Elektros pavaros

Elektros pavaras gamina gana daug firmų: OMRON, SIEMENS, GENERAL
ELEKTRIC (Danfoss), Baltador ir kitos.
Šiuolaikine pavara sudaryta iš dažniniam valdymui pritaikyto kintamos sroves (KS) ar
nuolatines sroves (NS) variklio, mikroprocesorinio programinio pavaros valdymo
įtaiso, jėgos keitiklio ir operatoriaus pultelio, susidedančio iš klaviatūros, 32 ženklu
vaizduoklio bei operatoriaus interfeiso, skirto pavaros parametru pakeitimui.
Mikroprocesorinis programinis pavaros valdymo įtaisas ir jėgos keitiklis (Control)
sudaro atskira bloką, prie kurio prijungiamas elektros variklio (Motor).
Šis blokas primena technologiniu įrenginiu programuojama logini valdikli PLC,
tačiau jis saavo struktūra, veikimo algoritmu ir programavimu iš esmes skiriasi nuo
PLC, todėl vadinsime elektros pavaros greičio reguliatoriumi arba tiesiog pavaros
reguliatoriumi (Control). Tokios pavaros vadinamos skaitmeninio valdymo elektros
pavaromis (Matched Performance Drive).
Šios pavaros turi labai platu pritaikymą, tame tarpe tinka ir liftams. Žinoma, kad
visoms elektros pavaroms darbo režimo nustatymai yra tie patys, nepriklausomai, kuri
firma pavara pagamino. Šios pavaros sėkmingai pakeičia relinio kontaktorinio
valdymo elektros pavaras ir visas senesnes automatinio pavarų valdymo sistemas. Šias
elektros pavaras galima valdyti teechnologiniu procesu valdikliais PLC.
Daugiausia išsamesnes technines informacijos yra apie BALTADOR firmos
išleidžiamas elektros pavaras. Reikia pastebėti, kad ir kitu firmų išleidžiamos elektros
pavaros beveik niekuo, net ir išvaizda ar parametru užprogramavimo algoritmu,
nesiskiria nuo kitu firmų elektros pavarų. BALTADOR el

lektros pavarose yra įdiegtos
visos žinomos automatinio elektros pavarų valdymo sistemos ir naujausi pilnai
valdomi puslaidininkiniai jėgos prietaisai: SCR (tiristoriai) NS pavaroms, MOSFET,
IGBT, BiPolar (Darlingtono schema) KS pavaroms. Sinusines formos variklio
valdymo įtampai sudaryti panaudojama impulsine amplitudine (PAM) ir impulsine
platumine (PWM) moduliacijos. Kintamos sroves varikliai valdomi keičiant dažni ir
šios pavaros dar vadinamos reguliuojamomis dažninėmis pavaromis (AFD).
Visose pavarose panaudotos šiuolaikines valdymo sistemos (Modern Control
System). Šių šiuolaikiniu valdymo sistemų charakteringas skirtumo požymis nuo
paprastu valdymo sistemų yra tas, kad jose nenaudojami išoriniai grįžtami ryšiai, pvz.,
nereikia prie variklio statyti greičio, sroves, magnetinio srauto, padėties davikliu. Jų
matuojamus parametrus valdymo sistema tiksliai nustato apskaičiuodama pagal
modeli, tik reikia i valdymo sistemos atminti įrašyti variklio ar valdomo objekto
tikslius paarametrus bei elementu reikšmes, todėl jos vadinamos skaitmeninio valdymo
elektros pavaromis (Math Performance Drive). Tai labai supaprastėja pavaros
konstrukcija ir yra labai patogu, nes kai kuriuos variklio ar objekto parametrus
išmatuoti yra labai sunku ar praktiškai neįmanoma.
Kai šios pavaros įjungiamos i bendra technologijos valdymo sistema, prie variklio
veleno pastatomi atitinkami davikliai su signalu keitikliais ir vadinama praplėtimo
įranga (Expansion Boards). Pirmajai šios įrangos praplėtimo grupei priklauso
davikliai, o antrajai grupei priklauso signalu, ateinančiu iš davikliu pakeitimui tam,
kad galima bu
utu davikliu signalus priimti ar perduoti kitoms technologinio proceso
valdymo sistemoms. Jei panaudojama antroji įrangos grupe, tai būtinai tenka
panaudoti pirmąja įrangos grupe.
Tokia praplėtimo įranga turi Baldor inverterines AC 15H ir 21H, vektorines AC 18H
ir 22H ir tiristorines DC 19H ir 20H serijų skaitmeninio valdymo elektros pavaros.

4.1. Tikslios kompiuterizuotos pavaros

Šiuolaikines automatines elektros pavaros – tai sudėtingi elektrotechnikos įrenginiai, jungiantys elektros mašinų, pramonines elektronikos, automatinio valdymo teorijos, kompiuterijos ir kitu mokslo bei technikos sričių elementus i vieninga visuma. Automatines elektros pavaros naudojamos ne tik pramonėje, bet ir statyboje, transporte, laivyne, aviacijoje, žemes ūkyje ir kitur. Pramonėje elektros pavaros sudaro stambiausia elektros energijos vartotoju grupe, todėl nepaprastai svarbu racionaliai parinkti pavaros tipą, jos valdymo sistemos struktūrą bei elementus, kad butu kuo geriau ir su mažiausiais energijos nuostoliais patenkintos technologinio mechanizmo ar proceso reikmes. Elektros pavaras sudaro elektromechaniniai ir kibernetiniai įtaisai, suteikiantys tam tikrus darbo judesius technologiniams mechanizmams. Šiuolaikinėms elektros pavaroms dažnai tenka ir viso technologinio mechanizmo ar proceso optimizavimo funkcijos.

Tobulinant automatines elektros pavaras, intensyviai diegiami naujausi mokslo ir technikos laimėjimai. Nauju modeliu elektros pavarų automatinio valdymo sistemos įgalina supaprastinti technologinius mechanizmus, pagerinti jų konstrukcija, atsisakyti daug metalo suvartojančių, neekonomiškų ir triukšmingų judesį perduodančių mechaniniu grandžių, pailginti vykdymo įtaisų eksploatacijos trukme, pagerinti gamybos įr

renginių operatorių darbo sąlygas. Automatinėms elektros pavaroms valdyti pakanka paprasčiausių žmogaus – operatoriaus komandų: įjungti įtaiso pavara, nustatyti reikiama režimą ar programa, išjungti pavara. Kartais ir šias komandas siunčia kitos valdymo sistemos, kompleksiškai automatizuojančios iš atskiru mechanizmu sudarytas technologines linijas, apdorojimo centrus ar pramoninius robotus.

Automatinėse elektros pavarose galima pastebėti dvi glaudžiai susijusias dalis – energetine ir informacine (žr. 1 pav.). Energetine dali sudaro galios keitiklis, variklis ir mechanine grandis. Ši dalis skirta elektros energijai paversti mechanine ir ja perduoti mechanizmui. Informacine dalis valdo ši energijos perdavimo procesą pagal mechanizmo ir pavaros kintamųjų nustatymo bei apribojimo parametrus arba veiklos optimizavimo kriterijus.

1 pav. Automatines elektros pavaros funkcine schema, kurioje užbrūkšniuota sritis gali buti perduota betarpiškam mikroprocesoriaus valdymui

Energetinėje automatiniu pavarų dalyje vyksta sudėtingi elektromechaniniai procesai. Dėl riboto inertišku mechaniniu grandžių standumo, jų “spyruokliavimo” mechaninėse grandyse atsiranda virpesiai, kurie per varikliu inkarus perduodami i varikliu ir galios keitikliu elektrines grandines. Šie reiškiniai dar labiau sustiprėja veikiant grįžtamiesiems ryšiams per informacine pavaros dali. Mechanizmo darbo judesius apibudina mechaniniai kintamieji – sukimo momentas, greitis, pagreitis, mazgu tarpusavio padėtis, mechaniniu grandžių įražos. Juos tenka stabilizuoti (apriboti) arba keisti pagal nustatyta dėsni tam tikru tikslumu. Tuo tikslu tenka reguliuoti pavaros elektrinius kintamuosius – maitinimo įtampos amplitudę, dažnį, variklio srovę, magnetinį srautą. Pa

aprasčiausias galios keitiklis — tai kontaktorius, prijungiantis varikli prie tinklo arba ji išjungiantis. Nuolatines sroves reguliuojamose elektros pavarose galios keitiklis gali buti elektros mašininis generatorius ar stiprintuvas, magnetinis stiprintuvas, valdomasis lygintuvas, impulsinis įtampos reguliatorius arba, kai galia nedidelė, elektroninis stiprintuvas. Kintamosios sroves reguliuojamose pavarose asinchroninio arba sinchroninio variklio maitinimo įtampas perduoda statiniai kintamosios sroves dažnio ir amplitudes keitikliai. Žingsniniu elektros varikliu galios keitikliams taikomi daugelio fazių galios komutatoriai. Varikliui su mechanizmu sujungti naudojamos mechanines grandys. Jos gali padidinti arba sumažinti greiti, pakeisti judėjimo pobūdį, pavyzdžiui, sukamąjį judesį pakeisti slenkamuoju. Prie mechaniniu grandžių priskirtini reduktoriai, sraigtines, krumpliastiebes ir diržines pavaros, būgnas su lynu ar juosta, svirtiniai, alkūniniai arba kumšteliniai mechanizmai.

Informacine automatines pavaros dali sudaro mechanizmo ir pavaros kintamųjų jutikliai, informacijos apdorojimo įtaisas ir energetines pavaros dalies valdymo signalų bei komandų formavimo įtaisai. Jutikliai keičia būsenos kintamųjų fizikinius dydžius juos atitinkančiais tolydiniais (analoginiais) arba diskretiniais (skaitmeniniais) signalais. Pavyzdžiui, srovės arba greičio kontrolės relės paprastose variklių paleidimo ir stabdymo sistemose, valdančios paleidimo ir stabdymo kontaktorius variklio statoriaus ar rotoriaus grandinėse; jutikliai, keičiantys tolydine nuolatine įtampa arba skaitmeniniu kodu mechanizmo judamosios dalies parametrus – padėties koordinates, sukimosi ar slinkimo greitį, velenų sūkio momentą bei variklio apvijų įtampą, srovę, dažnį, srauto stiprumą. Informacijos apdorojimo įtaise mechanizmo ir pavaros kintamieji palyginami su jų pageidaujamomis ir ribinėmis reikšmėmis. Atsižvelgiant i kintamųjų nuokrypas bei valdymo dėsni, informacijos apdorojimo įtaisas per valdymo signalu ir komandų formavimo įtaisus keičia valdymo sistemos struktūrą, reguliuoja pavaros energetinės dalies kintamuosius. Patikimai reguliuojančiose automatinėse pavarose tam tikslui naudojami įtaisai, sudaryti iš integruotųjų schemų, mikroprocesorių, atmintinių ir periferinės įrangos. Išvardyti įtaisai yra būtini bet kokio modernaus kompiuterio komponentai, tai galima užtikrintai teigti, kad kompiuteris yra neatskiriama šiuolaikines automatines elektros pavaros dalis.

Informaciniai valdymo procesai susieja informacine ir energetine pavaros dalis i vieninga elektros pavaros automatinio valdymo sistema. Sistemoje vykstantys valdymo procesai mažai priklauso arba visai nepriklauso nuo energetines dalies galios. Juos lemia galios keitiklio, variklio ir mechaninių grandžių informacines charakteristikos: perdavimo funkcijos, valdymo charakteristikos, t.y., kokie pavaros ir mechanizmo kintamieji ir kokio tipo grįžtamieji ryšiai panaudoti, kokiu dėsniu apdorojama informacija ir t.t. Atliekant valdymo sistemos statiniu ir dinaminiu savybių analize ar sinteze bei projektuojant valdymo sistemas pagal pageidaujamas gauti automatines pavaros funkcijas bei jų kokybes kriterijus, taikomi elektros pavarų ir valdymo teorijos principai ir metodai. Atskiriems valdymo sistemos įtaisams konstruoti būtinos teorines ir technologines mechanikos, pramonines elektronikos, kompiuteriu mokslo, informatikos ir metrologijos žinios. Iš to, kas pasakyta, matyti, kad norint atlikti elektromechanines sistemos savybių analize ar sinteze bei sparčiai suprojektuoti optimaliu charakteristikų valdymo sistema, būtina naudotis kompiuterine darbo stotimi (workstation) su įdiegta specializuota tyrimo, modeliavimo ir projektavimo programine įranga. Gebėjimas projektuoti, modeliuoti ir aptarnauti jutikliais ir valdikliais aprūpintas kompiuterizuotas analogines arba skaitmenines sistemas, suprasti jų elektronikos bei mechanikos darbą, yra svarbus šiuolaikinio specialisto kvalifikacinis reikalavimas.

Vadinasi, kompiuteris yra ne tik neatsiejamas elektromechaninių įtaisų valdymo sistemos komponentas, bet ir universalus įrankis projektuojant sudėtingą elektromechaninę sistema arba mokantis ja aptarnauti.

Sudėtingų sistemų fizinių savybių ir jų statinių ir dinaminių charakteristikų analize ir sinteze, pavyzdžiui, automatizuotųjų elektros pavarų varikliu parinkimas, jutikliais ir valdikliais aprūpintu automatinio valdymo sistemų veikimo algoritmu nustatymas bei elektroniniu ir mechaniniu komponentu projektavimas yra labai sunkus uždavinys. Specialiųjų kursu, pavyzdžiui, mechatronikos ir robotikos arba elektromechaninių sistemų automatizuotojo projektavimo studijavimas suteikia ta pamatinių žiniu minimumą, kuris reikalingas norinčiam greitai adaptuotis profesinėje veikloje plataus profilio specialistui, tačiau geri rezultatai gali buti pasiekti tik savarankiškai dirbant ir įtvirtinus praktikoje daugelio disciplinų žinias.

Kurdamas nauja gamini (arba esmine gaminio dali), modeliuodamas jo gamyba bei eksploatacija ir netgi reinžinerija, būsimasis specialistas veikia konkrečiu inžineriniu turiniu prisotintoje terpėje. Šiame etape nesvarbu uždavinio sudėtingumo laipsnis ir nieko blogo neatsitiks, jei atlikus patentine analize, rastasis naujas sprendimas pasirodys žinomas. Juk tai tik pradžia tos inžinerines kūrybos, kuri yra viso pasaulinio technikos progreso esme.

Kompiuteriu mokslas ir kompiuteriu sistemų taikymai yra viena yra viena iš mechatronikos sistemų projektų sudetinių dalių, turinti glaudžias sąsajas su elektromechanika ir automatinio valdymo teorija, žr. 2 pav.

2 pav. Mechaniniu, elektroniniu, kompiuteriu ir valdymo sistemu mokslu sinergetines integracijos išdavoje besivystantys taikomieji ir tampantys fundamentaliais, dalykai: elektromechanika, mechatronika, SVS, CAD ir kt.

Labai dažnai šio tipo uždaviniai yra integruoti tiek, kad neįmanoma jų priskirti vienai kokiai nors konkrečiai sričiai. Be to, modernios gamybos sąlygomis tokie sudėtingi ir brangus projektai greitai sensta. Tai reiškia, kad tradicinėmis tyrimo ir projektavimo priemonėmis šiuolaikiniame e-verslo pasaulyje laiku atnaujinti sprendimus ir užtikrinti aukšta projektu kokybe nepavyks. Problemos sprendimui nagrinėjamu atveju gali pasitarnauti visa apimantis kompiuteriu sistemų panaudojimas. Tai ir sukurtos programines įrangos taikymai bei nauju originaliu programų kūrimas, kompiuteriu tinklu ir juose funkcionuojančių grupinio darbo (teledarbo) sistemų įdiegimas, pažangiu modeliavimo metodu, tarkime, neraiškiosios logikos aplikacijos. Pavyzdžiui, neraiškioji logika panaudojama video kamerų automatiniam fokusavimui ir lęšiu judėjimui valdyti. Modernios lęšių sistemos turi nepriklausoma vaizdo mastelio keitimą bei fokusavimą. Jose nėra sudėtingų reduktorių fokusavimo išlaikymui visoje masteliu zonoje. Dabar tai daroma dviem nepriklausomais mikrovarikliais, kurie yra valdomi neraiškiosios logikos metodais, naudojant atskira mikroprocesorių (LENS U-COM). Neraiškiąja logika taip pat valdomas diafragmos atsidarymas ir baltos spalvos balansas.

4.4. Apibendrinimai

Kompiuterizuoti elektromechanikos komponentai gali buti pritaikyti praktiškai visose žmogaus veiklos srityse – nuo buitiniu prietaisu, laboratoriniu mokymo priemonių bei gamybiniu įrengimų iki kosminiu aparatu – visur, kur reikia vienos rūšies energija keisti kita, atliekančia naudinga darbą, pavaizduoti, pavyzdžiui, 9, 11, 14–17 paveikslėliuose.

Precizines mechanizmu pavaros gali buti projektuojamos įprastu būdu arba naudojant neraiškiosios logikos metodus ir genetinius algoritmus. Naujos pavaros paprastai yra valdomos mikroprocesoriaus (mikrovaldiklio), gebančio ne tik įvykdyti sudėtingus algoritmus, bet ir kaupti sistemos būsenų informacija (mokytis). Tokio tipo pavaros su dirbtinio intelekto elementais ateityje turėtų užimti dominuojančias pozicijas, pavyzdžiui, buitiniuose automatuose arba medicininiuose robotuose.

Kurdami kompleksines sistemas, pavyzdžiui, automatizuotus mechanizmus ir mašinas, projektuotojai privalo turėti gerus įgūdžius ir didžiule patirti. Supaprastinti šiuos reikalavimus galima, naudojant kompiuterines matematinio ir fizinio modeliavimo sistemas bei automatizuotojo projektavimo sistemas, kuriose, be pagrindines projektavimo funkcijos, gali buti integruota fizinio modeliavimo arba virtualaus bandomojo pavyzdžio gamybos funkcija. Pavyzdžiui, naudojant kompiuteri, sukurtos žingsninio variklio valdymo diagramos roboto organu pavaroms projektuoti, pavaizduotos 3–8 paveikslėliuose. Kompiuterio sugeneruotos diagramos padeda konstruktoriui parinkti mechanizmo pavarai naudojamo žingsninio variklio darbo rėžimą (darbo tašką).

Modeliavimas yra pagrindinis gamtos ir technikos mokslu tyrimu metodas. Informaciniu technologijų panaudojimas visose matematinio ir fizinio modeliavimo proceso stadijose žymiai paspartino ši procesą ir padare ji prieinama kiekvienam inžinieriui.

TUMPALAIKIS ELEKTROS PAVARŲ VALDYMAS
Trumpalaikis elektros pavarų valdymas yra toks valdymas, kuris užtrunka labai
palyginat trumpą laiką
• Įjungti pavarą.
• Automatiškai atjungti pavarą esant trumpam jungimui.
• Atjungti pavarą ranka.
• Atjungti pavarą esant ilgalaikiam perkrovimui (Trip).
• Dinaminis AC variklio stabdymas.
• Švelnus asinchroninio variklio paleidimas keičiant įtampą.
• Švelnus įtampos valdymas paleidžiant ir stabdant pavarą.
Pavaros prijungimui ir atjungimui bei apsaugai nuo trumpų jungimų panaudojami
automatai. http://216.239.59.104/search?q=cache:lEp95zlLbAoJ:vmc.ppf.ktu.lt/normantas/Bakalauras/kurybinisdarbas/Projektavimas10a.pdf+elektros+pavara+pdf&hl=lt&lr=lang_lt

a) Šiuolaikinės pavarų valdymo sistemos

Generalinio Elektriko GE firmos AC pavara VAT 20

Omrono firmos AC pavara SYSDRIVE 3G3FV

Siemens firmos AC elektros pavara

b) Klasikinės pavarų valdymo sistemos

Asinchroninio variklio reversinis valdymas

Asinchroninio variklio stabdymas priešjungimų

Laiptinis asinchroninio variklio paleidimas

Asinchroninio variklio valdymas reliniu kontaktiniu valdikliu

Švelnus greičio valdymas programiniu optiniu valdikliu

Variklio greičio valdymas išcentriniu poziciniu reguliatoriumi

Pavaros sistema “Pusiau valdomas tiristorinis tiltelis – nuolatinės srovės variklis”

Elektrinės pavaros garažų vartams

Vartų distancinio valdymo automatika – tai žingsnis į komfortiškesnį gyvenimą. Kelių tipų Novomatic pavaras su nuotoliniu valdymu galima pritaikyti visų tipų ir dydžių vartams.

Distancinis valdymas patogus tuo, kad vartus galima valdyti neišlipant iš automobilio – nereikia vargti atidarinėjant vartų rankomis lyjant ar sningant. Vartai atveriami sparčiai, tyliai ir lengvai, moderni automatika visiškai saugi: leisdamiesi vartai, atsirėmę į kliūtį, sustoja. Patalpos viduje norint atjungti pavarą, naudojamas specialus atjungimo mechanizmas.

Jei iš garažo nėra kito išėjimo, prie pavaros papildomai komplektuojamas avarinis atidarymas, kuris, dingus elektros srovei, leidžia atjungti pavarą iš lauko pusės.

Pavara komplektuojama su integruotu valdymu, imtuvu ir siųstuvu. Dailios formos nedideli siųstuvėliai gali siųsti net keturis valdymo impulsus, o tai reiškia, kad vienu pulteliu galima valdyti dvejus garažo vartus, kiemo vartelius ir kiemo apšvietimą.

Novomatic pavaros labai ekonomiškos – laukimo būsenoje jos sunaudoja tik 4W elektros energijos. http://216.239.59.104/search?q=cache:em17Qr7lIeMJ:www.fauga.lt/index.php%3Fshow_content_id%3D39+Elektrin%C4%97s+pavaros+valdymas&hl=lt&lr=lang_lt

www.ik.ku.lt/lessons/konspekt/mechatronika/ www.ik.ku.lt/lessons/konspekt/mechatronika/teorijos_turinys4.htm – 84k

3. ELEKTRINĖ PAVARA

3.1 Elektrinės pavaros sandara

Automobilių pavarai gerai tinka elektros varikliai, nes jų yra geros galios ir sukimo momento charakteristikos 3 pav. Elektrinės pavaros detalės pavaizduotos 4 pav.

3.2 Elektrinės pavaros veikimo principas

Elektrinė pavara energiją ima iš pavaros akumuliatorių baterijų. Srovė naudojamo elektros variklio rotoriuje ir statoriuje sukuria magnetinius laukus, kurie vienas kitą stumia ir suka rotorių. Asinchroninio variklio (5 pav.) rotoriuje magnetinio lauko susidarymas priklauso nuo statoriaus magnetinio lauko ir todėl jis atsilieka (gr. asynchron — ne tuo pačiu metu).

Norint sumažinti aktyviuosius nuostolius laiduose ir tekančios srovės stiprumą, elektros variklis maitinamas kiek galima aukštesne įtampa (maždaug iki 550 V). Stabdymo metu jis veikia kaip generatorius, o pagamintą elektros energiją atiduoda akumuliatorių baterijoms. Šis procesas dar vadinamas rekuperaciniu stabdymu.
Valdymą atlieką elektroninė valdymo sistema, kuri perjungia iš variklio režimo j generatoriaus režimą. Trūkumas — didelė šiuo metu naudojamų akumuliatorių baterijų komplektų masė ir matmenys, kurie riboja elektromobilių ridos atsargą ir mažina naudingąjį turį.

ER Elektrinė pavara

Sukimo momentas : 10.100 Nm
Maitinimas : 230 VAC, 115 VAC, 24 VAC, 24 VDC, 12 VDC
Darbinė temperatūra : -10.+800C

Apsaugos laipsnis : IP65

BERNARD Elektrinė pavara

Sukimo momentas : 35.100.000 Nm

AUMA Elektrinė pavara

Sukimo momentas : 25.250.000 Nm http://techpro.lt/index.php/pageid/163

Leave a Comment