Назначение, разновидности и устройство силовых контроллеров


Программируемые логические контроллеры

Автоматические системы управления невозможно представить без различных технических устройств. Среди них, ведущее место занимают программируемые логические контроллеры, представляющие собой комплекс микропроцессоров. С их помощью осуществляется сбор, преобразование, обработка и хранение информации.

На основании полученных данных вырабатываются команды управления. Контроллеры оборудованы большим количеством входов и выходов, куда подключаются всевозможные ключи, датчики и прочие исполнительные механизмы. В целом, все эти элементы соединяются с объектом управления и производят работу в реальном времени.

Принцип работы контроллеров

Работа контроллера, в целом, очень похожа на действие обыкновенных микропроцессоров. Для каждого универсального логического контроллера предусмотрено две части программного обеспечения. Одна из них является системной частью и, фактически, представляет собой операционную систему. Она позволяет осуществлять управление всеми узлами контроллера, выполнять внутреннюю диагностику и обеспечивать взаимосвязь всех составных частей. Операционная система располагается в собственной памяти, находящейся в центральном процессоре, и находится в постоянной готовности к работе.

Вторая часть включает в себя прикладную программу, которая занимается непосредственным управлением. Она может быть настроена на любые необходимые действия, после завершения которых управление вновь переходит на системный уровень.

Общая схема контроллера

Основными элементами схемы контроллера являются входы и выходы. Дискретный вход устройства обеспечивает прием одного бинарного электрического сигнала во включенном или выключенном состоянии. Как правило, это стандартные сигналы с постоянным током в 24 вольта.

Аналоговые электрические сигналы отражают физический уровень тока или напряжения в данный промежуток времени. Они связаны с такими показателями, как скорость, температура, давление, масса и прочие.

Программируемые логические контроллеры позволяют осуществлять аналого-цифровое преобразование входных сигналов. Это приводит к образованию дискретной переменной, имеющей определенную разрядность. В большинстве случаев применяются преобразователи от 8 до 12 разрядов, обеспечивающих необходимую точность управления всеми процессами.

Все модули с аналоговыми вводами имеют многоканальную конструкцию. Вход аналого-цифрового преобразователя подключается к необходимому модулю с помощью входного коммутатора. Таким образом, становится возможным выполнить все требования и запросы систем, связанных с промышленной автоматикой.

Назначение, устройство, принцип действия программируемых контроллеров

Программируемый контроллер — электронная составляющая промышленного контроллера, специализированного (компьютеризированного) устройства, используемого для автоматизации технологических процессов. В качестве основного режима длительной работы ПЛК, зачастую в неблагоприятных условиях окружающей среды, выступает его автономное использование, без серьёзного обслуживания и практически без вмешательства человека.

Программируемые логические контроллеры (ПЛК) представляют собой устройство, предназначенное для сбора, преобразования, обработки, хранения информации и выработки команд управления. Они реализованы на базе микропроцессорной техники и работают в локальных и распределенных системах управления в РВ в соответствии с заданной программой. От небольших до мощных и высокоскоростных систем ПЛК обеспечивают самых требовательных заказчиков исчерпывающими возможностями и гибкостью при реализации современных сетевых решений в распределенных системах управления и контроля. По техническим возможностям, которые определяют уровень решаемых задач, ПЛК делятся на классы: нано-, микро-, малые, средние и большие. Первоначально они предназначались для замены релейно-контактных схем, собранных на дискретных компонентах – реле, счетчиках, таймерах, элементах жесткой логики.

Принципиальное отличие ПЛК от релейных схем заключается в том, что все его функции реализованы программно. На одном контроллере можно реализовать схему, эквивалентную тысячам элементов жесткой логики. При этом надежность работы схемы не зависит от ее сложности.

Термином «промышленный контроллер» обозначают специализированное микропроцессорное устройство со встроенным аппаратным и программным обеспечением, которое используется для выполнения функций управления технологическим оборудованием. После изобретения микропроцессов их развитие определялось классом задач, для которых они использовались. Таким образом, появилось три ветви генеалогического дерева микропроцессоров: ПЛК, регуляторы и ЭВМ. Прародителями ПЛК были релейные схемы автоматики. Это «родство» до сих пор проявляется в виде жесткой цикличности выполнения программы и своеобразного языка программирования, языка «релейно-контактных схем» или «лестничной логики». Микропроцессорные регуляторы предназначены для управления непрерывными технологическими процессами. Наиболее массовое распространения получили ПИД-регуляторы, которые реализуют один или несколько контуров регулирования. Эти устройства до сих пор не потеряли актуальность в простых системах управления. ЭВМ или компьютеры стали наиболее распространенным и многообразным классом микропроцессорных систем. С появлением РС применение компьютеров для целей управления технологическими устройствами приобрело массовый характер. Для обозначения этого класса систем появился термин SoftPLC или PC.based control.

Наиболее популярными и широко распространенными являются «классические» ПЛК.

В последнее время очевидна тенденция к взаимному проникновению двух идеологий построения систем автоматики друг в друга. Среди компьютерных систем управления появляются пакеты программирования, позволяющие разрабатывать алгоритмы работы для РС-совместимой техники на стандартных для ПЛК языках, например Entivity Studio. И, наоборот, среди классических серий контроллеров появляются процессорные модули со встроенной операционной системой Windows, и, соответственно, с возможностями программирования средствами Visual Studio, с использованием таких стандартных для компьютерных систем интерфейсов как DDE и OPC внутри контроллера.

ПЛК в общем виде состоит из двух основных блоков: процессорного модуля и системы ввода/вывода внешних сигналов. Процессорный модуль управляет всей логикой работы ПЛК и делится на процессор и память.

Система ввода/вывода физически подключается к, так называемым, полевым устройствам (реле-усилители, выключатели, пускатели, датчики и т.д.) и обеспечивает интерфейс между процессорным модулем и информационными (входами) и управляющими (выходами) каналами.

При работе процессор «читает» входные данные с подключенных полевых устройств с помощью своих входных интерфейсов, и затем выполняет управляющую программу, которая загружена в память процессорного модуля. Программы обычно разрабатываются на языке релейной логики, который очень похож на схемы релейной автоматики, и должны быть загружены в память контроллера до начала его работы.

Наконец, на основании программы ПЛК «записывает» или обновляет управляющие выходы через выходные интерфейсы. Этот процесс, называемый циклом сканирования, постоянно выполняется в одной и той же последовательности без остановки и изменяется только когда, когда вносятся изменения в управляющую программу.

Что такое промышленный контроллер-описание, применение, виды

Среди разнообразных отраслей отечественной промышленности наиболее востребована сфера промышленной автоматики. Практически любой вид производства требует огромного количества компонентов, позволяющих автоматизировать те или иные производственные процессы. В конечном итоге каждое производственное предприятие заинтересовано в том, чтобы процесс управления технологическими процессами осуществлялся оперативно и автоматически.

Сердцем любой автоматической системы управления (АСУ) служит промышленный контроллер.

Историческая справка
Первый промышленный контроллер появился в 1969 году в США. Его создание инициировала автомобильная корпорация General Motors Company, а разработала компания Bedford Associates.

В те годы АСУ строились на жесткой логике (аппаратное программирование), что делало невозможным процесс их перенастройки.

Поэтому каждая технологическая линия требовала наличия индивидуальной АСУ. Затем в архитектуре АСУ стали использовать устройства, алгоритм которых можно было менять с помощью схем соединений реле.

Такие устройства получили название «промышленные логические контроллеры» (ПЛК). Однако АСУ, реализованные с использованием электромагнитных реле, отличались сложностью и большими размерами. Для размещения и технического обслуживания одной системы требовалось отдельное помещение.

Разработанный инженерами компании Bedford Associates (США) микропроцессорный ПЛК позволил использовать информационные технологии в процессах автоматизации производственных процессов, сведя при этом человеческий фактор к минимуму.

Современный промышленный контроллер

В общем виде ПЛК представляет собой микропроцессорное устройство, с помощью которого осуществляется коммутация подключенных сигнальных проводов. Необходимые комбинации их подключения задаются программой управления на экране компьютера и затем заносятся в память контроллера.

Программирование осуществляется как на классических алгоритмических языках, так и на языках, оговоренных стандартов МЭК 61131-3. Таким образом на предприятиях появилась возможность реализации различных АСУ, используя одно микропроцессорное устройство.

Со временем разработчики систем промышленной автоматики перешли на элементную базу, совместимую с компьютерами IBM (ПК). Существует два направления в развитии аппаратных средств ПК-совместимых с ПЛК, в которых максимально сохраняется архитектура и конструктивные решения:

  1. ПЛК — с одновременной заменой его процессорного модуля на ПК-совместимый модуль с открытым программным обеспечением (серия контроллеров ADAM5000).
  2. IBM PC — в малогабаритных встраиваемых системах (модульные контроллеры стандартов РС104 и micro PC).

Поэтому современные ПЛК — это ПК-совместимый модульный контроллер, предназначенный для решения задач локального управления. Их развитие в конечном итоге должно привести к:

  • уменьшению габаритных размеров;
  • расширению функциональных возможностей;
  • использованию единого языка программирования (МЭК 61131-3) и идеологии «открытые системы».

Принцип действия и область применения ПЛК

Любой вид ПЛК представляет собой электронное устройство, предназначенное для исполнения алгоритмов управления. Принцип действия всех ПЛК одинаков — сбор и обработка данных и выдача управляющих воздействий на исполнительные механизмы.

В промышленности ПЛК применяются очень широко. Этим и объясняется существование большого количества их разновидностей, среди которых можно выделить контроллеры:

  1. Общепромышленные (универсальные).
  2. Коммуникационные.
  3. Предназначенные для управления позиционированием и перемещением, в том числе роботами.
  4. С обратной связью (ПИД-регуляторы).

Классификация ПЛК

Существует большое количество параметров, по которым классифицируют ПЛК.

Конструктивное исполнение:

Количество каналов «ввод-вывод»:

Способы программирования.

ПЛК могут программироваться с:

  • лицевой панели устройства;
  • помощью переносного программатора;
  • использованием компьютера.

    Виды монтажа.

    Пишите комментарии,дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

    Исследование конструкции и работы

    Группового переключателя

    Цель: научиться оценивать состояние силового контроллера элек­тропоезда, проверять действие его основных узлов и деталей, произ­водить замеры параметров аппарата.

    Оборудование и инструменты:Стенд с силовым контролером 1КС-006. Электропоезд ЭД9м, динамометр до 10 кг, штангенциркуль, градуированный диск через 6° — лимб.

    Теоретические сведения

    Рисунок 5.1 — Силовой контроллер 1КС-006

    1,5- рамы устройства блокировки низковольтных цепей; 2 — блокировочный кулачковый вал; 3 — рейка; 4 — блокировочный контактор; 6, 7 — шестерни привода блокировочного кулачкового вала; 8, 12, 17 – рамы контроллера; 9 — главный кулачковый вал; 10 — силовой кулачковый контактор; 11 — угольник; 13 – кулачковая шайба главного вала; 14 — изоляционная рейка; 15 — фиксаторы главного вала; 16, 19 — шестерни привода главного кулачкового вала; 18 — электропневматический привод; 20 — перегородка; 21 — кулачковая шайба блокировочного вала.

    На электропоездах постоянного тока применяются силовые кон­троллеры марки КСП-1А, 1КС-009, КС-26, которые служат для авто­матического управления пуском поезда путем вывода пусковых рези­сторов из цепи тяговых двигателей.

    На электропоездах переменного тока применяются силовые кон­троллеры марки 1КС-006, 1КС-015, 1КСЭ023, 1КСЭ024, они служат для автоматического управления пуском электропоезда путем пере­ключения ступеней трансформатора и резисторов ослабления воз­буждения тяговых двигателей. Конструкции перечисленных кон­троллеров аналогичны и отличаются небольшими конструкционны­ми изменениями.

    Состоит из каркаса в трех алюминиевых рамах, в котором шарнирно закреплен кулачковый вал с профильными шайбами на текстолитовых рейках, по обе стороны вала установлены 14 силовых контакторов без дугогашения и два с дугогашением, а на стальных рейках – восемь контакторов цепей управления. Между контакторами – перегородки, смонтированные на заземленной шпильке.

    Для управления вращением контроллера служит кулачковый вал переключателя вентилей с тремя блокировочными контакторами (ПВ1, ПВ2, ПВ3) стоят 2, 3, 1.

    Электротехнический привод состоит из цилиндра, двух поршней соединенных штоком на котором два ролика на игольчатых подшипниках. При перемещении штока ролики вращают трехлучевую звезду насаженную на валик с шестерней. Воздух в цилиндр подают два электропневматических вентиля, катушки которых в схеме обозначаются ГК1, ГК2.

    Придаточное отношение между валом звезды и главным валом 3:10, т.е. при каждом перемещении штока вал переключателя вентилей поворачивается на 60о, а главный вал – на 18о, поочередное питание вентилей осуществляют контакторы управления шайбами вала звезды. Регулировка времени поворота осуществляется двумя регулировочными винтами.

    Для фиксации позиций на главном валу установлены два механических фиксатора.

    Рисунок 5.2 — Пневмопривод силового контроллера 1КС-006:

    1 — вентиль; 2 — фланец; 3 — поршень; 4 — ролик; 5 — трехлучевая звезда; 6 — подвижная рейка; 7 — ось ролика; 8 — цилиндр; 9 — пробка; 10 — корпус привода; 11 – шестерня

    Технические данные:

    Номинальное напряжение: силовой цепи 2200 В
    Число рабочих позиций
    Угол поворота кулачкового вала на одну позицию 18°
    Диаметр цилиндра привода 58 мм
    Ход поршня 56 мм
    Тип включающего вентиля ВВ-ЗГ
    Время вращения кулачкового вала от 1-ой до до 20-й позиции при давлении 0,5 МПа (5 кгс/см2) 6-8 с

    1.Наружным осмотром изучить конструкцию силового контроллера.

    2.Изобразить кинематическую схему привода контроллера.

    3.Выполнить диаграмму замыканий и размыканий контакторов с 1 по 9-ю позицию. Для этого на конец кулачкового вала установить диск, разбитый на градусы (лимб), а на раме — стрелку указателя, со­вмещая ее с нулевой отметкой лимба. Вал надо поворачивать вруч­ную, с помощью рукоятки, надетой на квадратный конец вала. Каж­дый поворот вала на 18° фиксируется по лимбу и моменту замыка­ния контакторов, сверяется с углом замыкания (размыкания) по ди­аграмме (рис. 5.3).

    Рисунок 5.3 – Диаграмма замыкания контакторов

    1.Эскиз кинематической схемы привода контроллера.

    2.Диаграмма замыкания и размыкания контакторов силового контроллера с 1 по 9-ю позицию.

    1.Каково назначение силовых контроллеров на электропоездах постоянного и переменного тока

    2.Расскажите о принципе действия силового контроллера.

    3.Каково назначение и обозначение контакторных элементов

    4.Показать на электрической схеме контакторные элементы.

    Устройства силовой электроники, принцип работы, решения, разновидности

    Изучать конкретные устройства силовой электроники проще, если знать общие подходы к их созданию. Естественно, эти знания будут также способствовать разработке новых схем и конструкций.

    Общие подходы являются воплощением результатов теоретических исследований и опыта многих квалифицированных специалистов и достойны внимательного рассмотрения. Одной из важнейших задан при разработке силовых устройств является повышение коэффициента полезного действия. Такие устройства потребляют значительную мощность. Поэтому даже небольшое увеличение этого коэффициента дает большую экономию электроэнергии. Устройства с меньшим коэффициентом очень часто неконкурентоспособны .

    В устройствах достаточно большой мощности должен использоваться только ключевой режим работы силовых приборов. Иначе потери энергии в этих приборах будут чрезмерными. Ключевой режим описан выше. Его преимущества должны быть осознаны.

    В силовых цепях, как правило, не должны использоваться резисторы, рассеивающие существенную мощность, так как это снижает коэффициент полезного действия. Кроме силовых электронных приборов, источника питания и нагрузки в них могут использоваться катушки индуктивности, трансформаторы и конденсаторы, которые в идеальном случае не рассеивают мощность. Разработчик устройства должен так распорядиться этим не отличающимся большим разнообразием набором элементов, чтобы на нагрузке формировался требуемый электрический сигнал.

    В простой ситуации это не требует значительной интеллектуальной работы. Но может оказаться, что типовые схемы не обеспечивают выполнение заданных требований. Тогда придется начинать поиск новых схемотехнических решений. В этом отношении силовая электроника является благодатным полем для изобретательства.

    Одним из наиболее эффективных и часто используемых способов улучшения технико-экономических показателей устройств является повышение частоты переключения силовых приборов.

    Конечно, существуют и широко используются устройства, в которых силовые приборы или вообще не переключаются в течение значительных отрезков времени (т. е. длительное время находятся или во включенном, или в выключенном состоянии), или переключаются с фиксированной частотой, определяемой, к примеру, частотой питающего переменного напряжения.

    Но во многих устройствах очень важными являются процессы обмена энергией между реактивными элементами, в частности, между магнитосвязанными катушками индуктивности, являющимися обмотками трансформатоpa. Чем выше частота коммутаций в целях с такими элементами, тем меньше размеры реактивных элементов итрансформаторов.

    Отсюда следует, что при заданных значениях Um и Im увеличение частоты позволяет уменьшить индуктивность, а это обеспечивает уменьшение геометрических размеров катушки. Обратимся к трансформатору с ферромагнитным сердечником (рис. 4.1, б), который работает на холостом ходе (т. е. вторичная обмотка не подключена к нагрузке).

    В соответствии с законом электромагнитной индукции:

    Пусть используется прямоугольное напряжение (рис. 4.3). Тогда импульсы магнитной индукции будут треугольными. Полезно отметить, что изза нелинейной зависимости магнитной индукции от напряженности магнитного поля для сердечника форма тока il первичной обмотки может сильно отличаться от треугольной (как это показано на рис. 4.3).

    Отсюда следует, что при заданном значении Ulm и выбранным значением Вт (в соответствии с магнитными свойствами сердечника и с учетом потерь энергии на его перемагничивание) увеличение частоты позволяет уменьшить число витков первичной обмотки или площадь сечения сердечника, что обеспечивает уменьшение геометрических размеров и массы трансформатора. Естественно, этот вывод остается справедливым и в случае работы трансформатора на нагрузку. Обратимся к линейному конденсатору (рис. 4.1, в). Напряжение u определяется выражением:

    Пусть через конденсатор протекает прямоугольный ток (рис. 4.4) с периодом Ти частотой f = 1/T причем U0= 0.

    Однако повышение частоты переключения силовых приборов, как указывалось выше, увеличивает мощность, идущую на их нагрев.

    Кроме того, при увеличении частоты импульсов все сильнее проявляется поверхностный эффект в проводниках (и сечения проводников, в том числе обмоток, используются все хуже), увеличивается влияние паразитных индуктивностей и емкостей, растут потери энергии на перемагничивание сердечников катушек индуктивности и трансформаторов, повышаются потери энергии в конденсаторах, увеличивается уровень электромагнитных наводок в конструктивных элементах, а также помех в цепях управления и в окружающем пространстве.

    Поэтому выбор частоты переключения силовых приборов должен выполняться на основе всестороннего анализа. И вместе с тем повышение частоты — это магистральный путь совершенствования силовых устройств многих типов.

    Как правило, должна быть предусмотрена гальваническая развязка цепей управления и силовых цепей. Она используется для предотвращения поражения электрическим током обслуживающего персонала и защиты цепей управления. Гальваническая развязка может защитить цепи управления не только от высоковольтных сигналов, способных вывести их из строя, но и от электромагнитных помех, создаваемых силовыми цепями. В редких случаях гальваническая развязка отсутствует, но при эксплуатации таких устройств должны приниматься особые меры предосторожности.

    Обычно для гальванической развязки используют рассмотренные выше оптроны или трансформаторы.

    Гальваническая развязка питающей электрической сети и нагрузки обеспечивается трансформаторами. Разработчик обязан иметь глубокие знания по силовым приборам. Выше отмечалось, что они работают в тяжелых режимах. Их выбор с многократным запасом, к примеру, по току или по напряжению, не практикуется. Поэтому принятие непродуманных решений может сильно сказаться на работоспособности устройства.

    При разработке систем управления необходимо ориентироваться на формирование как можно более качественных управляющих сигналов. Параметры этих сигналов обычно существенно влияют на сильноточные процессы . в приборах. К примеру, увеличение крутизны переднегофронта импульса управления тиристора снижает потери энергии при его включении и способствует увеличению срока службы.

    Одной из важнейших задач является обеспечение теплового режима силовых приборов. Мощность тепловыделения в одном полупроводниковом приборе может превышать один киловатт. Широко используется естественное воздушное, принудительное воздушное, водяное охлаждение и охлаждение с помощью тепловых труб.

    При проектировании необходим детальный анализ электромагнитных процессов в устройстве (возможно, дополненный подробным анализом тепловых процессов).

    Часто устройство силовой электроники представляет собой систему со сложным взаимодействием ее элементов. Фактически после каждого очередного переключения силового прибора в устройстве начинается новый переходной процесс.

    Практически безальтернативным способом анализа является математическое моделирование, которое может дать полную информацию о процессах, происходящих вустройстве. При анализе следует учитывать паразитные индуктивности, емкости, сопротивления проводников. Эти параметры сильно зависят от особенностей конструкции силового устройства. Разработчик должен оптимально расположить в пространстве и соединить элементы устройства при учете особенностей питающей электрической сети и нагрузки.

    Для некоторых силовых электронных устройств особые проблемы возникают при пуске. Может даже оказаться, что без принятия специальных мер пуск вообще невозможен. К примеру, это имеет место в изучаемом ниже параллельном инверторе тока на тиристорах, нагруженном на высокодобротный колебательный контур. В таких ситуациях в устройства приходится вводить специальные схемы для пуска. При проектировании устройств большой мощности может потребоваться расчет механических сил, действующих на проводники с током.

    Мощные импульсы тока, особенно при малой длительности передних фронтов и срезов, могут создавать значительные сигналы помех в цепях управления и радиопомехи. При разработке силовых устройств должны быть предусмотрены меры борьбы с этими помехами.

    Эффективным способом снижения сигналов помех в цепях управления является скрутка соединительных проводов (использование витых пар), а также экранирование соединительных проводов.


    Пусть в области некоторого участка витой пары (рис. 4.5) существует изменяющееся магнитное поле с вектором индукции, направленным перпендикулярно к плоскости рисунка.

    Тогда в соседних контурах наводятся взаимно компенсирующие (изза скрутки проводов) электродвижущие силы е. При полной компенсации сигнал помехи в линии связи отсутствует.

    Устройства силовой электроники потребляют от питающей сети значительный ток, который может существенно отличаться от синусоидального, вследствие чего будет искажаться напряжение сети. В последние годы во многих странах, к которым относится и Россия, ужесточаются требования к потребителям электроэнергии. Это заставляет разработчиков силовых устройств уделять особое внимание борьбе с указанными искажениями. Используются два основных подхода к решению рассматриваемой проблемы: совершенствование входных цепей устройств различного назначения и использование специализированных силовых электронных устройств, предназначенных для борьбы с искажениями, — компенсаторов (корректоров).

    На характер процессов в устройстве силовой электроники существенное влияние может оказывать нагрузка. Поэтому при их анализе часто предварительно уточняют вид нагрузки. Типичными являются следующие нагрузки: активная (рис. 4.6, о), активно-индуктивная (рис. 4.6, б), активно-емкостная (рис. 4.6, в), активная со встречной электродвижущей силой (с противоэ.д.с.) (рис. 4.6, г), индуктивная со встречной электродвижущей силой (рис. 4.6, д).

    Только всесторонний учет особенностей процессов в устройстве может обеспечить правильный выбор силовых приборов, конденсаторов, катушек индуктивности, трансформаторов, проводников и других элементов.

    К примеру, при выборе конденсатора необходимо учитывать не только значение максимального напряжения на нем, но также как величину, так и форму протекающего через него тока. Известно, что игнорирование этого требования может привести не только к перегреву, но и к взрыву конденсатора.

    Форма импульсов тока силового прибора существенно влияет на тепловые потери и надежность.

    К примеру, при почти прямоугольных импульсах тока тиристора тепловые потери в процессе его включения могут быть существенно больше, чем в случае импульсов тока в форме полусинусоид при равном среднем значении тока. Объясняется это тем, что после подачи импульса управления силовой ток начинает протекать только в тех областях кристалла кремния, которые расположены вблизи управляющего электрода, а позже (обычно по истечении нескольких микросекунд) распространяется на весь кристалл. В этот промежуток времени падение напряжения на тиристоре и, соответственно, мощность тепловых потерь повышены. Если же скорость нарастания тока превышает так называемую критическую (составляющую обычно десяткисотни ампер в микросекунду), то возможны шнурование тока (рассмотрено выше при изучении силовых биполярных транзисторов) и выход тиристора из строя.

    Существенную роль играет и форма импульсов напряжения на силовых приборах.

    К примеру, если на выключенном тиристоре скорость нарастания прямого напряжения превышает критическую (составляющую обычно десяткисотни вольт в микросекунду), то тиристор может самопроизвольно (без подачи импульса управления) включиться. Форма импульсов тока существенно влияет на требуемое сечение соединительных проводов и обмоток катушек индуктивности и трансформаторов (и, следовательно, на массу и геометрические размеры катушек и трансформаторов).

    Нагрев проводов и обмоток определяется действующим значением тока. В то же время при расчете устройств силовой электроники часто используется среднее значение тока. В таблице (рис. 4.7) указаны среднее /СР и действующее значения тока при заданном амплитудном значении тока для характерных временных диаграмм (две верхние временные диаграммы построены на основе синусоиды).

    Анализируя таблицу, можно заметить, что чем меньше среднее значение /СР тока при заданном амплитудном значении /т, тем значительней действующее значениепревышает среднее (и нагрев проводов и обмоток фиксированного сечения при заданном среднем значении тока все больше).

    При разработке устройства силовой электроники должны быть приняты меры по его защите в случае аварии. Выход из строя элементов силовой части, а также сбои в работе системы управления могут вызвать развитие сильноточных неконтролируемых процессов, опасных и для оборудования, и для обслуживающего персонала. Для остановки этих процессов необходимо предусматривать устройства защиты.

    Наибольшим быстродействием обладают электронные устройства защиты, построенные на основе силовых приборов. Широко используются также предохранители и автоматические выключатели. Изложенное показывает, что разработка устройств силовой электроники имеет явно выраженную специфику, а также требует наличия соответствующей теоретической подготовки и опыта проектирования.

    Назначение, разновидности и устройство силовых контроллеров

    Контроллеры служат для управления работой двигателя, т.е. его включения, регулирования частоты вращения, остановки и изменения направления движения (реверсирования).

    Контроллеры, применяемые для управления двигателями крановых механизмов, по принципу работы разделяются на два вида: непосредственного управления (силовые, замыкающие или размыкающие силовые цепи двигателя с помощью контактных устройств контроллера с ручным приводом); дистанционного управления (магнитные, управляемые с помощью командоконтроллеров, переключающих цепи управления).

    Силовыми контроллерами служат кулачковые контроллеры переменного тока ККТ.

    Рекламные предложения на основе ваших интересов:

    Основные части кулачкового контроллера: контактные элементы и вал с кулачковыми шайбами. Каждый контактный элемент состоит из основания V, подвижного рычага с роликом и подвижным контактом и приводной пружины, обеспечивающей замыкание подвижного и неподвижного контактов. Контактные элементы крепятся к корпусу контроллера. Вал с кулачковыми шайбами (кулачковый барабан) вращается в подшипниках, закрепленных в корпусе контроллера. Кулачковый барабан поворачивается рукояткой, насаженной на выступающий конец вала.

    Контроллеры ККТ -двухрядные, т.е. каждая шайба кулачкового барабана управляет одновременно двумя контактными элементами. Пока ролик рычага контактного элемента находится во впадине кулачковой шайбы, контакты замкнуты под действием пружины. Если вал повернуть в такое положение, что ролик будет находиться на гребне кулачка, рычаг повернется и контакты разомкнутся. Применяя шайбы различного профиля, получают необходимую последовательность замыкания и размыкания конiактов. Контроллеры имеют фиксирующий механизм, благодаря которому остановка вала кулачкового барабана происходит в положении, соответствующем полному замыканию или полному размыканию контактов. Токонедущие элементы контроллеров закрываются съемными крышками.

    Контроллеры выпускаются двух видов: для управления одним и двумя двигателями. Контроллеры первого вида имеют четыре контактных элемента для замыканий ста торной цепи двигателя, три контактных элемента цепи управления и пять или семь контактных элементов для замыкания роторной цепи. Контактные элементы статорной цепи двигателя у них закрываются перегородками из теплостойкого материала. Контроллеры для управления двумя двигателями не имеют контактов статорной цепи. У этих контроллеров три контакта цепи управления и две самостоятельные группы контактов роторной цепи отдельно для каждого электродвигателя. Статоры двигателей включаются в сеть с помощью специальных электромагнитных аппаратов-реверсоров.

    Магнитные контроллеры представляют собой панель (раму) в открытом или защищенном исполнении, на которой размещены контакторы, реле управления, плавкие предохранители и другие аппараты управления и электрической защиты. Для управления двигателями всех механизмов на кранах последних моделей применяют комплектные магнитные контроллеры, в которых кроме аппаратов управления и защиты установлены выпрямители, магнитные усилители и трансформаторы; все электрооборудование размещено в нескольких пылебрызго-защищенных шкафах, установленных на общем каркасе; в верхней части каркаса помещаются пускорегулирующие реостаты всех двигателей.

    Для управления катушками контакторов и реле магнитного контроллера обычно служит командоконтроллер. Командо-контроллер имеет такой же принцип работы, как и кулачковый контроллер ККТ, но количество переключаемых цепей у него меньше, а контакты мостикового типа имеют небольшие размеры и рассчитаны на небольшой ток.

    Магнитные контроллеры обладают рядом преимуществ по сравнению с силовыми. Магнитные контроллеры любой мощности управляются с помощью малогабаритного аппарата -командоконтрол-лера без применения значительного мускульного усилия машиниста. Магнитные контроллеры могут быть установлены вне кабины, в любом месте на кране. Контакторы магнитных контроллеров более износоустойчивы, чем контакты кулачковых контроллеров. Применение магнитных контроллеров позволяет автоматизировать операции пуска и торможения двигателя, что упрощает управление приводом и предохраняет двигатель от перегрузок. Однако магнитные контроллеры имеют значительно более сложную схему и большее количество электроаппаратов, чем силовые.

    Электрические машины
    и аппараты

    Навигация

    Популярно

    Контроллеры и командоконтроллеры.

    Контроллер или командоконтроллер — это электрический аппарат, предназначенный для ручного управления электродвигателями (пуск, реверсирование, регулирование частоты вращения, останов), называют контроллером, а электрический аппарат, предназначенный для осуществления различных переключений в цепях управления схем электропривода, а также коммутации силовых цепей с небольшими нагрузками по току, командоконтроллером.

    Контроллеры применяют чаще для управления двигателями постоянного и переменного тока, в частности в подъемно-транспортных установках. От реостатов они отличаются тем, что переключающее устройство не связано в одно целое с резисторами, а располагается отдельно.

    По конструкции контроллеры могут быть кулачковыми, плоскими, барабанными и др. Наиболее распространены кулачковые контроллеры, имеющие различную конструкцию. Основными элементами их являются кулачковые шайбы, изготовленные из электроизоляционного материала, и установленные на металлическом валу контактные элементы и корпус.

    Контроллер ККТ-60А, предназначенный для управления электродвигателями переменного тока до 30 кВт, показан на рис. 35 а, б. Корпус 1 контроллера состоит из двух частей, отлитых из алюминиевого сплава. На валу 3 устанавливаемом в корпусе на шариковых подшипниках, размещены шесть кулачковых шайб 7 и храповое колесо 2. Кулачковые шайбы изготовлены из изоляционного материала в виде дисков с определенным профилем. На корпусе по обе стороны вала закреплены две пластмассовые рейки 8, на которых располагаются неподвижные контакт-детали 10. Подвижные контакт-детали 11 закреплены на держателе 13, который соединен шарнирно-пружинной связью с контактным рычагом 12. Подвижная контакт-деталь связана с неподвижным зажимом 9 гибким соединением. Контактный рычаг 12 установлен на оси 14. Коммутация осуществляется рукояткой 4, закрепленной на валу. Вал имеет пять положений в обе стороны от нулевого, которые фиксируются храповым колесом и фиксаторами.

    Положение контактов изменяется под действием кулачковых шайб на ролик 15 контактного рычага. При набегании гребня кулачковой шайбы на ролик 15 контактный рычаг поворачивается и контакт-детали размыкаются, при сходе ролика с гребня шайбы рычаг под действием возвратной пружины 16 замыкает контакт. Контактные элементы разделены камерой 5 из изоляционного материала, которая крепится на крышке 6 контроллера.

    Командоконтроллеры по устройству и принципу действия аналогичны контроллерам.

    Чем отличается силовые контроллеры от электромагнитных

    Контроллеров?

    Контроллер − многоступенчатое контактное устройство. Существуют с ручным приводом − силовые (кулачковые), с электромагнитным приводом (магнитный контроллер) и сельсинные командоконтроллеры.

    рассчитаны на управление двигателями переменного тока мощностью до 30 кВт и ДПТ до 20 кВт.

    Известны электромагнитные контроллеры, содер>кащие поле переключаемых контактов. механизм переключения, привод к нему и фиксатор положения.

    Предлагаемое устройство отличается тем, что в токоподводящую силовую цепь включены механически сблокированные с фиксатором нормально закрытые контакты, а к цепи управления подключены сблокированные с тем же фиксатором нормально открытые контакты.

    Это повышает надежность защиты контактов от действия электрической дуги в момент коммутации.

    На чертеже показан электромагнитный контроллер.

    Обоснуйте использование длинноходовых и короткоходовых

    Тормозных устройств.

    Тормозные электромагниты подразделяются на длинноходовые и короткоходовые. У первых ход якоря составляет 50-80 мм, а у вторых-2-4 мм. Короткоходовые электромагниты устанавливаются преимущественно на тех же рычагах, что и колодки, а длинноходовые связаны с ними специальной рычажной системой.

    В чем особенность экскаваторов-драглайн?

    Экскаватор-драглайн — одноковшовый экскаватор с гибкой канатной связью стрелы и ковша. Особенностью экскаватора-драглайна является ковш, конструктивно выполненный открытым в верхней части; его боковые стенки связаны аркой; режущая кромка гладкая или оснащена зу6ьями. Ковш экскаватора-драглайна подвешен на двух канатах — поддерживающем и тяговом.

    В строительстве экскаватор-драглайн применяют для разработки грунта ниже уровня стоянки торцевыми или боковыми проходками в отвал или транспортные средства. По сравнению с обратной лопатой экскаватор-драглайн обеспечивает большие радиус действия и глубину копания. Применение экскаватора-драглайна дает хороший эффект при разработке грунтов I-III групп, в том числе в обводненных и со слабой несущей способностью. Транспортные средства располагают при погрузке грунта таким образом, чтобы угол поворота платформы составлял наименьшее значение (70-90°). При этом достигается наивысшая производительность.

    Какие требования, предъявляются к главным приводам

    Экскаваторов?

    1) электропривод должен обеспечивать надежное ограничение момента и тока допустимым стопорным значением во всех режимах работы, т.е. обладать механической характеристикой экскаваторной формы, заполнение которой при проектировании и наладке можно было бы изменять в широких пределах, в соответствии с условиями работы каждого механизма экскаватора;

    2) электропривод должен обеспечивать экономичное регулирование скорости в диапазоне 4 -6 и рекуперацию энергии, освобождающейся при торможениях механизма поворота или при опускании ковша. Жесткость рабочего участка механической характеристики, соответствующей нулевому положению командоконтроллера, должна обеспечивать достаточно малую скорость спуска ковша при удержании его путем электрического торможения;

    3) формирование переходных процессов, имеющих минимальную длительность при ограничениях, наложенных на предельные значения момента, темпа его изменения и ускорения, обеспечивающих минимальные динамические нагрузки механического оборудования экскаватора, должно осуществляться достаточно простыми и надежными средствами;

    4) схема соединения силовых цепей и динамические свойства системы управления электроприводом должны способствовать реализации возможного демпфирующего действия, которое оказывает электропривод с линейной механической характеристикой на механические колебания в электромеханической системе;

    5) схема должна быть простой и максимально надежной.

    Дата добавления: 2020-12-06 ; просмотров: 524 | Нарушение авторских прав

    Приборы учета

    Классификация современных контроллеров

    Программируемые логические контроллеры (ПЛК) уже давно и прочно заняли свою нишу на рынке средств автоматизации. Развитие полупроводниковой элементной базы, разработка новых средств информационного обмена, развитие алгоритмов управления способствует тому, что линейка ПЛК непрерывно расширяется. Многообразие ПЛК с различными функциональными и техническими, конструктивными характеристиками настолько велико, что разработчики систем автоматизации зачастую оказываются перед нелегким выбором: какой контроллер наилучшим образом подойдет для решения той или иной задачи.

    В данной статье мы попытаемся всё множество контроллеров классифицировать по ряду признаков, которые, как нам кажется, наиболее важны для потребителя. Определение для каждого контроллера его классификационных особенностей, его места среди прочих контроллеров позволит с большей точностью сказать, подходит ПЛК для решения данной конкретной задачи или нет.

    Некоторое время назад это был очень важный классификационный признак. Считалось, что контроллеры, произведённые в Европе, Америке и Японии, гораздо надежнее, обладают гораздо большим функционалом, чем их «коллеги» из Юго-Восточной Азии и России. В настоящее время этот классификационный признак, скорее всего, потерял актуальность. Российские предприятия набрались опыта и схемотехнические решения у нас подчас даже лучше, чем у западных аналогов. По характеристикам контроллеры-аналоги различных стран-производителей почти не отличаются. Системное и прикладное программное обеспечение либо очень похоже, либо вообще используются стандартизированные продукты (к примеру OS Linux широко используется как на отечественных контроллерах, так и на импортных). Элементная база и в импортных, и в российских контроллерах применяется одна и та же. Кроме того, и отечественные, и европейские, и американские разработчики контроллеров (да и не только контроллеров) в последние годы все чаще размещают производство на одних и тех же площадках в Юго-Восточной Азии. По сути, границы между производителями электроники постепенно исчезают вообще.

    На что действительно следует обратить внимание, так это на то, учтена ли при разработке контроллера российская специфика его эксплуатации. К российской специфике можно отнести:

    высокий уровень промышленных помех;
    широкий диапазон изменения параметров атмосферной и промышленной сред;
    возможность информационной связи с рядом морально устаревших, но ещё находящихся в эксплуатации средств автоматизации выпуска российских предприятий 80-х годов;
    возможность информационной связи с рядом морально устаревших, но ещё находящихся в эксплуатации средств автоматизации выпуска российских предприятий 80-х годов;
    низкую культуру оперативного персонала в части общения с вычислительными системами и дисплейными рабочими станциями.
    Контроллеры российского производства учитывают российскую специфику их эксплуатации. Но и зарубежные производители также стали адаптировать свои приборы под наши условия, пытаясь занять часть российского рынка. И, справедливости ради, заметим, что сама «специфика» постепенно сходит на нет, развитие персонала, производства и инфраструктуры не стоит на месте.

    Вывод: страну производитель, как серьезный фактор классификации рассматривать не стоит.

    Под обобщённым термином «мощность» понимается разрядность и быстродействие центрального процессора, объём разных видов памяти, число портов и сетевых интерфейсов. Очень часто основным показателем, косвенно характеризующим мощность контроллера и, одновременно, являющимся важнейшей его характеристикой, является число входов и выходов (как аналоговых, так и дискретных), которые могут быть подсоединены к контроллеру. По этому показателю контроллеры подразделяются на следующие классы:

    наноконтроллеры (часто с встроенными функциями), имеющие до 15 входов/выходов;
    малые контроллеры, рассчитанные на 15-100 входов/выходов;
    средние контроллеры, рассчитанные примерно на 100-300 входов/выходов;
    большие контроллеры, рассчитанные примерно на 300-2000 входов/выходов;
    сверхбольшие контроллеры, имеющие примерно от 2000 и более входов/выходов.
    Очень важно отметить, что с ростом мощности контроллера растёт его цена. Причем при переходе разница по цене между различными классами контроллеров очень значительна. Одна из задач при разработке системы управления – это чётко зафиксировать число входных и выходных сигналов объекта управления, чтобы избежать лишних затрат при выборе контроллера.

    Область применения – один из наиболее важных признаков классификации. Область применения контроллера накладывает целый ряд требований к контроллерам и очень сильно сужает круг поиска при разработке систем управления.

    Специализированный контроллер со встроенными функциями

    Обычно им является минимальный по мощности контроллер, программа действия которого заранее прошита в его памяти, а изменению при эксплуатации подлежат только параметры программы. Число и набор модулей ввода/вывода определяется реализуемыми в нем функциями. Часто такие контроллеры реализуют различные варианты функций регулирования. Основные области применения: локальное управление какой-либо малой технологической установкой или механизмом.

    Так, например, управление нагревом муфельной печи имеет смысл осуществить при помощи отдельного температурного контроллера. Во-первых, контроллер можно будет расположить возле самой печи, что избавит от необходимости далеко вести провода от датчиков, а во-вторых, температурные контроллеры, как правило, имеют органы индикации, которые позволят видеть текущее значение температуры.

    Контроллер для реализации логических зависимостей (коммандоаппарат)

    Главные сферы применения такого контроллера: станкостроение, машиностроение, замена релейно-контактных шкафов во всех отраслях промышленности. Он характеризуется прошитой в его памяти развитой библиотекой логических функций и функций блокировки типовых исполнительных механизмов. Для его программирования используются специализированные языки типа релейно-контактных схем. Набор модулей ввода/вывода у такого контроллера рассчитан, в основном, на разнообразные дискретные каналы. Наиболее простыми представителями данного класса контроллеров являются интеллектуальные реле.

    Контроллер, реализующий любые вычислительные и логические функции

    Наиболее распространённый универсальный контроллер, не имеющий ограничений по области применения. Центральный процессор контроллера имеет достаточную мощность, разрядность, память, чтобы выполнять как логические, так и математические функции. Иногда, для усиления его вычислительной мощности, он снабжается ещё и математическим сопроцессором (во многих современных процессорах математический сопроцессор интегрирован в сам кристалл). Инструментальные средства для программирования таких контроллеров, как правило, поддерживают несколько языков программирования, таких как язык релейно-контактных схем, функционально-блоковых диаграмм, язык С, Basic, Pascal и тому подобные. Как правило, также предоставляется большая библиотека уже реализованных логических, математических и коммуникационных функций. В состав модулей ввода/вывода входят модули на всевозможные виды и характеристики каналов (аналоговых, дискретных, импульсных и т. д.).

    Контроллер противоаварийной защиты

    Он должен отличаться от контроллеров других классов:

    особенно высокой надежностью, достигаемой различными вариантами диагностики и резервирования (например, диагностикой работы отдельных компонентов контроллера в режиме реального времени, наличием основного и резервного контроллеров с одинаковым аппаратным и программным обеспечениями и с модулем синхронизации работы контроллеров, резервированием блоков питания и коммуникационных шин);
    высокой готовностью, т. е. высокой вероятностью того, что объект находится в рабочем режиме (например, не только идентификацией, но и компенсацией неисправных элементов; не просто резервированием, но и восстановлением ошибок программы без прерывания работы контроллеров);
    отказоустойчивостью, когда при любом отказе автоматизируемый процесс переводится в безопасный режим функционирования.
    Контроллер цепи противоаварийной защиты должен иметь сертификат, подтверждающий безопасность его работы в цепях противоаварийной защиты.

    Контроллер телемеханических систем автоматизации

    Данный класс универсальных контроллеров удобен для создания систем диспетчерского контроля и управления распределёнными на местности объектами. В контроллерах данного класса повышенное внимание уделяется программным и техническим компонентам передачи информации на большие расстояния беспроводными линиями связи. В качестве таких линий часто используются УКВ-радиоканалы с обычными или транковыми радиостанциями. При этом возможна передача информации от каждого контроллера в диспетчерский центр, а также эстафетная передача информации по цепи от одного контроллера к другому до достижения диспетчерского центра.

    В настоящее время, в связи с большим скачком в развитии сотовой связи, всё большее распространение получает передача информации через сети GSM. По сравнению с транковыми сетями сети GSM имеют ряд достоинств и недостатков, обсуждение которых выходит за рамки данной статьи. Тем не менее отметим, что всё большее количество производителей контроллеров для телемеханических систем автоматизации предлагают коммуникационные модули со встроенными GSM-модемами.

    По структуре контроллеры подразделяются на два класса: контроллеры, имеющие фирменную закрытую структуру, и контроллеры открытой структуры, основанной на одном из магистрально-модульных стандартов.

    При закрытой фирменной структуре изменения (модификации) контроллера возможны, обычно, только компонентами производителя. Сами изменения достаточно ограничены и заранее оговорены производителем.

    При открытой магистрально-модульной структуре, имеющей стандартный интерфейс для связи центрального процессора с другими модулями контроллера, ситуация кардинально меняется:

    открытость и широкая доступность стандарта на шину, соединяющую модули разного назначения, даёт возможность выпускать в данном стандарте любые модули разным производителям, а разработчикам контроллеров даёт возможность компоновать свои средства из модулей разных фирм;
    возможность любой модификации и перекомпоновки средств путем замены в них отдельных модулей, а не замены самих средств, удешевляет эксплуатацию средств;
    сборка контроллеров из готовых модулей позволяет точнее учитывать конкретные технические требования и не иметь в них лишних блоков и элементов, не нужных для данного конкретного применения;
    широкая кооперация разных фирм, поддерживающих данный стандарт на шину и работающих в этом стандарте, позволяет пользователям модулей не быть привязанными к конкретному поставщику и иметь широкий выбор необходимой ему продукции.
    В качестве примера распространённого стандартного интерфейса для обмена информацией внутри контроллера можно привести интерфейс VME. Эта шина была разработана фирмой Motorola и впоследствии была стандартизирована IEC как ANSI/IEEE 1014-1987 (отечественный аналог – ГОСТ Р МЭК 821-2000).

    По этому признаку все контроллеры можно разделить на два класса: PC-совместимые и PC-несовместимые. Каждый из этих классов имеет свои достоинства и недостатки.

    PC-совместимые контроллеры можно охарактеризовать следующими особенностями:

    они имеют классическую открытую архитектуру IBM PC;
    в них используется элементная база, та же, что и у обычных PC;
    они работают под управлением тех же операционных систем, которые широко используются в персональных компьютерах, например Windows, Unix, Linux, QNX;
    программируются они теми же языками, которые используются для разработки ПО для PC;
    на них, как правило, возможна работа программного обеспечения, разработанного для персональных компьютеров, при наличии требуемых для ПО аппаратных ресурсов.
    PC-несовместимые контроллеры можно охарактеризовать так:

    архитектура контроллеров закрыта, она, как правило, является ноу-хау разработчика;
    элементная база, на которой строятся контроллеры, существенно отличается от используемой в PC, она разная у разных производителей;
    операционные системы, под управлением которых работают контроллеры, совершенно другие, нежели те, которые используются в РС, они часто разрабатываются самими производителями именно для данного типа или линейки контроллеров;
    так как в таких контроллерах практически не используются стандарты, предлагаемые разработчиками распространённых операционных систем для PC, то работа PC-программ на этих контроллерах оказывается невозможной.
    Из рассмотренных выше характеристик можно сделать вывод о сравнительных достоинствах и недостатках РС-совместимых и несовместимых контроллеров. РС-совместимые контроллеры по сравнению с РС- несовместимыми контроллерами в целом обладают большей мощностью, легче стыкуются с различными SCADA, MES, ERP системами, системами управления базами данных, открыты для большинства стандартов в областях коммуникаций и программирования, они в среднем дешевле, проще обслуживаются и ремонтируются.

    В то же время РС-несовместимые контроллеры лучше учитывают требования промышленной автоматики; их операционные системы гарантируют отклик контроллера на внешнее событие через заданное время (операционные системы реального времени). Они в целом более надежны, так как больше используют наработанные в промышленности способы диагностики и горячего резервирования, обеспечивающие отказоустойчивость системы в целом. В них шире используются возможности связи с различными полевыми шинами.

    Достоинства и недостатки каждого из этих видов контроллеров определяют их области использования. РС- несовместимые контроллеры целесообразно применять на нижних уровнях автоматизации, «поближе» к технологическому объекту. Здесь необходимы связь с периферийными устройствами по полевым шинам, исполнение в реальном времени (с гарантированным временем отклика на внешние воздействия) и надёжность. А открытость контроллера для связи со SCADA, MES или СУБД, как правило, не требуется. РС-совместимые же контроллеры целесообразнее применять на верхних уровнях автоматизации, где требования к реальному времени и связи по полевым шинам отсутствуют, зато становятся строже требования по информационной совместимости контроллеров с корпоративными сетями.

    По конструктивному исполнению контроллеры можно разделить на несколько групп, мы их условно назовем так:

    Назначение, разновидности и устройство силовых контроллеров

    Реостатный силовой контроллер является основным аппаратом автоматического управления пуском поезда путем вывода пусковых резисторов из цепи тяговых двигателей. На электропоездах с рекуперативно-реостатным торможением с помощью реостатного контроллера управляют также электрическим торможением. Привод реостатных контроллеров пневматический. На электропоезде ЭТ2М установлен реостатный силовой контроллер КС-26, на остальных электропоездах — аналогичный ему 1КС-009.

    Реостатные силовые контроллеры КС-26 и 1КС-009

    Контроллер представляет собой каркасную конструкцию, состоящую из трех рам 8,12 и 17 (рис. 2.16), стянутых двумя угольниками 11 и изоляционными рейками 14. В подшипниках, установленных на крайних рамах, вращается главный кулачковый вал 9, несущий семнадцать кулачковых шайб 13 и две шестерни 7 и 16. В средней раме 11 закреплена подвеска, служащая для поддержания главного кулачкового вала.

    По обе стороны главного кулачкового вала 9 на изоляционных рейках 14 установлены силовые кулачковые контакторы 10: шестнадцать контакторов типа КЭ-153 без системы дугогашения и один типа КЭ-13 с системой дугогаше-ния.

    Механизм фиксации контроллера состоит из фиксирующих шайб и двух фиксаторов 15 (рычагов с роликами). Фиксируется механизм при входе роликов в пазы шайб.

    Главный кулачковый вал 9 приводится во вращение электропневматическим приводом 18 системы Решетова, через зубчатую передачу с передаточным отношением 1:3,33.

    На рамах контроллера закреплено устройство блокировки низковольтных цепей управления. Устройство представляет собой каркасную конструкцию, состоящую из рам 1 и 5 и рейки 3. В подшипниках, установленных на рамах, вращается блокировочный кулачковый вал 2, несущий тринадцать кулачковых шайб 21. На рейке 3 установлены тринадцать блокировочных ку-

    лачковых контакторов 4 типа КЭ-2А. Передача вращения от главного вала на блокировочный вал передается через зубчатую передачу с передаточным отношением 1:1.

    Электропневматический привод состоит из двух цилиндров 8 (рис. 2.17) с отверстиями для подачи смазки, закрытыми пробками 9, направляющего штока с поршнями 3 и роликами 4, электро-

    магнитных вентилей 1 типа ЭВ-5-24 и вала с трехлучевой звездой 5. Вал с трехлучевой звездой 5 и шестерней 10 вращается в двух подшипниках, установленных в металлическом корпусе, закрепленном на раме контроллера. При подаче питания на один из вентилей 1 сжатый воздух, поступая в полость цилиндра, воздействует на один из поршней 3 и перемещает подвижную

    Рис. 2.18. Расположение низковольтных блокировок на силовом контроллере:

    а — электропоезда ЭТ2, ЭР2Т и ЭД2Т: б — электропоезд ЭТ2М

    Рис. 2.19. Диаграммы замыканий и размыканий контакторов силового контроллера 1КС-009:

    а — блокировочные контакторы; б — силовые контакторы

    рейку 6 в одно из крайних положений. Второй вентиль обесточен, и другая полость цилиндра соединена с атмосферой. На концах подвижной рейки находятся два поршня. При этом один из роликов 4 давит на профиль трехлучевой звезды 5, поворачивая вал со звездой на 60°. При отключении первого вентиля и подачи питания на второй поршень перемещает рейку во второе крайнее положение, проворачивая вал со звездой на следующие 60°. Таким образом, происходит преобразование возвратнопос-тупательного движения штока в одностороннее вращательное движение вала со звездой.

    Расположение устройства блокировки на силовом контроллере показано на рис. 2.18.

    Диаграммы последовательности замыкания и размыкания контактов силовых и блокировочных контакторов показаны на рис. 2.19. Силовые контроллеры КС-26 и КС-009 одинаковы по конструкции и отличаются только типами вентилей, силовых и блокировочных контактов.

    Каждый электрик должен знать:  Серводвигатель или шаговый электродвигатель Что лучше выбрать
    Добавить комментарий