СИСТЕМЫ ЛИФТОВОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПОСТОЯННОГО
ТОКА - часть 2
Для новых отечественных скоростных лифтов принят
реверсивный электропривод постоянного тока по системе статический
тиристорный преобразователь — двигатель с транзисторными устройствами
управления, построенный по принципу систем с последовательной коррекцией
и подчиненным регулированием параметров электропривода! с задатчиком
интенсивности на входе.
Блок-схема силовой части главного привода представлена на рис. 19.
Регулирование скорости подъемного электродвигателя
осуществляется изменением напряжения, подводимого от тиристорного
преобразователя к якорю электродвигателя (возбуждение электродвигателя
постоянное). Регулирование напряжения в преобразователе достигается
изменением момента открывания тиристоров, что обеспечивается системой
импульсно-фазового управления. Эта система дает возможность изменения
фазы управляющих импульсов относительно анодного напряжения тиристоров
от 0 до 240 эл. град. Для работы привода в двигательном и генераторном
режимах достаточен диапазон изменения фазы 0—180 эл.град.
Силовая часть реверсивного тиристорного преобразователя состоит из двух
управляемых мостовых схем, соединенных встречно-параллельно.
Для питания обеих тиристорных групп используют один специальный силовой
трехфазный трансформатор с одной вторичной обмоткой, имеющий ек=8—9%.
Для ограничения уравнительного тока преобразователя применены четыре
уравнительных дросселя, рассчитанных таким образом, что они не
насыщаются при протекании через них уравнительных токов и насыщаются от
токов нагрузки. Таким образом, уравнительные токи в каждом режиме работы
ограничиваются двумя дросселями.
Для каждой группы реверсивного преобразователя имеется отдельная система
импульсно-фазового управления. Каждая система состоит из блока питания,
блока синхронизации' и блока с шестью блокинг-генераторами (по числу
плеч мостовой схемы). Каждый блокинг-генератор управляет своим плечом
преобразователя, образуя канал управления.
Принцип данной системы импульсно-фазового управления— вертикальный и
заключается в том, что импульс на управляющий электрод тиристора
вырабатывается блокинг-генератором в момент равенства уровней внешнего
сигнала управления и внутреннего опорного напряжения пилообразной формы.
Внешний сигнал управления подается из системы регулирования привода;
опорное напряжение формируется в блоке синхронизации, который выдает за
период переменного тока шесть пилообразных напряжений, сдвинутых на 60
эл.град. относительно друг друга. Сигнал управления становится равным
мгновенному значению пилообразного напряжения поочередно для каждого
канала управления.
Следовательно, поочередно через каждые 60 эл. град, запускают
блокинг-генераторы. Кроме того, из особенности работы мостовой схемы,
заключающейся в том, что каждый тиристор открыт в течение 120 эл.град.,
вытекает необходимость подавать два импульса на каждый тиристор.
Эти импульсы сдвинуты между собой на 60 эл. град.
Таким образом, каждый блокинг-генератор должен выда-вать импульсы дважды
в течение периода, причем первый импульс возникает при запуске
блокинг-генератора, как указано выше; второй импульс возникает при
запуске данного блокинг-генератора от последующего по времени работы
блокинг-генератора. При изменении величины сигнала управления меняется
фаза управляющего импульса относительно анодного напряжения, и в
результате осуществляется регулирование выпрямленного напряжения.
Как отмечалось, схема построена по принципу систем с последовательной
коррекцией и подчиненным регулированием параметров. Отличительной
особенностью построения таких систем является раздельное подчиненное
регулирование основных параметров электропривода с задатчиком
интенсивности на входе и числом регуляторов, равным числу регулируемых
параметров. На вход каждого регулятора подается сигнал заданной и
отрабатываемой величин. Система строится так, что предыдущий регулятор
вырабатывает сигнал-задание последующему регулятору и т. д.
Существенно также и то, что при выбранном способе по- -строения систем
цепь регулирования каждого параметра в большинстве случаев содержит
только одну большую постоянную времени, что позволяет применить
однотипные ре-, гуляторы с передаточными функциями, обеспечивающими
оптимальную по быстродействию отработку задания.
Применение задатчика интенсивности на входе при безынерционной
аппаратуре позволяет наиболее полно использовать преимущества
преобразователей с тиристорами как практически безынерционных приборов.
В СССР разработаны и изготовляются системы унифицированных
блоков-регуляторов (УБСР), с помощью которых могут быть реализованы
многие законы управления электроприводами, \ и в частности управления
электроприводом скоростных лифтов. Эти регуляторы позволяют строить
быстродействующие системы достаточной точности.
Системы регулирования реверсивного тиристорного привода в отношении
согласования выпрямительной и инверторной групп могут иметь несколько
вариантов. В системе электропривода скоростных лифтов принята
двухканальная система регулирования или система с автоматическим
поддержанием уравнительного тока. В системе имеются два выхода,
соответственно по одному для каждой тиристорной группы. Кроме того., в
систему регулирования задается значение уравнительного тока, которое и
поддерживается постоянным. Для привода лифтов данную систему следует
признать наиболее целесообразной, так как можно, контролировать
внутреннее состояние силовой части тиристорного преобразователя и
системы импульсно-фазового управления. В результате выходные сигналы
системы определяют фазы управля-ющих импульсов тиристоров, задают
напряжения каждой группы в зависимости от двигательного или
генераторного режима привода, его скорости и ускорения, а также
поддерживают величину уравнительного тока во всех режимах на заданном
уровне.
Фактические значения скорости и тока якоря подъемного электродвигателя
сравниваются с заданными, разность их усиливается и подается в схему
регулирования раздельно для каждой из групп вентилей. Система
регулирования многоконтурная, выходная величина регулятора скорости
является заданием для контура регулирования тока. Выходное напряжение
регулятора тока подается в систему импульснофазового управления
тиристоров, чем определяется величина и полярность выпрямленного
напряжения.
Для системы регулирования привода лифта следует различать два режима
работы: регулирование скорости, когда сигнал поступает из схемы
автоматики, и регулирование положения (или режим точной остановки),
когда сигнал подается от датчика точной остановки (ДТО).
Переключение каналов регулирования осуществляется контактным реле РТО
при входе лифта в зону точной остановки.
Основными узлами канала регулирования скорости являются: задающий
потенциометр; узел задания интенсивности переходных процессов; регулятор
скорости PC; регуляторы тока РТВ, РТН; узел задания уравнительных токов;
узел ограничителя сигнала управления преобразователя; элементы обратных
связей по току и скорости.
На задающем потенциометре с помощью контактов реле направления движения,
реле ускорения, реле нормальной работы и реле определения скорости
формируются сигналы задания скорости лифта в различные моменты времени.
Номинальной скорости лифта (4 м/с) соответствует сигнал +24 В,
пониженной, скорости (до 2,5 м/с) —-сигнал до ±15 В, скорости входа в
зону точной остановки (0,5 м/с) — сигнал до ±3 В и скорости ревизии
(0,25 м/с) — сигнал
+- 1,5 В.
Сигналы выбора направления, уровня скорости, начала разгона и торможения
поступают из схемы автоматики.
Кроме того, на задающем потенциометре собрана цепочка, служащая для
задания начального тока главной цепи, который соответствует величине
срабатывания реле контроля тока. Необходимо отметить, что в схеме
типового лифта предусмотрена также возможность использования датчика
загрузки кабины для задания начального тока двигателя и снятия тормоза.
В этом случае вышеупомянутая цепочка из схемы исключается.
С задающего потенциометра сигнал скачком поступает
на вход узла задания интенсивности ЗИУ состоящего из блока задатчика
интенсивности и апериодического звена RC, включенного на его выход. Темп
изменения выходного напряжения блока задатчика интенсивности определяет
величину ускорения или замедления лифта. Звено RC на своем выходе в
начальной и конечной стадии переходного процесса преобразует линейное
изменение напряжения ЗИ в экспоненциальное, определяя величину рывка в
начале и конце разгона и торможения. В типовой схеме предусмотрено
изменение темпа торможения при нажатии кнопки «Стоп» лифта.
Регулятор скорости (PC) построен на базе блока усилителя постоянного
тока. Наличие в обратной связи регулятора цепочки RC делает систему
астатической по нагрузке, т. е. установившаяся скорость не зависит от
величины и характера нагрузки. Параметры регулятора выбирают из условия
«компенсации» в контуре регулирования скорости электромеханической
постоянной привода.
На входе PC сравнивается сигнал задания скорости, поступающий с выхода
апериодического звена, и сигнал фактической скорости, выдаваемый
тахогенератором. При высоком коэффициенте усиления и быстродействии
системы фактическая скорость повторяет задающий сигнал звена RC. Выход
PC ограничен по величине с помощью кремниевых стабилитронов на уровне
порядка 8 В.
Выход PC через разделительные диоды Д1 и Д2 подается на вход регуляторов
тока РТВ и РТН в зависимости от полярности выходного напряжения. На вход
регуляторов тока, кроме сигнала задания, пропорционального току
двигателя, подаются сигналы обратной связи по току соответствующей
тиристорной группы и задания уравнительного тока.
Регуляторы тока выполнены с интегрально-пропорцио-нальной
характеристикой, причем параметры RC-цепочки обратной связи регуляторов
выбраны из условия «компенсации» электромагнитной постоянной главной
цепи. Так как ток двигателя пропорционален заданию регулятора тока или,
что то же самое, выходному напряжению регулятора скорости, то
ограничение выхода PC соответствует токоограниче-нию двигателя («токовой
отсечке»).
Выходное напряжение регулятора тока является для системы
импульсно-фазового управления тиристорного преобразователя сигналом
управления.
Наличие разделительных диодов на входе РТВ и РТН приводит к
автоматическому согласованию тиристорных групп при постоянном
уравнительном токе, величина которого задается сигналом, поступающим с
регулятора уравнительного тока РУТ.
Выходы .регуляторов тока РТВ и РТН ограничены на уровне 11—12 В (при
амплитуде пилообразного напряжения импульсно-фазового управления 16 В),
что необходимо для исключения срыва импульсов в случае превышения
сигнала управления над амплитудой пилообразного напряжения и для
ограничения угла регулирования инверторной группы.
Напряжение ограничения подается параллельно цепи обратной связи
регуляторов тока.
Источником сигнала обратной связи по скорости является тахогенератор
постоянного тока, соединенный через повышающую передачу с двигателем. На
выходе тахогенератора включается фильтр.
Сигналы обратной связи по току преобразователя снимаются с шунтов,
установленных в каждой тиристорной группе, и усиливаются датчиками ДТВ и
ДТН, на выходе которых установлены фильтры для сглаживания
высокочастотных пульсаций, связанных с работой датчиков тока. При
подходе кабины лифта к точной остановке система автоматики осуществляет
необходимые переключения: отключает задающий потенциометр, меняет
параметры RC-звена на выходе блока ЗИ с помощью контактов реле РТО и
подключает через регулятор положения РП узел точной остановки (ДТО).
Регулятор РП выполнен на усилителе типа УПТ, имеет пропорциональную
характеристику и служит для согласований выходного ДТО и входного ЗИ
сигналов. На входе РП включены фильтр для сглаживания пульсаций сигнала
от ДТО и узел ограничения входного сигнала на стабилитронах для
исключения влияния колебаний сигнала ДТО ка. скорость входа в точную
остановку.
Схема датчиков точной остановки включает в себя два индуктивных датчика
ДТОВ и ДТОН, магнитный усилитель и электромагнитное реле РТО.
Индуктивные датчики с диагонали моста выдают сигнал на регулятор
положения РП. Магнитный усилитель, имеющий релейную характеристику,
отключает реле РТО при подходе к датчикам точной остановки в режиме
нормальной работы лифта. Во всех остальных случаях реле РТО включено.
Системы электропривода лифтов со скоростью 2 и 4 м/с аналогичны, но
система электроавтоматики лифтов со скоростью 4 м/с имеет некоторые
специфические особенности. Так, при поездке на расстояние до 14 м (от
одного до четырех этажей) устанавливается скорость движения не более
2,5 м/с, более 14 м (на пять этажей и более) —4 м/с. Но как при движении
со скоростью 2,5 м/с, так и 4 м/с заданный темп нарастания скорости
остается неизменным — ускорение до 2 м/с2 и рывок до 4 м/с3. Такое
техническое решение проще и целесообразнее решения, при котором
непрерывно определяют путь торможения до следующей остановки. Кроме
того, максимальная потеря времени при варианте с
двумя ступенями скорости по сравнению с оптимальным вариантом при
разъезде по треугольному графику невелика и составляет всего 1—1,5 с.