного числа операционных усилителей и: отсутствие ограничения рывка скорости. В связи с этим пред­ ставляет интерес задатчик интенсивности на одном операцион­ ном усилителе, разработанный кафедрой электротехники и элек­

рис. 51, б. Задатчик интенсивности управляется положительным; логическим сигналом у\. Выходное выпряжение и3 также поло­ жительно. В исходном нерабочем состоянии сигнал у i находится в состоянии логического нуля «0», транзистор VI закрыт, кон­ денсатор С2 заряжен и за счет обратной связи через диоды V2 и. V4 на выходе усилителя А фиксируется напряжение и3= 0. Эта обеспечивается также подбором сопротивлений резисторов на. входе усилителя А, причем Rz+Rt+Rs=0,5R7. Напряжение нааноде диода V3 отрицательное, его выбирают по величине в со­ ответствии с заданным уровнем ограничения выходного сигнала и3 в установившемся режиме. После подачи единичного логи­ ческого сигнала у\ в момент ?=0 открывается транзистор V7,. конденсатор С2 начинает разряжаться через резистор R4, обес­ печивая при разрядке нелинейный характер изменения'выход­ ного напряжения и3, усилитель А выполняет операцию интегри­ рования, вследствие чего выходное напряжение и3 сначала воз­ растает нелинейно, а после разрядки конденсатора С2 — линей­ но. Так как в процессе интегрирования выходное напряжение; является положительным и возрастает, то отрицательное напря­ жение анода диода V3 (точка 5) уменьшается по абсолютной; величине. Процесс интегрирования завершается в момент вре­ мени, соответствующий достижению напряжением иъ нулевогозначения, когда начинается действие обратной связи через диод. V3, приводящей к стабилизации сигнала и3 на заданном уров­ не. Интервал замедления начинается в момент времени, когдалогический сигнал у\ переходит в состояние логического нуля,, и транзистор VI закрывается. После этого начинается процесс' зарядки конденсатора С2 и процесс интегрирования в сторону уменьшения сигнала и3 до нуля. При этом в начале интервала замедления за счет зарядки конденсатора переход от участка установившегося режима к участку замедления получаетсяплавным. После достижения напряжением и3 нулевого значения: диоды V2 и V4 обеспечивают фиксацию этого состояния.

Если к диаграмме движения лифта предъявляются наибо­ лее высокие требования, что имеет место при скорости движем ния кабины более 1 м/с, то задатчик интенсивности должеш

сформировать тахограмму скорости с учетом необходимости ог­ раничения ускорения и рывка скорости (см. рис. 50, в). Для раздельной оптимизации ускорения а и рывка р может быть

'по принципу подчиненного регулирования, причем внешний кон­ тур с обратной связью через резистор R9 отрабатывает ускоре­ ние a, a подчиненный ему внутренний контур с усилителем А2,

.интегратором A3, инвертором A4 и обратной связью через ре­ зистор R7 отрабатывает рывок р. Для стабилизации переход­ ных процессов предусмотрена обратная связь, пропорциональ­ ная сигналу u3=duablx/dt через резистор R8. Задатчик интенсив­ ности работает от отрицательного ступенчатого сигнала ивх= = —U—const. Работа задатчика иллюстрируется диаграммами, приведенными на рис. 50, в. Изменение величин ускорения а и рывка р достигается воздействием на уровень ограничения со­ ответствующих узлов ограничения’ У01 и У02. Узлы ограниче­ ния У01 и У02 могут быть выполнены по различным схемам. Лри неизменном пороге ограничения наиболее простая схема со­ стоит из двух встречно включенных стабилитронов.

Возможны различные схемы задающих устройств дискрет­ ного действия. При этом приходится учитывать как структуру системы управления и алгоритм управления, так и элементную •базу. Рассмотрим принципиальную схему логического задающе­ го устройства, разработанную применительно к блок-схеме ти­ ристорного асинхронного электропривода (см. рис. 44). Пред­ полагается, что электропривод отрабатывает оптимальную ди­ аграмму движения с помощью задатчика интенсивности (напри­ мер, по схеме на рис. 51,6). В интервале замедления электро­ привод работает либо в двигательном режиме, либо в режиме' лротивовключения; при составлении схемы задающего устройст­ ва используют интегральные логические микросхемы с базовым элементом И — НЕ; для получения пониженной скорости для ревизии шахты система управления формирует напряжение пони­ женной частоты 16,67 Гц. Обозначения входных (д^—хш) и вы­ ходных (У\—t/е) сигналов логического задающего устройства и их диаграммы приведены в п. 4.5 настоящего раздела. В связи

• с тем, что механический тормоз, применяемый в лифтах, обла­ гает чистым запаздыванием и перевод асинхронного двигателя ;из одного режима работы в другой требует создания паузы не

.менее 10 мс, логическое задающее устройство является двух- •тактным. Алгоритм работы логического задающего устройства -описывается следующими формулами, полученными с помощью таблиц состояния и теорем алгебры логики:

Рис. 52. Принципиальная схема логического задающего устройства тири­ сторного асинхронного электропривода

«з. который сравнивается в суммирующем устройстве СУ с сигналом фактической скорости иа; разность сигналов Аи= и3^ и и

поступает в регулятор скорости PC, который вырабатывает на­ пряжение управления щ\ напряжение управления поступает в систему импульсно-фазового управления СИФУ, где преобра­ зуется в последовательность управляющих импульсов тиристо­ ров.

Тахогеиератор постоянного тока обладает существенными не­ достатками: небольшим сроком службы (1000—2000 ч) и необхо­ димостью ухода за щеточными контактами, поэтому целесооб­ разно применять тахогенераторы переменного тока (синхронные

Рис. 53. Принципиальная схема регулирующих устройств тиристорного асин­ хронного электропривода

или асинхронные), срок службы которых достигает 30 тыс. ч. В описываемой ниже схеме контура регулирования использован синхронный тахогенератор с возбуждением от постоянных маг­ нитов.

Принципиальная схема регулирующих устройств тиристорго асинхронного электропривода представлена на рис. 53. Канал обратной связи содержит трехфазный синхронный тахогенера-