Електропневматичні позиціонери

     Позиціонери даного типу забезпечують перетворення вхідного струмового сигналу в позицію вихідного елемента ВМ.

     Сучасні електропневматичні позиціонери будуються за схемою з повною компенсацією ( рис.5.2). Вони складаються, в основному, із двох перетворювачів: електромеханічного (ЕМП) і механопневматичного (МПП).

Компенсаційні схеми дозволяють досягнути необхідної точності (±0, 1-0, 5%) і стабільності статичної характеристики, ослабити вплив тиску живлення і зміни навантаження. В подібних позиціонерах компенсація забезпечується введенням від'ємного зворотного зв'язку від положення вихідного елемента ВМ, при цьому використовується механоелектричний перетворювач (МЕП).

 Перетворювач ЕМП ґрунтується на використанні різних фізичних ефектів, причому, частіше застосовуються магнітоелектричні, електромагнітні та п'єзоелектричні.

Перетворювачі МПП складаються з міждросельної камери, обмеженої двома пневматичними дроселями- постійним і змінним ( або двома змінними), один із яких служить для підводу тиску живлення, а другий-для стравлювання повітря в атмосферу.Механічне переміщення, створене ЕМП, використовується для керування величиною відкривання одного або двох змінних дроселів.

Перетворювачі МЕП, які використовуються в колах зворотного зв'язку є електричними давачами положення штока ВМ і тут часто використовуються реостатні давачі.

Типові схеми електропневматичних позиціонерів представлені в розділі 7 даного посібника, де розглядаються ВП і додаткові блоки провідних у світі виробників.У зв'язку з розвитком мікропроцесорної техніки, позиціонери є об'єктом інтелектуалізації, що привело до появи нового класу цифрових інтелектуальних позиціонерів. Як приклад, розглянемо структуру позиціонера SIPART PS2 концерну Siemens.

Позиціонер (рис.5.3) містить такі складові частини: системну плату 1 з мікроконтролером і колами вводу електричних аналогових сигналів; пульт керування 2 з рідкокристалічним дисплеєм; блок клапанів 3 з п'єзометричними перетворювачами електричного сигналу в переміщення та механопневматичний перетворювач на основі дросельних клапанів; додаткового блоку 4 для ВМ подвійної дії; струмовий вхідний модуль 5; сигнальний модуль 6 для з трьома дискретними виходами і одним цифровим каналом; модуль 7 цифрового інтерфейсу HART. Позиціонер під'єднюється до пружинних пневмоприводів ( одинарної дії) 8 або подвійної дії – 9. Положення штока ВМ контролюється реостатним давачем, вихід якого є зворотним зв'язком у блок мікроконтролера.

 

 

Рисунок 5.3- Структурна сема електропневмо позиціонера SIPART PS 2

В залежності від величини й напрямку розбалансу між позицією вихідного елемента ВМ та командним сигналом, який формує регулятор 10, блок контролера відпрацьовує два імпульсні керуючі сигнали –Δ у та +Δ у зі змінною шпаровитістю, які в п'єзоелементах перетворюються в переміщення. Це переміщення трансформується в дросельних клапанах блока 3 і 4 в пропорційний пневматичний сигнал, який подається на ВМ. Контролер формує команди, враховуючи величину розбалансу (є високошвидкісна та тихохідна зона керування).

Мікроконтролер, крім основної функції, виконує роботу по діагностиці, налагодженню позиціонера, представлення інформації на дисплеї, а також формує протоколи обміну по інтерфейсу HART та PROFIBUS-PA.З іншими технічними характеристиками позиціонера можна детально ознайомитися на Web-сайті концерну Siemens [ 5 ]. Деякі позиціонери даного класу розглянуті в розділі 7.

         

      5.2 Підсилювачі тиристорні

           5.2.1 Підсилювач тиристорний трипознційний У-22М

Підсилювач використовується в схемах регулювання для безконтактного керу­вання електроприводами ВМ постійної швидкості з трифазними двигунами.

Принцип дії підсилювача ґрунтується на перетворенні вхідних сигналів постійного струму в керуючі асинхронним двигуном, трифазні напруги з прямою або реверсивною послідовністю фаз в залежності від комбінації вхідних сигналів і попере­днього стану підсилювача. Після зняття з входу підсилювача сигналу він формує сиг­нал постійного струму на виході для електродинамічного гальмування двигуна.

Конструктивно підсилювач складається з двох блоків: блока керування тиристо­рами (БКТ) і блока тиристорів (БТ). БКТ складається з модуля керування й модуля жи­влення. Модуль керування формує сигнал керування тиристорами. БТ включає в себе чотири тиристорні ключі, обмежувач струму і два модулі захисту.

      Структурна схема підсилювача подана на рисунку 5.4.У поточному стані на входах 1 ЛЕ7...ЛЕ10 присутня логічна " 1", на входах 2 -логічний " 0", а на вході 3-послідовність прямокутних імпульсів частотою 1.6...2.5 кГц шпаровитістю 2 від генератора Г. Сигнал на вході 1 блоку БКТ, пройшовши вузол конт­ролю вхідних сигналів на непарність ВК, із його інверсного виходу через схему " Г елемент ЛЕ2 формує сигнал заборони (логічний " О" ) на вході 1 ЛБ8 та ЛЕ9.

ВК-вузол контролю вхідних сигналів на непарність; С31, 032-схеми затримки керуючого сигналу по входу 1 і 2; ВРЗ-вузол розділення запуску мультивібратора: МІ, М2 і МЗ-відповідно мультивібратори гальмівного імпульсу по входу 1, по входу 2 і заборони; Г-генератор; ЛЕ1..ЛЕ10-логічні елементи; ТК1..ТК4-тиристорні ключі.

Рисунок 5.4 - Структурна схема підсилювача У-22М

Сигнал із прямого виходу 1 вузла ВК проходить схему затримки С31 і через 1..2мс з її прямого виходу установлює " 1" на вході 2 елемента ЛЕ10, а з інверсного ви­ходу через схему " І-НЕ" ЛЕЗ формує " 1" на вході 2 елемента ЛЕ7. Сигнал із генератора Г проходить на вихід елементів ЛЕ7, ЛЕ10 і через ключеві каскади і трансформаторні кола (на структурній схемі не показані) відкриває або тиристори ключів ТК1-4 і ТК1-2, які знаходять у блоці БТ; фаза А проходить на вихід 11, а фаза В - на вихід 13, двигун обертається.

Зняття сигналу зі входу 1 блоку БКТ викликає зникнення " 1^й на входах 2 еле­ментів ЛЕ7, ЛЕ10 і запирання ключів ТК1-4 і ТК1-2. З входів 1 елементів ЛЕ8, ЛЕ9 знімається заборона, логічний " О". Заданім фронтом сигналу з прямого виходу С31 за­пускаються очікувальні мультивібратори МІ і МЗ.

Імпульс із виходу мультивібратора МЗ тривалістю Тмз=10...15мс запирає генера­тор Г і формується загальна заборона " О" на входах 3 елементів ЛЕ7...ЛЕ10.

Імпульс із входу мультивібратора МІ тривалістю Тм1=55...115мс викликає появу на цей час забороняю чого " 0" на входах 1 елементів ЛЕ7, ЛЕ10 і на вході 2 елемента ЛЕ8. Цим же імпульсом формується " 1" на вході 2 елемента ЛЕ9. Через час заборони Тмз після зняття сигналу з входу 1 БКТ на вході елемента ЛЕ9 появляється послідовність імпульсів, яка на час гальмування Тгальм.=Тм1-ТмЗ відкриває по одно­му тиристору в ключах ТК1-1 і ТК1-3, оскільки елемент ЛЕ8 має сигнал заборони " О" на виході 2. Унаслідок чого на час Тгальм на вході 11 з'явиться постійна напруга фази В, а на вході 13 - постійна напруга фази А. Через статори обмотки двигуна протікає постійний струм, який містить гармоніки противключання, і зупиняє його.

Якщо при відсутності сигналу на вході 1 БКТ, буде сигнал на вході 2, то, він пройшовши вузол контролю на непарність ВК, з інверсного виходу 2 через схему " І" ЛЕ1 підтримує заборону " О" на входах 1 ЛЕ7 і ЛЕ10, яка установлена імпульсом муль­тивібратора МІ. З прямого входу 2 вузла ВК сигнал проходить схему затримки С32 і з її інверсного виходу підтримує " 1" на вході 2 елемента ЛЕ9.

Після закінчення імпульсу мультивібратора МІ заборона зі входу 2 елемента ЛЕ8 знімається, на ньому формується " 1" сигналом із прямого виходу схеми С32. Імпульси з виходу генератора проходять на вихід елемента ЛЕ8. Таким чином, після закінчення імпульсу мультивібратора МІ й зупинки двигуна включаються всі тиристо­ри в ключі ТК1-1 і ТК1-3. На вихід 11 підсилювача повністю проходить фаза В, на вихід 13 - фаза А, електродвигун обертається в протилежну сторону.

Якщо після зняття сигналу зі входу 1 блока БКТ на його вході 2 сигнал не появ­ляється, то після закінчення гальмування на вході 2 ЛЕ9 формується " 0", який запирає його і схема повертається в початкове положення до появи наступного керуючого імпульсу.

Усі процеси, зв'язані з перемиканням входу 2 блоку БКТ, відбуваються ана­логічно, як при перемиканні входу 1.

Підсилювач, розрахований на вхідні сигнали керування постійного струму на­пругою 18...32В. Вихідна потужність підсилювача 5.5/3.0 кВт відповідно для включен­ня обмоток двигуна зіркою та трикутником. Вхідна напруга живлення БТ: 380; 220; 415; 240В.

      5.2.2 Підсилювачі трипозиційні У29 і ФЦ

Підсилювач У29 використовується для комутації силових кіл напругою 220В. Він виконує наступні функції:

- перетворює вихідні сигнали регулюючих пристроїв з імпульсними виходами в стан безконтактних ключів (замкнуто-" 1", розімкнуто-" 0" );

- попереджує замкнутий стан ключів при одночасній подачі на вхід керуючих сиг­налів високого рівня " більше" і " менше";

- формує паузу між моментами розмикання й замикання ключів при миттєвому пере­ключенні сигналів на входах.

В залежності від кількості комутуючих ключів випускаються дві модифікації підсилювачів У29.2 і У29.3.

Підсилювач У29.2 має два безконтактних ключі, які дозволяють керувати ВМ з двофазним двигуном без електромагнітного гальма, магнітними пускачами і іншими виконавчими пристроями.

Підсилювач У29.3 має три безконтактні ключі, які дозволяють керувати ВМ із двофазним двигуном з електромагнітним гальмом.

Підсилювач дозволяє комутувати кола з робочою напругою 220В і струмом 2А. Вхідні сигнали: логічна одиниця (18.5...28.5В - ключі замкнуті), логічний нуль (0..10В - ключі розімкнуті). Живлення підсилювача здійснюється від регулюючих пристроїв з імпульсним виходом.

Для керування приводами МЭО застосовують також підсилювачі типу ФЦ. Випускаються тиристорні підсилювачі ФЦ-0610 і ФЦ-0611 для пуску, реверсу, гальмування та захисту синхронних і асинхронних двигунів, а також ФЦ-0620 та ФЦ-0621-для пуску та реверсу синхронних двигунів згаданих ВМ. Максимальний струм комутації по кожній фазі складає 4А.

 

⇐ Предыдущая891011121314151617Следующая ⇒

Поделиться: