31.Микропроцессорные аппараты защиты. Привести блоксхему и пояснить принцип работы.

32. Устройство плавного пуска асинхронного двигателя на основе мп.

Для плавного пуска двигателя используются теристорные ключи.

33. Силовые эа для управления двигателями постоянного тока (дпт). Импульсные системы управления на основе мп.

Для управления ДПТ НВ в различных квадрантах используются полууправляемые преобразователи (полностью управляемые) и преобразователя с двумя комплектами тиристоров

Полууправляемый преобразователь

Преобразователь с двумя комплектами тиристоров

Cхема управления двигателем постоянного тока с микропроцессорным управлением

 

Для перемещения и точного позиционирования рабочих органов робототехнических механизмов используются электроприводы с микропроцессорным управлением. Схема типового ЭПМПУ с аналогово-цифровыми узлами представлена на рисунке.

 

ДПТ М питается от реверсивного преобразователя на тиристорах VS1 - VS6 и VS7 - VS12. Двигатель М связан с рабочим органом, тахогенератором ТГ и датчиком положения ДП. Контроль тока якоря осуществляется датчиком тока ДТ.

 

ЭПМПУ построен по принципу подчиненного регулирования координат рабочего органа. Имеет обратные связи по скорости (_ТГ и регулятор скорости РС) и току (ДТ и регулятор тока РТ). Стабилитроны VD1, VD2 обеспечивают ограничение тока и момента ДПТ.

 

Микропроцессорная система включает микропроцессор МП, устройства памяти ОЗУ и ПЗУ, устройства сопряжения УС1 -УСЗ, цифровой датчик положения ДП, цифро-аналоговый преобразователь ЦАП, обеспечивающий выходной сигнал задания скорости. Сигнал задания положения подается с терминала положения Т через УСЗ. Оптимальный график движения ЭП записывается в ПЗУ и определяет работу цифрового регулятора.

 

Выходное напряжение управления U_У регулятора поступает на систему импульсно-фазового управления СИФУ, которая определяет напряжение ТП и скорость вращения М.

34. Основные схемы импульсного управления ( типа) дпт.

В связи с развитием полупроводниковой техники все шире применяется импульсное управление исполнительным двигателем. Суть его заключается в том, что частоту вращения двигателя регулируют не величиной постоянно подводимого напряжения, а длительностью питания двигателя номинальным напряжением. Одна из возможных схем импульсного управления приведена на рис. 2.7,а. Там же (рис. 2.7,б) показаны графики скорости при различных t.

В период, когда электронный ключ открыт, питающее напряжение полностью подается на двигатель, ток якоря увеличивается, двигатель развивает положительный момент и частота вращения возрастает; когда электронный ключ закрыт, ток под действием запаса электромагнитной энергии продолжает протекать в том же направлении но через обратный диод. При этом он уменьшается, момент двигателя уменьшается, угловая скорость вращения падает.

Рис. 2.7. Схема импульсного управления (а), графики скорости вращения (б) при разных τ. (τ2 > τ1)

Работа двигателя состоит из чередующихся периодов разгона и торможения. И, если эти периоды малы по сравнению с электромагнитной постоянной времени якорной цепи Тэм.а, устанавливается некая средняя скорость, однозначно определяемая относительной продолжительностью включения (скважностью) t = t_и/T, где t_и - длительность импульса напряжения; T - период.

Частота управляющих импульсов составляет 200-400 Гц, в результате период  управления Т оказывается на 2 порядка меньше электромагнитной постоянной времени обмотки якоря

Управление, при котором изменяется соотношение длительности импульса t_и и паузы t_п при постоянном периоде Т, называется широтно-импульсным.

Если параметры схемы подобраны так, что колебания тока, момента и угловой скорости вращения небольшие, работа двигателя практически не отличается от работы при постоянном напряжении, за которое можно принять среднее напряжение за период управления Т: U_ср = U_номt_и/T = tU_ном.

Оперируя средними значениями, получим уравнение, аналогичное (2.4), поскольку в данном случае мы имеем якорное управление

На рис. 2.8,а показаны графики тока сети (I_c) и тока якоря (I_a) при относительно больших нагрузках. При малых нагрузках ток двигателя становится небольшим и появляются периоды, когда при закрытом электронном ключе ток якоря уменьшается до нуля. Говорят, наступил режим прерывистых токов (рис.2.8,б). Механические характеристики приобретают перелом и становятся похожими на характеристики двигателя при регулировании реостатом в цепи якоря. В общем случае они имеют вид, представленный на рис. 2.9. Зона, соответствующая прерывистым токам, ограничена пунктирной линией. Критическая относительная частота вращения, при которой наступает перелом, равна

где: b=T/T_эм ; T =t_и + t_п ; T_эм = L_а/R_а.

Рис. 2.8. Графики тока сети Ic и тока якоря Ia при больших нагрузках (а) и тока якоря при малых нагрузках (б)

Основное преимущество импульсного управления заключается в уменьшении средней потребляемой мощности за счет уменьшения среднего тока.