Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Анализ схемы управления ЭП вращения АС РЛС 1Л13

2. Поиск путей реализации схемы управления электроприводами

3. Выбор схемы управления ЭП вращения РЛС 1Л13

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Основные понятия об антенной системе

Антенны являются наиболее «выдающейся» (во всех отношениях) и эффектной частью земных станций спутниковой связи. Параболическая антенна стала символом, своеобразной визитной карточкой именно спутниковой связи (несмотря на то что такие антенны используются и в других видах связи). И как только не называют параболические антенны ЗС в разговорах и нетехнических изданиях - «тарелка», «чашка», «блюдце».

Во многом такое внимание к антенне оправданно - она непосредственно «контактирует» с электромагнитными полями, в огромном количестве невидимо распространяющимися в пространстве вокруг нас (РРЛ, мобильная связь, радиосвязь, спутниковая связь и еще много-много различных излучений) и только она выделяет из всего этого многообразия излучений нужное нам.

Основная функция и классификация антенн

Основной функцией любой антенной системы (АС) является преобразование электромагнитных волн в электрические токи и напряжения и обратно. Классифицировать АС можно по различным параметрам и даже, как мы далее увидим, по пропускной способности. С точки зрения потребительских свойств антенных систем наиболее информативными являются внешние параметры антенн, по которым пользователь может выбрать необходимую себе модель антенны: -рабочий диапазон частот - один частотный диапазон (например, С или Ku) и совмещенный диапазон частот (например, C и Ku); -тип - приемная/передающая/ приемопередающая; -количество рабочих входов/выходов облучающей системы - двухпортовые, четырехпортовые, многопортовые; -наличие системы наведения (автосопровождения) - присутствует/отсутствует. Иногда к этим требованиям могут быть добавлены: -расположение облучающей системы относительно рефлектора - прямофокусные/офсетные (часто в тех случаях, когда заказчик желает избавиться от скопления снега и дождя на рефлекторе антенны); -наличие системы антиобледенения - присутствует/отсутствует; -тип опорно-поворотного устройства (ОПУ) - с азимутально-угломестной или полярной подвеской. Для технического специалиста к данной классификации добавляются: -тип облучающей системы - однозеркальная/двухзеркальная/ трехзеркальная; -тип контррефлектора - Кассегрена или Грегори. Отдельным классом можно выделить АС для транспортируемых (переносимых и перевозимых) станций спутниковой связи. К особенностям данного класса антенн относятся: -минимальные габаритно-массовые характеристики; - минимальное время развертывания; -автоматическое развертывание и наведение на ИСЗ (в некоторых случаях). Интересно посмотреть классификацию антенн, просматривающуюся в работах 1980-х гг., а именно, в известной книге «Антенные системы земных станций спутниковой связи». Здесь в описании различных типов антенн в неявной форме задана следующая классификация: -с большой пропускной способностью - с диаметрами рефлекторов 32, 25 и 19 м; -со средней пропускной способностью - с диаметрами рефлекторов 12, 9 и 7 м; -с малой пропускной способностью - с диаметрами рефлекторов 5 и 4,5 м. Кстати, основным лейтмотивом указанной книги является рассмотрение возможности максимального увеличения диаметра зеркала антенны и ограничения, с этим связанные (по точности изготовления рефлектора, точности наведения, технологии изготовления ОПУ и др.). Сейчас время настолько ушло вперед, что антеннами с «малой пропускной способностью» для 1985 г. оснащают телепорты. Изучая антенные системы, все, несомненно, не обошли вниманием книги Сазонова Д.М. [3], а из последних изданий - замечательную книгу Фролова О.П., которая, в отличие от ее предшественников, максимально приближена к работе реального инженера спутниковой связи и написана в новой для России форме изложения и подачи материала. В настоящее время сложилось в основном следующее разделение АС по группам в зависимости от диаметра рефлектора: -диаметр 1,2, 1,8 и 2,4 м - в составе периферийных земных станций (терминалов) систем VSAT; -диаметр 2,4, 3,7 и 4,5 м - в составе земных станций (ЗС) корпоративных сетей, ЗС «подъема» телевизионных и радиовещательных сигналов, для организации закрепленных направлений связи; -диаметр 4,5, 6,3, 7,2, 9,3 и 12 м - в составе центральных земных станций (hub-станций), ЗС измерения и контроля, специальных ЗС.

Радиолокационная система, содержит антенный блок, последовательно соединенный посредством бесконтактного вращательного перехода с СВЧ трактом, передающим модулем и приемным модулем, имеющим в своем составе блок связи и синхронизации и компьютерный индикатор с платой радар-процессора. Антенна содержит щелевой излучатель, установленный с зазором относительно стенок формирующего рупора. Зазор заполнен диэлектриком. На выходе рупора размещен печатный поляризационный фильтр, между которым и зеркальным отражателем размещен вращатель поляризации. Передающий модуль генерирует импульсные сигналы миллиметрового диапазона длин волн, длительность которых находится в пределах 0,035 - 2,0 мкс, и синхронизирующие импульсные сигналы, задний фронт которых совпадает с передним фронтом сигналов, отраженных от цели и принятых и обработанных приемным модулем, который содержит малошумящий входной усилитель и дополнительный канал автоподстройки частоты с отдельным смесителем, при этом блок связи и синхронизации снабжен последовательным каналом связи, соединенным посредством блока сопряжения и коммутации с компьютерным индикатором и соединен с передающим и приемным модулями. Технический результат заключается в повышении разрешения системы по дальности и угловой координате и помехоустойчивости. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Анализ схемы управления ЭП вращения АС РЛС 1Л13

Общее описание РЛС 1Л13 «Небо-СВ»

История создания

Подвижная двухкоординатная РЛС кругового обзора метрового диапазона "Небо-СВ" (1Л13) предназначалась для обнаружения, опознавания воздушных целей и выдачи их координат (дальности и азимута) на сопрягаемые с ней пункты обработки РЛИ (пункты управления) радиолокационеных рот (постов) ПОРИ-П1 из состава радиотехнических бригад и батальонов и КП зенитных ракетных бригад войск ПВО СВ. Предполагалось также использовать эту станцию в ВВС и в Войсках ПВО (страны).

Разработка РЛС КО "Небо-СВ" проводилась в соответствии с Решением Государственной комиссии СМ СССР по военно-промышленным вопросам от 27 августа 1981 г. по ТТЗ ГРАУ МО и дополнению к нему.

Эти ТТЗ разрабатывали сотрудники ГРАУ и 3 НИИ МО Д. И. Носов, А. П. Горин, Ю. Г. Сизов, С. Ф. Снопко, П. 3. Белоногов и другие с участием сотрудников Управления начальника войск ПВО СВ.

Разработчиком РЛС "Небо-СВ" являлся Горьковский научно-исследовательский институт радиотехники (ГНИИРТ) Минрадиопрома (главный конструктор станции И. Г. Крылов).

Состав

РЛС 1Л13 представляла собой подвижную когерентно-импульсную радиолокационную станцию, размещенную на четырех транспортных единицах (три автомобиля типа "Урал" и прицеп типа 2-ПН-4М).

На первом автомобиле (кабина АП) была размещена приемо-передающая аппаратура, аппаратура защиты от помех, индикаторная аппаратура, аппаратура автосъема и передачи РЛИ, имитации, связи и документирования, сопряжения с потребителями РЛИ, функционального контроля и непрерывной диагностики, аппаратура НРЗ (кроме антенно-поворотного устройства), источники вторичного питания и аппаратура жизнеобеспечения. На втором автомобиле (кабина АПУ) было размещено антенно-поворотное устройство (АПУ) РЛС. На третьем автомобиле размещалась серийная дизельная электростанция типа ЭД2хЗО-Т230П-ЗРА. АПУ НРЗ и кабели сопряжения располагались на указанном прицепе, который буксировался первым или третьим автомобилем. РЛС могла доукомплектовываться двумя выносными индикаторами кругового обзора и кабелями сопряжения с потребителями РЛИ.

Антенная система РЛС состояла из основной антенны, представлявшей собой плоскую эквидистантную решетку из 72 излучателей, и дополнительной трехэлементной решетки, установленной с обратной стороны основной антенны. В основной антенной решетке имелось шесть пассивно сформированных фрагментов, соединенных с антенными коммутаторами. Эхо-сигналы, принятые фрагментами решетки, через антенные коммутаторы поступали на широкополосные усилители высокой частоты, а затем на диаграммообразующую схему (ДОС), где соответствующим сложением сигналов шести фрагментов основной решетки формировался основной и два компенсационных канала для защиты РЛС от активных шумовых помех (АШП) по боковым лепесткам ДНА. Третий компенсационный канал для защиты от АШП со стороны задней полусферы формировался с помощью дополнительной (задней) антенны.

Сигналы с выходов ДОС через токосъемник, систему усиления, преобразования частоты и устройство нормирования динамического диапазона помех поступали на трехканальный автокомпенсатор АШП и через компенсатор - на аппаратуру индикации помеховой обстановки. Заданная для станции зона обзора в угломестной плоскости обеспечивалась путем оперативного электромеханического наклона антенной решетки в вертикальной плоскости на фиксированные углы - 0, +9 и +13°. Основной режим работы - наклон антенны под углом +9°.

Передающая система РЛС состояла из возбудителя, предварительного широкополосного усилителя (ПШУ), модулятора и мощного широкополосного усилителя (МШУ). В возбудителе производилось преобразование эталонного сигнала фиксированной длительности, манипулированного кодом Баркера, с промежуточной частоты на одну из рабочих частот РЛС. Выходной сигнал возбудителя усиливался в ПШУ, а затем в МШУ. МШУ был выполнен на широкополосном эндотроне. В РЛС было установлено два эндотрона - основной и резервный. Время переключения с основного эндотрона на резервный - 8 мин. Было возможно экстренно осуществить переключение за 3 мин.

С выхода автокомпенсатора АШП сигналы в аналоговом виде поступали на два (синфазный и квадратурный) фазовых детектора и два аналого-цифровых преобразователя (АЦП). Преобразованные в цифровую форму сигналы поступали в аппаратуру СДЦ и далее в аппаратуру оптимальной фильтрации, где обеспечивалось сжатие полезного сигнала до длительности одного кванта (3,3 мкс), и затем в некогеретный накопитель.

Аппаратура СДЦ была выполнена на базе цифрового режекторного фильтра с устройством автокомпенсации доплеровского сдвига частоты пассивной помехи на входе фильтра. На выходе фильтра по данным схемы межобзорного картографирования помех осуществлялась автоматическая стабилизация уровня ложных тревог.

С некогерентного накопителя сигналы поступали в систему автосъема информации, а через АЦП ~ на индикатор кругового обзора (ИКО).

В состав системы автосъема входили устройство первичной обработки сигналов, спецвычислитель, устройство стробирования, аппаратура сопряжения с потребителями РЛИ и телекодового обмена цифровой информацией между РЛС и этими потребителями (ПОРИ-П1 и др.). Эта система осуществляла измерение и кодирование координат целей с учетом их высоты (угла места), получаемой от сопряженного со станцией радиовысотомера (ПРВ-13, ПРВ-16, ПРВ-17) и выдавала их потребителям и на ИКО, два из которых были выносными. В РЛС 1Л13 были реализованы следующие виды съема информации: визуальный - по координатной сетке ИКО, ручной - с использованием маркера, полуавтоматический - с замещением координат маркера на ближайшую контрольную точку автомата и автоматический.

Имитатор станции позволял производить тренировки расчета РЛС, формируя сигналы до 20 своих и чужих целей, сигналы опознавания и различные виды помех.

Аппаратура опознавания состояла из серийно выпускаемого НРЗ с антенно-поворотным устройством также от серийного запросчика.

При импульсной мощности 120 кВт, чувствительности приемника -103 дБ/Вт и ширине ДНА по азимуту 6° РЛС 1Л13 обеспечивала в режиме "Основной луч" (при угле наклона антенны 9°) обнаружение самолета-истребителя в беспомеховой обстановке с вероятностью 0,8 в зоне с границами: по дальности: на высотах: 100 м .-. 22,5-27,5 км; 500 м - 45-57 км; 10000 м - 236-273 м; 27000 м- 335-425 км; по азимуту - 360°; по углу места- 25-29°; по высоте (без провалов) - от 23 до 42,5 км.

В режиме "Нижний луч" (при угле наклона антенны 0°) дальность обнаружения цели под малыми углами места возрастала до 29 км на высоте 100 м и до 278 км на высоте 10000 м.

В режиме "Верхний луч" (при наклоне антенны на 13°) обеспечивалось увеличение верхней границы зоны обнаружения по углу места до 30'.

При воздействии на станцию активных шумовых, пассивных и комбинированных помех заданных уровней дальность действия РЛС по цели на высоте 10000 м не снижалась более чем до 200 км. В станции обеспечивалась поимпульсная перестройка рабочей частоты при воздействии прицельных помех.

Коэффициент подпомеховой видимости цели на фоне отражений от местных предметов составлял не менее 50 дБ.

Среднеквадратические ошибки измерения координат цели не превышали 600 м по дальности и 1° по азимуту. Ошибки измерения угла места (высоты) цели определялись точностью сопряженного с РЛС радиовысотомера.

Разрешающая способность станции на расстоянии более 50 км составляла по дальности не более 1000 м и по азимуту 6°. По углу места (высоте) цели разрешались в соответствии с возможностями сопряженных со станцией радиовысотомеров.

Период кругового обзора станции составлял 10 с или 20 с. В режиме автосъема информация могла быть получена не менее чем о 50 целях.

Время развертывания станции составляло 40 мин, а время включения при работающей электростанции - 3 мин.

Боевой расчет станции состоял из 6 чел.

Испытания

Указанные ТТХ станции "Небо-СВ", соответствующие требованиям к ней, были подтверждены результатами государственных полигонных испытаний станции на Донгузском полигоне (начальник полигона А. И. Черпита, его заместитель О. П. Сябрюк, начальник ведущего отдела Г. В. Ивасенко) в январе-июне 1985 г.

Этими испытаниями руководила комиссия, которую возглавлял Г. Г. Павличенко. В комиссию входили А. П. Горин, В. Е. Батанов, П. 3. Белоногов, С. С. Скрынников, И. Г. Крылов, М. А. Медов и другие представители МО СССР и промышленности.

В анализе результатов испытаний участвовали сотрудники полигона, промышленности, 3 НИИ МО, научно-исследовательских учреждений и учебных заведений войск ПВО СВ и Войск ПВО (страны), ВВС.

Комиссия рекомендовала принять РЛС "Небо-СВ" на вооружение Советской Армии и внедрить ее в серийное производство.

Принятие на вооружение

В 1986 г станция 1Л13 была принята на вооружение войск ПВО СВ, Войск ПВО и ВВС.

Серийное производство станции было организовано в Производственном объединении "Горьковский телевизионный завод" (АО "НИТЕЛ" в настоящее время) Минрадиопрома.

В создание достаточно совершенной и мобильной РЛС дежурного режима "Небо-СВ", используемой в трех видах Вооруженных Сил нашей страны, вложен большой труд инженеров и конструкторов ГНИИРТ, которых возглавлял И. Г. Крылов. Наибольший вклад в создание станции внесли сотрудники этого института Е. П. Корякин, М. А. Медов, М. А. Островский, Л. А. Рожанский, В. А. Лазарев и другие.

Разработке этой станции содействовало военно-научное сопровождение ее сотрудниками 3 НИИ МО Ю. Г. Сизовым, С. Ф. Снопко, П. 3. Белоноговым.

Станция "Небо-СВ" стала основным средством разведки воздушного противника в ПВО СВ, образуя дежурное радиолокационное поле в оперативном звене войсковой ПВО. Высокие боевые и эксплуатационные характеристики этой станции неоднократно подтверждались на различных учениях и при несении боевых дежурств формированиями ПВО СВ в составе групп наших войск за рубежами бывшего СССР. Современные элементная база и технические решения, заложенные в станцию, в сочетании с указанными ТТХ РЛС 1Л13 позволяли станции быть конкурентоспособной с зарубежными станциями подобного назначения.

Тактико-технические данные

РЛС	1Л13
Дальность обнаружения, км:
- на предельно малой высоте	радиогоризонт
- максимальная	330 (360)
Предел работы по скорости, км/ч	без ограничений
Предел работы по высоте, км	40
Частота вращения антенны, об/мин	6
Время развертывания, мин	40
Потребляемая мощность, кВт	29
Расчет, чел.	6

2. Поиск путей реализации управления электроприводами

Электрический привод (сокращённо - электропривод) - это электромеханическая система для приведения в движение исполнительных механизмов рабочих машин и управления этим движением в целях осуществления технологического процесса. Современный электропривод - это совокупность множества электромашин, аппаратов и систем управления ими. Он является основным потребителем электрической энергии (до 60%) и главным источником механической энергии в промышленности.

Определение по ГОСТу Р 50369-92 Электропривод - электромеханическая система, состоящая из преобразователей электрической энергии, электромеханических и механических преобразователей, управляющих и информационных устройств и устройств сопряжения с внешними электрическими, механическими, управляющими и информационными системами, предназначенная для приведения в движение исполнительных органов рабочей машины и управления этим движением в целях осуществления технологического процесса.

Как видно из определения, исполнительный орган в состав привода не входит. Однако, авторы авторитетных учебников включают исполнительный орган в состав электропривода. Это противоречие объясняется тем, что при проектировании электропривода необходимо учитывать величину и характер изменения механической нагрузки на валу электродвигателя, которые определяются параметрами исполнительного органа. При невозможности реализации прямого привода электродвигатель приводит исполнительный орган в движение через кинематическую передачу. КПД, передаточное число и пульсации, вносимые кинематической передачей также учитываются при проектировании электропривода.

Характеристики привода

Статические характеристики

Под статическими характеристиками чаще всего подразумеваются электромеханическая и механическая характеристика.

Механическая характеристика

Механическая характеристика - это зависимость угловой скорости вращения вала от электромагнитного момента M (или от момента сопротивления Mc). Механические характеристики являются очень удобным и полезным инструментом при анализе статических и динамических режимов электропривода.

Электромеханическая характеристика двигателя

Электромеханическая характеристика - это зависимость угловой скорости вращения вала щ от тока I.

Динамическая характеристика

Динамическая характеристика электропривода - это зависимость между мгновенными значениями двух координат электропривода для одного и того же момента времени переходного режима работы.

Функциональная схема электропривода

Функциональные элементы:

Регулятор (Р) предназначен для управления процессами, протекающими в электроприводе.

Электрический преобразователь (ЭП) предназначен для преобразования электрической энергии сети в регулируемое напряжение постоянного или переменного тока.

Электромеханический преобразователь (ЭМП) -- двигатель, предназначен для преобразования электрической энергии в механическую.

Механический преобразователь (МП) может изменять скорость вращения двигателя, а также характер движения (с поступательного на вращательное или с вращательного на поступательное).

Упр - управляющее воздействие.

ИО - исполнительный орган.

Функциональные части:

Силовая часть или электропривод с разомкнутой системой регулирования.

Механическая часть.

Система управления электропривода.

Классификация электроприводов

По количеству и связи исполнительных, рабочих органов.

с Индивидуальный, в котором рабочий исполнительный орган приводится одним самостоятельным двигателем, приводом.

с Групповой, в котором один двигатель приводит в действие исполнительные органы РМ или несколько органов одной РМ.

с Взаимосвязанный, в котором два или несколько ЭМП или ЭП электрически или механически связаны между собой с целью поддержания заданного соотношения или равенства скоростей, или нагрузок, или положения исполнительных органов РМ.

с Многодвигательный, в котором взаимосвязанные ЭП, ЭМП обеспечивают работу сложного механизма или работу на общий вал.

с Электрический вал, взаимосвязанный ЭП, в котором для постоянства скоростей РМ, не имеющих механических связей, используется электрическая связь двух или нескольких ЭМП.

По типу управления и задаче управления.

с Автоматизированный ЭП, управляемый путём автоматического регулирования параметров и величин.

с Программно-управляемый ЭП, функционирующий через посредство специализированной управляющей вычислительной машины в соответствии с заданной программой.

с Следящий ЭП, автоматически отрабатывающий перемещение исполнительного органа РМ с заданной точностью в соответствии с произвольно меняющимся сигналом управления.

с Позиционный ЭП, автоматически регулирующий положение исполнительного органа РМ.

с Адаптивный ЭП, автоматически избирающий структуру или параметры устройства управления с целью установления оптимального режима работы.

По характеру движения.

с ЭП с вращательным движением.

с Линейный ЭП с линейными двигателями.

с Дискретный ЭП с ЭМП, подвижные части которого в установившемся режиме находятся в состоянии дискретного движения.

По наличию и характеру передаточного устройства.

с Редукторный ЭП с редуктором или мультипликатором.

с Электрогидравлический с передаточным гидравлическим устройством.

с Магнитогидродинамический ЭП с преобразованием электрической энергии в энергию движения токопроводящей жидкости.

По роду тока.

с Переменного тока.

с Постоянного тока.

По степени важности выполняемых операций.

с Главный ЭП, обеспечивающий главное движение или главную операцию (в многодвигательных ЭП).

с Вспомогательный ЭП.

Подбор электродвигателя

Качество работы современного электропривода во многом определяется правильным выбором используемого ,электрического двигателя, обеспечивает продолжительную надёжную работу электропривода и высокую эффективность технологических и производственных процессов в промышленности, на транспорте, в строительстве и других областях.

При выборе электрического двигателя для привода производственного механизма руководствуются следующими рекомендациями:

с Исходя из технологических требований, производят выбор электрического двигателя по его техническим характеристикам (по роду тока, номинальным напряжению и мощности, частоте вращения, виду механической характеристики, продолжительности включения, перегрузочной способности, пусковым, регулировочным и тормозным свойствами др.), а также конструктивное исполнение двигателя по способу монтажа и крепления.

с Исходя из экономических соображений, выбирают наиболее простой, экономичный и надёжный в эксплуатации двигатель, не требующий высоких эксплуатационных расходов и имеющий наименьшие габариты, массу и стоимость.

с Исходя из условий окружающей среды, в которых будет работать двигатель, а также из требований безопасности работы во взрывоопасной среде, выбирают конструктивное исполнение двигателя по способу защиты.

Правильный выбор типа, исполнения и мощности электрического двигателя определяет не только безопасность, надёжность и экономичность работы и длительность срока службы двигателя, но и технико-экономические показатели всего электропривода в целом. Алгоритм выбора электроприводы), большую часть рабочего цикла двигатель работает на естественной характеристике и только относительно небольшое время работает на искусственной характеристике, обычно на пониженной частоте вращения. В этом случае потери электроэнергии на искусственной характеристике сравнительно невелики, так как мало время работы на ней. Поэтому здесь можно применять простые и дешёвые способы регулирования, даже если они вызывают повышенные потери мощности в обмотках. Поэтому, благодаря простоте реализации метода регулирования скорости путём изменения сопротивления в цепи ротора, такие электроприводы нашли наиболее широкое применение в крановых системах, и сейчас составляют основную часть находящихся в эксплуатации и выпускаемых промышленностью электроприводов. В то же время растет число электроприводов с плавным регулированием скорости, в первую очередь к ним относятся электроприводы по системам "тиристорный преобразователь - двигатель постоянного тока" (ТП-Д) и "преобразователь частоты - асинхронный двигатель" (ПЧ-АД).

Основными типами электродвигателей, которые используются для привода производственных механизмов с регулируемой скоростью движения рабочего органа, являются двигатели постоянного тока и асинхронные с короткозамкнутым или фазным ротором.

Наиболее просто требуемые искусственные характеристики получаются у двигателей постоянного тока, поэтому до недавнего времени они преимущественно и находили применение для регулируемых электроприводов.

С другой стороны, асинхронные двигатели, уступая двигателям постоянного тока по возможностям регулирования частоты вращения, по сравнению с последними проще в изготовлении и эксплуатации и имеют относительно меньшие массу, размеры и стоимость. Именно эти отличительные свойства асинхронных двигателей определили их главенствующее использование в промышленном нерегулируемом электроприводе. В настоящее время двигатели постоянного тока вытесняются короткозамкнутыми асинхронными двигателями с преобразователями частоты, а также синхронными двигателями с постоянными магнитами на роторе и шаговыми.

Принципы построения схемы управления электроприводом переменного тока

Трехфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором в наибольшей степени удовлетворяет требованиям эксплуатационной надежности электроприводов, так как он является бесконтактным и коммутация его рабочей цепи не сопровождается высокими переходными токами и напряжениями. Однако такой вид подключения к сети в нашей стране не получил столь широкого распространения как двигатель постоянного тока с последовательным возбуждением. Одна из основных причин этого заключается в том, что схемы управления трехфазным двигателем существенно превышают по расходу кабеля или аппаратурным затратам типовую двухпроводную схему управления электроприводом постоянного тока. Наиболее близка к двухпроводной схеме по технико-экономическим показателям и алгоритму трехпроводная схема управления электроприводом с трехфазным двигателем, имеющая местное реверсирование.

Рабочая и контрольная цепи схемы (рис. 4.28, а) содержат фазо-контрольное устройство ФК для блокировки пускового реле НПС по рабочему току, узел контроля К и положения стрелки, фазочувствительное реверсирующее реле ФЧ, электропривод СП с автопереключателем АП, источник трехфазного напряжения С1Ф--СЗФ. Расчеты кабельных линий показывают, что благодаря большей дальности управления без дублирования кабельных жил данная схема по расходу кабеля находится на уровне предельно экономичной двухпроводной схемы.

Но она содержит большее число приборов, а также реверсирующее реле с открытой контактной системой, работающее в эксплуатируемых условиях, что является основной причиной, сдерживающей ее широкое применение. Однако имеется принципиальная возможность построения трехпроводной схемы без реверсирующего реле, т. е. с центральным реверсированием. Для совмещения рабочей и контрольной цепей в такой схеме применяют силовой диод VD, включенный в один из линейных проводов для выполнения контрольных функций (рис. 4.28, б). Возможно также использование трех батарей конденсаторов С1--СЗ, устраняющих замыкание постоянной составляющей контрольного тока через обмотки электродвигателя и асимметрию рабочего тока (рис. 4.28, в).

Но первая из этих схем не обеспечивает номинального вращающего момента на валу электродвигателя при пуске электропривода из крайних положений, так как все три обмотки в это время подмагничиваются постоянной составляющей выпрямленного диодом VD рабочего тока. Вторая же схема содержит большое число параллельно соединенных и поэтому неконтролируемых рабочей и контрольными цепями конденсаторов. Первая и вторая схемы требуют индивидуального для каждой стрелки времязадающего датчика I класса для автоматического размыкания рабочей цепи по истечении времени нормального перевода, что обусловлено невозможностью остановки электропривода по окончании перевода стрелки в случае неисправности контрольной цепи. Трехпроводными схемами без реверсирующего органа невозможно последовательно переводить спаренные электроприводы, в связи с чем для стрелок съездов требуется удвоенный расход кабеля. Необходимо также обеспечивать непрерывность работы контрольной цепи при размыкании блок-контакта электропривода, так как контрольный ток проходит через обмотки электродвигателя.



Рис. 4.28. Принципиальные схемы управления приводом переменного тока

Добавление в схему с центральным реверсированием четвертого провода уменьшает аппаратную избыточность, так как облегчается задача совмещения рабочей и контрольной цепей (рис. 4.28, г). Однако при этом сохраняются параллельный перевод спаренных электроприводов и более высокий (на 30--35%) расход кабеля по сравнению с двухпроводной схемой. Четырехпроводная схема применяется на ряде станций магистральных железных дорог и промышленного транспорта.

Пятипроводная схема с центральным реверсированием по аппаратурным затратам равноценна двухпроводной схеме (рис. 4.29), допускает параллельный и последовательный перевод спаренных электроприводов и по расходу кабеля аналогична четырехпроводной. Контрольная цепь этой схемы имеет высокую степень защищенности от ложных срабатываний, так как каждое положение стрелки контролируется по двум парам проводов, поэтому ей несвойственны такие недостатки как ложный контроль положения стрелки при ошибочном подключении линейных проводов или контрольного диода, непереключение поляризованного контакта контрольного реле и др.

Рис. 4.29. Пятипроводная схема управления приводом переменного тока

Алгоритм работы пятипроводной схемы аналогичен алгоритму двухпроводной. После срабатывания реле ППС блокировочное напряжение на реле НПС подается от фазоконтрольного устройства, состоящего из трех малогабаритных трансформаторов тока (Т1--Т2) и выпрямительного моста. Трансформаторы рассчитаны так, что при протекании по их токовым обмоткам переменного тока 0,8 А и более магнитопроводы насыщаются. Из-за насыщения магнитопроводов трансформаторов их магнитные потоки несинусоидальны и содержат кроме основной гармоники, главным образом, третью гармонику. Нечетные гармонические составляющие более высокого порядка имеют незначительную амплитуду и не оказывают существенного влияния на работу фазоконтрольного устройства.

Во вторичных обмотках при этом индуцируются ЭДС, которые также содержат основную и третью гармоники. При последовательном соединении вторичных обмоток сумма основных (первых) гармоник ЭДС, сдвинутых друг относительно друга на 120°, равна нулю. Третьи гармоники, совпадающие по фазе, дают напряжение. Это напряжение подается на высокоомную обмотку реле НПС через диоды выпрямителя. При обрыве одной из фаз вторичные обмотки трансформаторов оказываются включенными встречно, и сумма напряжений на выходных зажимах фазо-контрольного устройства становится равной нулю (рис. 4.30).



Рис. 4.30. Временная диаграмма работы фазоконтрольной схемы

В дальнейшем схемы управления электроприводами переменного тока должны совершенствоваться по повышению надежности их работы и уменьшения затрат на обслуживание. Для этого следует применять бесконтактные или контактные коммутирующие приборы с большим ресурсом (главным образом для рабочих цепей электроприводов). Необходимо также совершенствовать контрольную цепь по повышению ее защищенности от ложных срабатываний при ошибочных действиях эксплуатационного персонала.

Модернизация РЛС 1Л13 («НЕБО-СВ»)

Состав

В состав РЛС входит в зависимости от комплектации от 2 до 3 транспортных единиц.

Комплектация:

с кабина антенно-поворотного устройства (АПУ);

с аппаратная кабина (АП);

с дизельная электростанция с двумя агрегатами питания 20 кВА (кабина ДЭС).

По требованию заказника ДЭС может размещаться на отдельном шасси.

Модернизация обзорной РЛС НЕБО-СВ является новой разработкой корпорации «Аэротехника», в которой реализованы все современные технические идеи и многолетний опыт работы корпорации:

с внедрена полная когерентность станции, благодаря чему значительно улучшены параметры РЛС;

с использовано собственное программное обеспечение, которое многократно проверено на практике в самых различных условиях и показало высокую эффективность и надежность;

с применен широкий ряд узко- и широкополосных зондирующих сигналов, что дало возможность адаптации РЛС к различным условиям боевой работы;

с реализована цифровая обработка отраженных сигналов на промежуточной частоте, включая согласованную фильтрацию, подавление помех, обнаружение целей и измерение координат, формирование трасс и выдачу информации потребителям;

с использованы только COTS комплектующие от известных поставщиков, что вместе с сертифицированной системой качества обеспечило надежность станции.

Внешний вид твердотельного передатчика РЛС

Внешний вид рабочих мест АРМ-О, АРМ-В

Выносное рабочее место АРМ-В может выноситься из аппаратной кабины на КП до 1200 м. Выдача информации на АРМ-В от БЦОС организуется по модемному каналу.

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ТАБЛИЦА характеристик РЛС 1Л13-3 до и после модернизации

Наименование	Характеристики РЛС
	до модернизации	после модернизации
Зона обнаружения РЛС
Dmax	320 км	420 км
Dmin	12 км	3,5 км
Dmax (ЭОП=1м2) для Н:	100 м	27 км	29 км
	500 м	60 км	75 км
	1000 м	80 км	105 км
	3000 м	110 км	130 км
	10000 м	250 км	300 км
	20000 м	320 км	420 км
Точность измерения координат:	1200 м
дальности		110 м
азимута	2?	0,4?
Разрешающаяая способность:
по дальности	1000 м	600 м
по азимуту	6?	6?
Защищенность от помех:
а) от АШП:
перестройка рабочей частоты	6 (вручную)	автом. с шагом 0,2 МГц
б) от пассивных помех
коэффициент подавления отражений от местных предметов	до 45 дБ	более 50 дБ
рабочая зона системы СДЦ	0…360 км	0…450 км
в) от несинхронных помех	10 раз	полное подавление
Режим обнаружения и сопровождения целей	ручной, автосъем (50 целей)	автоматическое обнаружение (до 1000целей) и формирование трасс (150 трасс)
Диапазон рабочих частот, МГц	180-220	180-220
Передатчик	ламповый (эндотрон с жидкостным охлаждением)	твердотельный
Управление ПРВ (при наличии экстрактора)	автоматизированное (1 ПРВ)	автоматическое (до 4-х ПРВ)
Потребляемая мощность	до 30 кВт	20 кВт
Время включения	3 мин.	2 мин.
Боевой расчет	6 чел.	3-5 чел.
Условия эксплуатации	Без изменений

3. Выбор схемы управления ЭП вращения РЛС 1Л13

Асинхронные двигатели с фазным ротором

Типовые схемы управления электроприводами с асинхронными двигателями

Управление пуском, реверсом и торможением асинхронных двигателей в большинстве случаев осуществляется в функции времени, скорости, тока или пути. Ниже приводится ряд типовых схем управления электроприводами с АД.

Схема управления нереверсивным короткозамкнутым асинхронным двигателем. Пуск двигателей малой и средней мощности обычно осуществляется прямым подключением обмоток статора к сети без ограничения токов. Для этой цели используются магнитные пускатели, которые составляют основу схемы управления.

Нереверсивный магнитный пускатель (рис. 6.12) включает в себя электромагнитный контактор КМ с двумя встроенными в него тепловыми реле защиты КК, кнопки управления SB1 (Пуск) и SB2 (останов, стоп АД).



антенна управление электрический привод

Схема обеспечивает прямой (без ограничения тока и момента) пуск АД, отключение его от сети, а также защиту от коротких замыканий (предохранители FA).

Для пуска АД замыкают выключатель QF и нажимают кнопку пуска SB1.

Электрический ток потечет от фазы С через нормально замкнутую кнопку останова SB2, кнопку SB1, катушку контактора КМ, нормально замкнутые контакторы тепловых реле КК к фазе В.

Катушка контактора КМ, получив питание, притянет якорь магнитной системы и замкнет главные контакты в силовой цепи обмоток статора и вспомогательный контакт, который зашунтирует кнопку пуска SB1 и ее не нужно держать во включенном положении. Произойдет разгон АД по его естественной механической характеристике.

Для отключения АД нажимается кнопка остановки SB2, она разрывает цепь питания катушки контактора КМ. Под действием пружины якорь контактора отпадает и разрывает все замкнутые до этого контакты. Двигатель теряет питание сети и начинается процесс торможения АД выбегом под действием статического момента сопротивления на валу.

Также произойдет остановка двигателя в случае срабатывания одного из тепловых реле. В этом случае разорвется цепь питания катушки контактора КМ контактами тепловых реле КК.

Тепловое реле, установленное только в одну фазу, может не осуществить своих защитных функций. Например, если во время работы АД обесточится обмотка статора именно этой фазы, то двигатель будет работать с перегрузкой обмоток двух других фаз, в которых не предусмотрена установка тепловых реле. Поэтому тепловые реле необходимо устанавливать минимум в двух фазах.

Схема управления реверсивным короткозамкнутым асинхронным двигателем. Основным элементом этой схемы является реверсивный магнитный пускатель, который включает в себя два электромагнитных контактора КМ 1 и КМ2, два тепловых реле защиты КК (рис. 6.13) и кнопки управления SB.

Схема обеспечивает прямой пуск и реверс АД, а также торможение противовключением при ручном управлении.

Пуск двигателя в условном направлении “Вперед” осуществляется нажатием кнопки SB1 при включенном автоматическом выключателе QF. Катушка контактора КМ 1 получит питание через размыкающую кнопку остановки SB3, замыкающую кнопку SB1, размыкающие контакты КМ2 (они будут замкнуты при обесточенном состоянии катушки КМ2), размыкающие контакты тепловых реле КК.

Контактор КМ1 своими силовыми контактами подключит обмотки статора к сети в следующем порядке: фазу А к выводу С1, фазу В к С2, фазу С к С3.

Торможение осуществляется кнопкой остановки SB3. Контактор КМ 1 теряет питание, обесточивает обмотки статора, для осуществления реверса нажимают кнопку SB2. Это приводит к включению контактора КМ2 и подаче на обмотки статора АД напряжения источника питания с другим порядком чередования фаз: фаза А к выводу С3, фаза В к выводу С2, фаза С к выводу С1. Магнитное поле АД изменит свое направление вращения и начнется процесс реверса, который может состоять из двух этапов: торможения противовключением (если ротор вращается по инерции в направлении “Вперед”) и разбега в противоположную сторону.



Если предположить, что при одновременном нажатии кнопок SB1 и SB2 замкнутся силовые контакты КМ 1 и КМ2, то произойдет короткое замыкание токоподводящими проводами. Во избежание этого в схеме используется типовая электрическая блокировка. Она предусматривает перекрестное включение размыкающих контактов аппарата КМ 1 в цепь катушки аппарата КМ2 и наоборот.

Кроме электрической блокировки может быть использована специальная механическая блокировка. Она представляет собой рычажную систему, которая предотвращает втягивание одного контактора, если включен другой.

Защиту от коротких замыканий обеспечивает автоматический выключатель QF. Его наличие исключает также возможность работы привода при обрыве одной фазы.

Классификация схем управления электроприводами

Схемы управления электроприводами подразделяются на принципиальные, элементные и монтажные. Принципиальные схемы необходимы для объяснения принципа работы электропривода. Они содержат наиболее важные составляющие: электрические машины и аппараты, цепи главного тока и возбуждения.

Элементные (развернутые) схемы содержат все элементы, входящие в схему управления: катушки, контакты, обмотки аппаратов и машин и т. д. Элементы на схеме располагаются в соответствии с их включением в электрические цепи независимо от кинетической и конструктивной связи. Это необходимо для облегчения понимания схемы. Элементы одного и того же аппарата в таких схемах обозначают одинаково в нескольких цепях, например катушки контактора и управляемые ею контакты. Чтобы не было путаницы, каждому аппарату присваивают буквенное обозначение, одинаковое для всех его элементов. Так, если катушка линейного контактора обозначена буквой Л, то все его главные и блок-контакты имеют эту же букву. Аппараты электрической схемы маркируют начальными буквами слов, определяющих их назначение. Например, реле обозначают буквой Р, а затем следует его функциональное обозначение: РТ -- реле тепловое, РВ реле времени и т. д. Если в схеме имеются аналогичные аппараты, то буквенное обозначение дополняют порядковым номером: РТ1, РТ2 и т. д.

Монтажные схемы необходимы для производства монтажа, ремонта и обслуживания электропривода. На схеме изображают фактическое расположение всех элементов, разводку проводов с указанием марки, сечения и т. д. Все контакты на схеме; изображаются в положении, которое они занимают при отсутствии тока в управляющей ими катушке аппарата или реле, а также при отсутствии механического воздействия.

В схеме электропривода различают силовые цепи и цепи управления. Силовые цепи передают энергию от сети к потребителю, а цепи управления служат для управления, защиты, контроля и сигнализации. Они содержат катушки контакторов и реле, кнопки управления и другие элементы.

Заключение

Выполнив данную курсовую работу я познакомился с радиолокационной станцией «Небо-СВ», построенной на основе РЛС П-18, узнал о её составе, тактико-техническим характеристиках, возможностях и схемами управления приводами антенно-вращательной системы.

Я разобрался с основными проблемами реализации этих приводов и предложил пути их разрешения.

В заключении хотелось бы еще раз упомянуть, что станция является дежурной по назначению и применяеться для опознавания и сопровождения как наземных, так и воздушных целей.

Модификации: 1Л13 "Небо" - базовый вариант РЛС. 1Л13-3 / 1Л13-3-1 "Небо" - модификация более позднего выпуска с цифровой обработкой данных РЛС.

Модифицированный вариант РЛС был рассмотрен мной ранее.

Список использованной литературы

1. Техническое описание РЛС 1Л13

2. Ромащ Э. М. Источники вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры -- М: Радио и связь 1981 г. 224 с.

Размещено на Allbest.ru

...