OPIS TYPOWEGO STANOWISKA LABORATORYJNEGO. Ogólna struktura, wyposażenie i wygląd stanowiska

Transkrypt

1 OPIS TYPOWEGO STANOWISKA LABORATORYJNEGO Ogólna struktura, wyposażenie i wygląd stanowiska W Laboratorium Sterowania Napędów i Elektroniki Przemysłowej znajduje się w kilka stanowisk doświadczalnych o bardzo zbliżonej strukturze, dla których obowiązują takie same zasady łączenia Rys.X0 Plan ogólny rozmieszczenia elementów dwóch sąsiadujących ze sobą stanowisk laboratoryjnych 3x220V, 50Hz usb,isb ZASILANIE DML AMR ALSPA STYCZNIK PRZE- KSZTAŁT- NIKI POLE ŁĄCZENIOWE ua, ia ZESPÓŁ MASZYNOWY ω uab,ia, ucb,ic PO- MIA- RY Rys. X-1. Schemat obwodów głównych jednego ze stanowisk, z zaznaczonymi miejscami włączenia izolowanych wzmacniaczy pomiarowych obwodów i prowadzenia eksperymentów. Na rys.x0 pokazano ogólny plan rozmieszczenia elementów dwóch sąsiadujących ze sobą stanowisk laboratoryjnych. Mimo wspólnej konstrukcji mechanicznej regału dla obu stanowisk stanowią one dwie oddzielnie zasilane i niezależne od siebie elektrycznie części, każda z 1

2 własnym zestawem urządzeń i aparatów zamontowanych na stałe, jak i z własnym wyposażeniem Rys-X. 1. Uproszczony widok tablicy połączeń obwodów mocy (bez zachowania skali). Połączenia odpowiadają przygotowaniu stanowiska do ćwiczeń z łagodnego rozruchu silnika indukcyjnego pomiarowo-sterującym. Schemat obwodów mocy jednego ze stanowisk pokazano na rysunku X1. Za głównym łącznikiem odcinającym zasilanie całego stanowiska umieszczone są wyłączniki samoczynne doprowadzające zasilanie sieciowe do następujących przekształtników i aparatów: - czterokwadrantowego przemiennika częstotliwości (ALSPA) - sterownika napięciowego do łagodnego rozruchu silnika indukcyjnego (AMR) - stycznika do bezpośredniego przyłączenia silnika indukcyjnego do sieci - czterokwadrantowego prostownika tyrystorowego (DML) W skład zestawu maszyn elektrycznych wchodzą: silnik indukcyjny klatkowy oraz maszyna obcowzbudna prądu stałego. W zależności od programu ćwiczenia jedna z maszyn wykorzystywana jest jako silnik, druga na ogół jako prądnica oddająca energię do sieci poprzez odpowiedni przekształtnik. W obwody twornika i wzbudzenia maszyny prądu stałego można włączać dodatkowe rezystancje i dławik wygładzający. Maszyny wyposażone są w izolowane układy pomiarowe umożliwiające bezpieczną obserwację i rejestrację następujących napięć i prądów: - napięcia twornika maszyny prądu stałego, ua, - prądu twornika maszyny prądu stałego, ia, - napięć między zaciskami silnika prądu przemiennego: uab, ucb - prądów dopływających do zacisków silnika: ia, ic. 2

3 Rys-X. 3. Widok ogólny tablicy łączeniowej sterowania i pomiarów. Mierzona jest również prędkość obrotowa zestawu maszynowego, ω, przy pomocy prądnicy tachometrycznej oraz impulsatora. Ponadto dostępne są sygnały pomiarowe (u sb, i sb ) napięcia i prądu w jednej z faz zasilania przekształtników z wyjściem zmiennoprądowym (AMR,ALSPA i Stycznik). Zaciski maszyn, obwodów mocy przekształtników oraz wejścia izolowanych układów pomiarowych (LEM) znajdują się na tablicy łączeniowej obwodów mocy, której uproszczony widok przedstawiono na rys. X2. Obok zacisków umieszczony jest główny wyłącznik zasilania, lampki sygnalizujące obecność napięcia zasilającego oraz przyciski załączania i wyłączania stycznika. W polu pomiarowym tablicy mocy umieszczone są mierniki wskazujące wartości średnie napięcia i prądu twornika maszyny prądu stałego oraz prędkości obrotowej. Nad polem łączeniowym umieszczone są przekształtniki, a ponad nimi skrzynka z wyłącznikami oraz mierniki wartości skutecznych napięcia, prądu i mocy w jednej z faz zasilania. Wyjściowe sygnały pomiarowe oraz zaciski sterujące przekształtników wyprowadzone są na tablicę łączeniową sterowania i pomiarów (rys.x3). Dodatkowo do tablicy sterowania doprowadzone są zaciski potencjometrów zadających, karty pomiarowej oraz pomocniczych układów elektronicznych, takich jak wzmacniacze o zmiennym współczynniku wzmocnienia, filtry o nastawianym paśmie przenoszenia oraz układy mnożące i uśredniające. Tablica podzielona jest na wyróżnione kolorem tła pola należące do poszczególnych przekształtników i urządzeń pomiarowych. Gniazda tablicy układają się w trzy poziome pasy. W pasie górnym ulokowane są gniazda sygnałów logicznych, w pasie środkowym pomiarowe i sterujące sygnały analogowe. W pasie dolnym, nie związanym bezpośrednio z żadnym przekształtnikiem ani układami pomiarowymi ulokowano gniazda pomocniczych układów elektronicznych. Poszczególne gniazda 3

4 tablicy są opisane symbolicznie, a w przypadku przekształtników również numerycznie, zgodnie z funkcją i numerem zacisku listwy sterującej w przekształtniku. Ponadto gniazda są wyróżnione różnymi kolorami, zależnymi od typu sygnału. Poszczególne kolory oznaczają: - czarny: masa odniesienia (analogowa), połączona z przewodem zerowym sieci - szary: masa cyfrowa (mniej dokładna) również połączona z przewodem zerowym sieci - żółty: napięcia wyjściowe zasilaczy - niebieski: wejścia cyfrowe i analogowe (odcień jaśniejszy: nieodwracające, ciemniejszy: odwracające) - czerwony: wyjścia cyfrowe i analogowe - zielony: bezpośrednie wejście odwracające wzmacniacza operacyjnego - biały: gniazda rezerwowe lub pomocnicze W tablicy sterowania i pomiarów umieszcza się wymienne łączniki i przyciski sterujące, diody sygnalizacyjne, zwieracze i przewody łączące. Typowe połączenia są narysowane zielonym kolorem na płytach czołowych poszczególnych pól tablicy. Szczegółowy opis tych pól jest zamieszczony w następnych Rys-X. 4. Uproszczony widok fragmentu tablicy sterowania i pomiarów, częściowo połączonej do rozdziałach. ćwiczeń z łagodnego startu silnika indukcyjnego Uproszczony rysunek pokazujący wygląd fragmentu tablicy sterowania połączonej do ćwiczeń z łagodnego rozruchu silnika indukcyjnego pokazano na rys.x4. Zasady łączenia obwodów mocy i sterowania Łączenie obwodów przed rozpoczęciem eksperymentów, a także wszelkie zmiany połączeń w ich trakcie muszą być przeprowadzane z przestrzeganiem podanych niżej zasad i w prawidłowej kolejności: - Przy wyłączonym głównym łączniku zasilania należy w polu łączeniowym tablicy mocy dokonać odpowiednich połączeń maszyn z przekształtnikami. Wolno wykorzystać zaciski tylko jednego z trzech przekształtników z wyjściem zmiennoprądowym (AMR, ALSPA lub STYCZNIK)- pozostałe muszą być 4

5 wolne. W stanowiskach (3-4; 5-6) w których zaciski maszyny prądu przemiennego są oddzielone od zacisków obwodów pomiarowych (LEM) należy je połączyć (rys.x1, X2). Połączyć zaciski twornika i wzbudzenia maszyny prądu stałego zgodnie z programem ćwiczenia (typowe połączenia pokazano na rys.x1,x2). - Załączyć co najwyżej dwa wyłączniki samoczynne zasilania przekształtników : DML i jeden z trzech pozostałych (ALSPA, AMR lub STYCZNIK) - Sprawdzić, czy połączenia na tablicy sterowania odpowiadają programowi ćwiczenia i czy są kompletne. W razie potrzeby zmienić i uzupełnić połączenia. Ustawić przełączniki i potencjometry w pożądanym położeniu wyjściowym. Dla przekształtników DML, ALSPA przełączniki ZEZWOLENIE/BLOKADA ustawić w pozycji BLOKADA. Przygotować przyrządy pomiarowe i rejestrujące, przyłączyć je do gniazd pola pomiarowego, ew. do wzmacniaczy pomocniczych lub filtrów. - Za zgodą prowadzącego zajęcia zamknąć główny łącznik zasilania stanowiska. Jeżeli w ćwiczeniu wykorzystywany jest przekształtnik DML załączyć obwody główne prostownika tyrystorowego przyciskiem ZAŁ. umieszczonym bezpośrednio pod przekształtnikiem. - Odblokować przekształtniki i rozpocząć eksperymenty. W trakcie pracy niedopuszczalne jest przyłączanie lub odłączanie czegokolwiek na tablicy łączeniowej obwodów mocy. Przy łączeniach na tablicy sterowania należy zwracać baczną uwagę na różne poziomy napięć zasilających poszczególne obwody oraz pamiętać o wspólnym poziomie odniesienia dla wszystkich obwodów sterujących i pomiarowych (wszystkie gniazda oznaczone kolorem czarnym lub ciemno-szarym są połączone ze sobą i z zerem sieci). - Jeżeli w trakcie ćwiczeń zachodzi potrzeba zmian połączeń na tablicy mocy, to można ich dokonać jedynie po zatrzymaniu napędu i wyłączeniu głównego łącznika zasilania stanowiska. Prawidłowa kolejność zatrzymywania i wyłączania: 1 - Zatrzymać napęd poprzez wyłączenie lub zmniejszenie do zera sygnału prędkości zadanej ; 2 - Zablokować impulsy przekształtników, 3 - Wyłączyć główny łącznik zasilania - Po zakończeniu ćwiczenia i wyłączeniu zasilania należy usunąć wszystkie połączenia z tablicy mocy oraz wyłączyć wszystkie łączniki samoczynne na zasilaniu przekształtników. Na tablicy sterowania mogą pozostać elementy podstawowej konfiguracji sterowania i sygnalizacji, usunąć natomiast należy wszystkie przewody i połączenia dodatkowe wykorzystywane do pomiarów i obróbki sygnałów. OSTRZEŻENIE: Na zaciskach maszyn i przekształtników w polu łączeniowym tablicy mocy mogą występować napięcia grożące porażeniem lub uszkodzeniem aparatury elektronicznej dlatego należy bezwzględnie przestrzegać zasady, że wszelkie zmiany połączeń i ewentualne przyłączanie przyrządów pomiarowych mogą się odbywać jedynie przy wyłączonym głównym wyłączniku zasilania stanowiska. 5