Пример 4. Механизм приводится двигателем постоянного тока с} параллельным возбуждением типа Д-41, 16 кВт, 220 В, 86 А, 690 об/мин; сопротивление цепи якоря /?я = 0.195 Ом. Рассчитать значения сопротивлений добавочного и шунтирующего резисторов цля получения пониженной частоты вращения перед остановкой =0,2ияом при моменте нагрузки на валу Л1с = 0,8Л1ном.

-2,0. -1,0

,0-2,0 MI

Рис. 37. Шунтирование якоря двигателя параллельного возбуждения:

а -схема; б -механические характеристики, в - построение характеристики пониженной частоты вращения

Для расчета сопротивлений строятся характеристики - естественная 1 и реостатная 2 (рис. 37,s). Характеристика 2 соответствует полностью введенным пусковым резисторам. Эта характеристика строится при выборе пусковой диаграммы. Примем, что при шунтировании якоря в качестве добавочного сопротивления используются все пусковые ступени. Проведем вертикальную прямую через точку М = Мвом (Л1. = 1).

Сопротивление добавочного резистора находим по формуле

D НОМ

220 11

- 0,195= 1,28 Ом.

ном -" 86 19

Первую точку искомой механической характеристики шунтирования якоря Б находим, отложив при Л1с = 0,8Л1яом значение «п = = 0,2 Ином. Вторая точка В находится как пересечение характеристики 2 с прямой ОВ, параллельной естественной характеристике /. Через точки £ и S проводится искомая характеристика <? до пересечения с естественной в точке Г. Сопротивление шунтирующего резистора Нш •определяется по формуле

Чг 2,7-86

= 0,95 Ом,

я.г ~ ток якоря, соответствующий точке Г. 62

Если ток якоря в точке Г превысит допустимый (для двигателей постоянного тока серий П и 2П кратковременно допустима при полном потоке токовая перегрузка в 2,5 раза,, а для двигателей серии Д со стабилизирующей обмоткой-в 3 раза)-, то необходимо увеличить или

Для точной остановки двигателя по команде путевого датчика предварительного замедления контактором ПС включается- резистор контакторы ускорения У1, У2, УЗ отключаются, вводя добавочный резистор Лд. Двигатель из точки А переходит, как показано-стрелкон, в точку Д (рис. 37,s) и под влиянием отрицательного электромагнитного момента и статического .момента сопротивления на валу замедляется до пониженной частоты вращения Ип (точка Б).

По команде датчика точной остановки двигатель отключается or сети и останавливается под действием динамического торможения (из точки Б переходит иа характеристику динамического торможениа в точку Е и далее замедляется до полной остановки).

Рис. 38. Шунтирование якоря двигателя последовательного возбуждения:

а -схема; б - механические характеристики

Схема шунтирования якоря двигателя последовательного возбуждения. Для получения пониженной частоты вращения двигателя последовательного возбуждения следует использовать схему шунтирования резистором только якоря (без последовательной обмотки возбуждения,, рис. 38,а). Благодаря тому что даже при отсутствии нагрузки на двигателе обмотка возбуждения обтекается током через шунтирующий резистор ш, двигатель развивает низкую частоту вращения даже при малых статических, моментах.

Механические характеристики привода показаны на рис. 38,6. Характеристика / естественная; характеристика Низкой частоты вращения 2 построена для значений сопротивлений добавочного и шунтирующего резисторов 7?д = 0,57?„ом и 7?ш = 0,257?„ом. Чем меньше шунтирующее сопротивление, тем ниже частота вращения двигателя. Обычно используют пониженные частоты вращения до 15-20% номинальной.

Рассмотрим процесс замедления двигателя для получе-,. ния точной остановки. По команде путевого датчика предварительного замедления включается контактор ПС - вводится в работу шунтирующий резистор Яш.. Одновременно отключаются контакторы ускорения У1, У2, УЗ. Двигатель, работавший на естественной характеристике в точке А (рабочая частота вращения Пр), переходит в режим генераторного торможения и замедляется до пониженной частоты вращения «п (стрелками показан переход из точки Л в точку £ и далее в точку В). После кратковременной работы двигателя при пониженной частоте вращения срабатывает датчик точной остановки. Отключается линейный контактор Л и включается контактор Т, дающий независимое питание обмотке возбуждения. Дви-\ татель получает полный поток, переходит в режим динамического торможения по характеристике 3 (из точки В в точку Г) и останавливается. В случае необходимости используется также механический тормоз. I

Добавочный резистор выбирается таким, чтобы че- ; рез обмотку возбуждения ОВ проходил номинальный ток: 4

где i?o,B - сопротивление обмотки возбуждения. Выбор резисторов по нагреву см. в [7].

5. КОМАНДОАППАРАТЫ И КОНЕЧНЫЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ. ЛОГРЕШНОСТИ СРАБАТЫВАНИЯ АППАРАТОВ

В схемах автоматической точной остановки электроприводов широко используют различные командоаппара-ты и конечные выключатели. Эти два типа аппаратов отличаются по принципу действия. Регулируемые кулачковые командоаппараты имеют барабаны с переключающими шайбами, воздействующими на контактную систему. Вал командоаппарата соединяется через зубчатые или цепные передачи с приводом механизма. Контакты переключаются при определенных углах поворота барабана в зависимости от пройденного механизмом пути.

Конечные выключатели устанавливаются в определенных точках пути механизма и приводятся в действие переключающими упорами, установленными на механизмах. Переключающий упор чаще всего выполняется в виде

прямолинейной металлической пластины со скошенными краями. Такой упор называют «линейкой».

Для обеспечения безаварийной надежной работы схем управления и получения требуемой точности остановки электропривода необходимо правильно выбрать тип командоаппарата или конечного выключателя с учетом свойственной данному аппарату погрешности (неточности срабатывания), соответствующего конструктивного исполнения (защищенное, пыленепроницаемое, водозащищенное, взрывозащищенное), требуемого для срабатывания усилия, максимально допустимой скорости переключающего упора и т. д.

Рис. 39. Конструкция командоаппарата серии КА4000: а - контакты разомкнуты; б - контакты замкнуты

Командоаппараты. На рис. 39 приведен разрез регулируемого командоаппарата серии КА4000. На валу барабана имеются шайбы 1 с переключающими кулачками 2 и 5. На каждой шайбе может быть установлено до трех включающих и трех отключающих кулачков. Кулачки могут переставляться в различные точки по окружности шайбы. Подвижные контакты 5, замыкающие неподвижные 4 укреплены на рычаге 6, вращающемся вокруг оси 7. Число рычагов с контактами может достигать 24. Под действием пружины 8 контакты удерживаются в разомкнутом со.стоя-нии. В определенном положении механизма кулачок 2 воздействует на ролик 9, рычаг 6 поворачивается и контакты4 замыкаются. Во включенном состоянии контакты удерживаются защелкой 10, вращающейся вокруг оси 12. В поднятом положении защелка удерживается пружиной 13. В момент нажатия кулачка 3 на ролик И защелка освобождается и под действием пружины 8 происходит 5-3339 65

мгновенное размыкание контактов Кулачки 2 и 3 могут нажимать соответственно на ролики 9 и 11.

Частота вращения барабана не должна превыщать 60 об/мин при одном включающем и одном отключающем кулачке на щайбе. При увеличении числа кулачков частота вращения барабана должна быть соответственно умень-щена. Так, при четырех кулачках на щайбе частота вращения не должна превыщать 30 об/мин. Необходимо-иметь в виду, что включающий и отключающий кулачкя должны быть смещены на угол не менее 21°.

Конструкция контактного и переключающего устройства обеспечивает точность замыкания или размыкания контактов командоаппаратов КА4000, равную ±0,5° угла поворота кулачковой щайбы. Для реверсивных механизмов, требующих высокой точности остановки, передаточное число от механизма к барабану командоаппарата вы-.бирается таким образом, чтобы угол поворота барабана за полный ход механизма был равен приблизнтелыю 320-340°. Угол выбирается менее одного оборота, но близким к 360°. Это объясняется тем, что погрещносгь ±0,5° дает тем меньшую ошибку в пути механизма, чем больше соответствующий угол поворота барабана. Так, например, при ходе механизма 3000 мм и угле поворота барабана 300° ошибка ±0,5° составляет ±5 мм пути механизма; если же выбрать угол в 10 раз меньшим, т. е.: 30°, то та же ошибка командоаппарата приведет к неточ- ности остановки ±50 мм, т. е. в 10 раз большей.

Для нереверсивных механизмов, совершающих «шаговое» перемещение равными отрезками (цепные транспортеры, кольцевые конвейеры, вращающиеся . столы j, угол поворота барабана командоаппарата за один шаг должен быть равен 360°. i

Наиболее надежными являются командоаппараты ти- па КА4658 водозащищенного исполнения. Командоаппа-; раты КА4658 имеют пять цепей, что позволяет получать необходимые команды как для предварительного перехода на пониженную частоту вращения, так и на оконча-J тельное затормаживание электропривода.

Промышленностью выпускаются также командоаппараты серии КА400. При частоте вращения барабана 30 об/мин погрешность командоаппарата равна ±0,5°.

Командоаппаратами и конечными выключателями с мгновенным, или «моментиым», размыканием контактов называют такие аппараты, у которых размыкание контактов происходит за короткий промежуток времени, не зависящий от скорости движения механизма.

Однако эти командоаппараты не имеют мгновенного размыкания контактов, что может приводить к обгоранию контактов при низкой скорости механизма и к увеличенной неточности срабатывания.

Для взрывоопасных производств предназначены взры-возащищенные командоаппараты типа КА4800, по конструкции аналогичные КА4000, а также командоаппараты ВП701. Командоаппарат ВП701 содержит три встроенных микропереключателя. Контакты могут работать в цепи 380 В при нагрузке 3 А. Кулачковый вал соединен с приводным валом через червячный редуктор с передаточным отношением 1 : 50.

Следует иметь в виду, что высокая точность остановки электропривода с помощью командоаппарата не может быть получена, если используется канатный привод, так как из-за вытягивания канатов меняется соотношение между положением механизма и углом поворота барабана командоаппарата. Нельзя применять командоаппараты в тех случаях, когда при работе механизма возможно проскальзывание, например буксовка колес самоходной тележки и т. п. В этих случаях необходимая точность остановки достигается применением конечных выключателей.

Конечные выключатели. Электропромышленностью выпускается много типов конечных выключателей, различающихся по степени защиты от окружающей среды (открытые, пыле- и брызгозащищенные, водозащищенные и взрывозащищенные), по скорости размыкания контактов, габаритам, точности работы, конструктивному исполнению (выключатели с рычагом и роликом, с нажимным толкателем, штифтом и др.), значению коммутируемого тока и т. д. На производственных механизмах наиболее широко применяют конечные выключатели следующих типов: крановые конечные выключатели КУ-700А (КУ-701А, КУ-703А, КУ-704А, КУ-706А); выключатели ВК-200Г, ВК-ЗООГ; выключатели серий ВПК-1 ООО, ВПК-2000, ВПК-4000, ВП62, взрывозащищенные конечные выключатели ВКМ-ВЗГ, ВПВ, ВУВ и др. Необходимые для выбора конечных выключателей технические данные приведены в приложении 2.

Для обеспечения точной остановки механизма конечный выключатель, подающий команду на замедление электропривода, должен вносить минимальную погрешность, вызываемую разбросом в срабатывании, контактов аппарата.. Причинами этой . погрешности являются изме-5* 67