Šiuolaikinės elektros pavaros - tai sudėtingi elektrotechnikos įrenginiai, apjungiantys elektros mašinų, pramoninės elektronikos, automatinio valdymo teorijos, kompiuterijos ir kitų mokslo bei technikos sričių elementus į vieningą visumą. Jos plačiai naudojamos ne tik pramonėje, bet ir statyboje, transporte, laivyne, aviacijoje, žemės ūkyje ir kitur. Pramonėje elektros pavaros sudaro didžiausią elektros energijos vartotojų grupę, todėl nepaprastai svarbu racionaliai parinkti pavaros tipą, jos valdymo sistemos struktūrą bei elementus, kad būtų kuo geriau ir su mažiausiais energijos nuostoliais patenkinti technologinio mechanizmo ar proceso poreikiai.
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. Naujų modelių elektros pavarų automatinio valdymo sistemos leidžia supaprastinti technologinius mechanizmus, pagerinti jų konstrukciją, atsisakyti daug metalo naudojančių, neekonomiškų ir triukšmingų judesį perduodančių mechaninių grandžių, pailginti vykdymo įtaisų eksploatacijos trukmę, pagerinti gamybos įrenginių operatorių darbo sąlygas.
Automatinėms elektros pavaroms valdyti pakanka paprasčiausių žmogaus - operatoriaus komandų: įjungti įtaiso pavarą, nustatyti reikiamą režimą ar programą, išjungti pavarą. Kartais ir šias komandas siunčia kitos valdymo sistemos, kompleksiškai automatizuojančios iš atskirų mechanizmų sudarytas technologines linijas, apdorojimo centrus ar pramoninius robotus.
Pagrindinės elektros pavaros dalys
Automatinėse elektros pavarose galima pastebėti dvi glaudžiai susijusias dalis - energetinę ir informacinę. Energetinę dalį sudaro galios keitiklis, variklis ir mechaninė grandis. Ši dalis skirta elektros energijai paversti mechanine ir ja perduoti mechanizmui. Informacinė dalis valdo šį energijos perdavimo procesą pagal mechanizmo ir pavaros kintamųjų nustatymo bei apribojimo parametrus arba veiklos optimizavimo kriterijus.
Energetinėje automatinių pavarų dalyje vyksta sudėtingi elektromechaniniai procesai. Dėl riboto inertiškų mechaninių grandžių standumo, jų “spyruokliavimo” mechaninėse grandyse atsiranda virpesiai, kurie per variklių inkarus perduodami į variklių ir galios keitiklių elektrines grandines. Šie reiškiniai dar labiau sustiprėja veikiant grįžtamiesiems ryšiams per informacinę pavaros dalį.
Mechanizmo darbo judesius apibūdina mechaniniai kintamieji - sukimo momentas, greitis, pagreitis, mazgų tarpusavio padėtis, mechaninių grandžių įražos. Juos tenka stabilizuoti (apriboti) arba keisti pagal nustatytą dėsnį tam tikru tikslumu. Tuo tikslu tenka reguliuoti pavaros elektrinius kintamuosius - maitinimo įtampos amplitudę, dažnį, variklio srovę, magnetinį srautą.
Paprasčiausias galios keitiklis - tai kontaktorius, prijungiantis variklį prie tinklo arba jį išjungiantis. Nuolatinės srovės reguliuojamose elektros pavarose galios keitiklis gali būti elektros mašininis generatorius ar stiprintuvas, magnetinis stiprintuvas, valdomasis lygintuvas, impulsinis įtampos reguliatorius arba, kai galia nedidelė, elektroninis stiprintuvas. Kintamosios srovės reguliuojamose pavarose asinchroninio arba sinchroninio variklio maitinimo įtampas perduoda statiniai kintamosios srovės dažnio ir amplitudės keitikliai. Žingsninio elektros variklių galios keitikliams taikomi daugių fazių galios komutatoriai.
Varikliui su mechanizmu sujungti naudojamos mechaninės grandys. Jos gali padidinti arba sumažinti greitį, pakeisti judėjimo pobūdį, pavyzdžiui, sukamąjį judesį pakeisti slenkamuoju. Prie mechaninių grandžių priskirtini reduktoriai, sraigtinės, krumpliastiebinės ir diržinės pavaros, būgnas su lynu ar juosta, svirtiniai, alkūniniai arba kumšteliniai mechanizmai.
Informacinė dalis ir valdymo sistemos
Informacinę automatinių pavarų dalį sudaro mechanizmo ir pavaros kintamųjų jutikliai, informacijos apdorojimo įtaisas ir energetinės pavaros dalies valdymo signalų bei komandų formavimo įtaisai. Jutikliai keičia būsenos kintamųjų fizikinius dydžius jiems atitinkančiais tolydiniais (analoginais) 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 į kintamųjų nuokrypius bei valdymo dėsnį, informacijos apdorojimo įtaisas per valdymo signalų 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, todėl galima teigti, kad kompiuteris yra neatskiriama šiuolaikinės automatinės elektros pavaros dalis.
Informaciniai valdymo procesai susieja informacinę ir energetinę pavaros dalis į vieningą elektros pavaros automatinio valdymo sistemą. Sistemoje vykstantys valdymo procesai mažai priklauso arba visai nepriklauso nuo energetinės dalies galios. Juos lemia galios keitiklio, variklio ir mechaninių grandžių informacinės 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 statinių ir dinaminių savybių analizę ar sintezę bei projektuojant valdymo sistemas pagal pageidaujamas gauti automatines pavaros funkcijas bei jų kokybės kriterijus, taikomi elektros pavarų ir valdymo teorijos principai ir metodai.
Atskirų valdymo sistemos įtaisų konstruoti būtinos teorinės ir technologinės mechanikos, pramoninės elektronikos, kompiuterių mokslo, informatikos ir metrologijos žinios. Iš to, kas pasakyta, matyti, kad norint atlikti elektromechaninės sistemos savybių analizę ar sintezę bei sparčiai suprojektuoti optimalių charakteristikų valdymo sistemą, 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 sistemą arba mokantis ją aptarnauti.
11 Grindinio šildymo kolektoriaus žiedų nustatymas
Skaitmeninio valdymo elektros pavaros
Skaitmeninio valdymo elektros pavaros (Matched Performance Drive) turi labai platų pritaikymą, tame tarpe tinka ir liftams. Žinoma, kad visoms elektros pavaroms darbo režimo nustatymai yra tie patys, nepriklausomai, kuri firma pavarą pagamino. Šios pavaros sėkmingai pakeičia relinio kontaktorinio valdymo elektros pavaras ir visas senesnes automatinio pavarų valdymo sistemas. Šias elektros pavaras galima valdyti technologiniu procesu valdikliais PLC.
BALTADOR elektros pavarose yra įdiegtos visos žinomos automatinio elektros pavarų valdymo sistemos ir naujausi pilnai valdomi puslaidininkiniai jėgos prietaisai: SCR (tiristoriai) nuolatinės srovės pavaroms, MOSFET, IGBT, BiPolar (Darlingtono schema) kintamos srovės pavaroms. Sinusinės formos variklio valdymo įtampai sudaryti panaudojama impulsine amplitudine (PAM) ir impulsine platumine (PWM) moduliacijos. Kintamos srovės varikliai valdomi keičiant dažnį ir šios pavaros dar vadinamos reguliuojamomis dažninėmis pavaromis (AFD).
Visose pavarose panaudotos šiuolaikinės valdymo sistemos (Modern Control System). Šių šiuolaikinių valdymo sistemų charakteringas skirtumo požymis nuo paprastų valdymo sistemų yra tas, kad jose nenaudojami išoriniai grįžtamieji ryšiai, pvz., nereikia prie variklio statyti greičio, srovės, magnetinio srauto, padėties daviklių. Jų matuojamus parametrus valdymo sistema tiksliai nustato apskaičiuodama pagal modelį, tik reikia į valdymo sistemos atmintį įrašyti variklio ar valdomo objekto tikslius parametrus bei elementų reikšmes, todėl jos vadinamos skaitmeninio valdymo elektros pavaromis (Math Performance Drive).
Tai labai supaprastina pavaros konstrukciją ir yra labai patogu, nes kai kuriuos variklio ar objekto parametrus išmatuoti yra labai sunku ar praktiškai neįmanoma. Kai šios pavaros įjungiamos į bendrą technologijos valdymo sistemą, prie variklio veleno pastatomi atitinkami davikliai su signalų keitikliais ir vadinama praplėtimo įranga (Expansion Boards). Pirmajai šios įrangos praplėtimo grupei priklauso davikliai, o antrajai grupei priklauso signalų, ateinančių iš daviklių, pakeitimui tam, kad galima būtų daviklių signalus priimti ar perduoti kitoms technologinio proceso valdymo sistemoms. Jei panaudojama antroji įrangos grupė, tai būtinai tenka panaudoti pirmąją įrangos grupę. 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.
Lauko temperatūros daviklio pajungimas ir ypatumai
Lauko temperatūros daviklis dažniausiai jungiamas dvigysliu laidu. Montavimo vieta lauke turėtų būti visada pavėsyje, kad nepatektų saulės spinduliai. Todėl šiaurinė pastato pusė tam ypač tinka. Jo prijungimo kontaktai turi būti nurodyti katilo elektrinėje schemoje, arba kreipkitės į serviso meistrą. Lauko daviklio vieta turi būti apie 2 m nuo žemės paviršiaus ir šiek tiek toliau nuo sienos kampų bei langų, kas taip pat gali iškreipti daviklio rodmenis.
Visada reikia žiūrėti ir vadovautis katilo montavimo instrukcija. Priklausomai nuo gamintojo, į katilo valdiklio lauko daviklio prijungimo gnybtus. Paprastai tai būna dviejų gyslų kabelis. Gyslų skerspjūvio plotas nurodomas gamintojo ir, priklausomai nuo atstumo, gali būti 0,5-1,5 mm2.
NTC jutikliai - tai termistoriai, kurių varža mažėja kylant temperatūrai. Svarbi ne tik varža prie 25 laipsnių, bet ir charakteristikos stabilumas. Kadangi daviklis yra lauke, jis veikia tiesiogiai su aplinkos temperatūra. Jei daviklis sugedęs, vienintelis logiškas sprendimas - keisti nauju. Jei bandote pajungti daviklį nuo kitos mašinos, turi sutapti termovaržų parametrai. Kad sutampa fiškės, dar ne rodiklis, kad smegenys su davikliu normaliai susišnekės. Laisvai įmanoma, kad esant +20C, "pritaikytas" daviklis ir rodys +20, o esant 0C, dėl gaunamo klaidingo signalo skydelyje rodys pvz. -10C. Turi atitikti temperatūros ir varžos parametrai prie įvairių temperatūrų.
Lauko daviklis reikalingas tam, kad vėstant lauko temperatūrai, sistema galėtų pasiruošti - pasikelti šilumos nešiojo temperatūrą. Pvz., prie -10C lauko temperatūros į grindis buvo paduodama +26C, o į radiatorius +40C, tai prie -15C į grindis pasiduos +28C, o į radiatorius +45C..
Kai kuriais atvejais, po generatoriaus apvijų sudegimo ir akumuliatoriaus atjungimo, lauko temperatūros daviklis pradeda rodyti teisingai. Tai gali reikšti, kad ankstesni rodmenys buvo iškreipti dėl elektrinės sistemos sutrikimų.
Kai kurios modernios sistemos leidžia valdyti termostatą per mobilųjį telefoną, net ir ne būnant namuose, pasinaudojant bevieliu ryšiu ir mobiliuoju internetu. Termostatas prisijungia prie gamintojo serverio, kuris periodiškai atnaujina informaciją apie prietaiso būseną ir tikrina, ar nėra jam skirtų komandų iš programėlės.
Svarbu: Kondensaciniuose katiluose daviklius galima naudoti tik tos pačios firmos kaip katilas - nes jie dirba varžos metodu. Jei jungiamas su laidu, tai kitaip ir nepajungsi. Paimsite kito gamintojo daviklius - skirsis varžos, rodys klaidą. Lauko daviklis - kad paskaičiuoti paduodamo vandens temperatūrą, pereinančią žiemos-vasaros temperatūrą. Kambario daviklis - kad katilas išsijungtų, kai pasiekiama norima kambario temperatūra.
