Александрия > ДВИГАТЕЛИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

КОМПЛЕКТНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОДАЧИ ТИПА ЭТ6

Производим и продаем электроприводы ЭТУ, ЭПУ для двигателей постоянного тока, тел./email +38 050 4571330 / rashid@msd.com.ua

Производим и продаем электроприводы - частотные преобразователи 220-380В для двигателей переменного тока, тел./email +38 050 4571330 / rashid@msd.com.ua, подробнее

Электропривод постоянного тока серии ЭТ6 предназначен для регулирования частоты вращения электродвигателя постоянного тока в широком диапазоне и применяется в качестве привода подач металлорежущих станков. Электропривод состоит из тиристорного преобразователя ТП, электродвигателя постоянного тока со встроенным тахогенератором, согласующего силового трансформатора ТС, токоограничивающих дросселей РТП и задатчика частоты вращения. В качестве ДПТ в составе привода ЭТ6 могут применяться электродвигатели типов: 2П, ПБСТ, ПГТ и ПБВ. В настоящее время в приводах подач станков с ЧПУ широко применяется привод ЭТ6 с высокомомент«ым ДПТ типа ПБВ. Электроприводы ЭТ6 обеспечивают работу во всех 4 квадрантах механической характеристики при изменении управляющего напряжения в пределах ±10 В.

Электропривод конструктивно представляет собой комплектное устройство, выполненное в открытом исполнении (степень защиты IP00). Тиристорный пре­образователь предназначен для встройки в шкаф и имеет блочную конструкцию, обеспечивающую оперативную замену блоков, а также возможность ремонта или замены отдельных элементов. Внешний вид электропривода приведен на рис. 5.1.

Устройство и описание работы электропривода

Структурная схема электропривода серии ЭТ6 приведена на рис. 5.2. Элект­ропривод выполнен по двухконтурной структуре подчиненного регулировайия с регуляторами тока РТ и скорости PC. РТ и PC представляют собой ПИ-регуля - торы. Работа'электропривода происходит следующим "образом.

При наличии рассогласования по скорости AЈ/t между сигналами задания Uзад и обратной связи по частоте вращения £/Тг на выходе PC появляется управ­ляющее напряжение fpc, которое сравнивается с напряжением £/д. т, пропорцио­нальным текущему значению тока якоря электродвигателя. Напряжение рассо­гласования по току ДС/г поступает на вход РТ, что вызывает появление на его выходе соответствующего управляющего напряжения С/Рт, которое управляет

Рис. 5.1. Внешний вид тиристорного преобразователя электропривода серии ЭТ6.

Схемой импульсно-фазового управления (СИФУ). СИФУ обеспечивает форми­рование и распределение импульсов управления силовыми тиристорами управля­емого выпрямителя УВ. СИФУ и УВ входят в состав тиристорного преобразова­теля ТП. По мере уменьшения рассогласования (за счет действия отрицатель­ной обратной связи по скорости) происходит стабилизация частоты вращения электродвигателя п на уровне, пропорциональном значению напряжения зада­ния £/эад. Коэффициент усиления системы регулирования обеспечивает необ­ходимый диапазон регулирования и точность поддержания частоты вращения электродвигателя при различных возмущающих воздействиях.

Для обеспечения надежной и безопасной работы электропривода предусмот­рено наличие: схемы ограничения тока якоря двигателя в динамических режи­мах; схемы ограничения минимального угла регулирования УВ; схемы защиты от неправильного чередования фаз питающей сети или их обрыва, исчезновения напряжения стабилизированного источника питания и т. д.

Полная принципиальная схема электропривода ЭТ6 приведена на рис. 5.19. Ее рассмотрение удобно производить по узлам в соответствии со структурной схемой.

Силовая часть (рис. 5.3) представляет собой управляемый выпрямитель, вы­полненный по шестйпульсной реверсивной встречно-параллельней схеме, и. состоит из силового согласующего трансформатора, собственно выпрямителя и токоогра - ничивающих дросселей. Трехфазный трансформатор Тр13 осуществляет согла­сование напряжения электродвигателя с напряжением питающей сети и содержит первичную, две силовые вторичные обмотки и отдельную обмотку для питания цепей, управления. Обмотка управления отделена от силовых обмоток экраном. Первичная обмотка соединена в треугольник, вторичные — в шестифазную звезду с нулевым выводом, обмотка управления — в звезду.

Выпрямитель выполнен на тиристорах ДО1—Д12. Для защиты тиристоров от перенапряжений включены защитные «С-цепочкн. Управление группами тири-

J - (разная сеть SSOB

Сторов совместное согласованное. Для ограничения уравнительного тока включе­ны дроссели Др1 и Др2. Векторная диаграмма напряжений вторичных силовых обмоток трансформатора приведена на рис. 5.5, б.

Схема формирования управляющих импульсов (рис. 5.4) служит для фор­мирования и распределения управляющих импульсов на тиристоры силовой схемы и состоит из 6 идентичных каналов управления. На рис. 5.4 представлена схема канала фазы А1. Работа этой и других схем формирования управляющих им­пульсов иллюстрируется рис. 5.5, на котором показаны процессы изменения на­пряжений во времени в различных точках СИФУ и вторичных обмотках транс­форматора Тр13 и Тр14, а также векторные диаграммы напряжений переменного тока, которые поясняют процесс формирования управляющих нМпульсов. На вре­менных и векторных диаграммах рис. 5.5 более жирными линиями показаны на­пряжения и соответствующие им вектора, которые используются для формирова­ния управляющих импульсов для силовых тиристоров фазы А1. Напряжение С/0—а с выходной обмотки Тр14, сдвинутое на 90° в сторону опережения относительно напряжения А1 (рис. 5.5 г), подается на фазосдвигающую цепочку, выполненную на элементах R101, R102, С101. Регулировкой сопротивления резистора R101 Обеспечивается сдвиг напряжения на конденсаторе С101 (точка 17А) относитель­но напряжения А1 на 25° в сторону опережения (рис. 5.5 ж). Временные и векторные диаграммы. напряжений в точках 17А—17Е показаны на рис. 5.5, д, е. Каждое из этих напряжений является опорным для формирования управляю­щих импульсов силовых тиристоров и сдвинуто в сторону опережения относи­тельно напряжений соответствующих фаз на угол 25°; А1—17А; В1—17Б; С1—17В; Х1—17Г У1—17Д; Z1—17Е. Напряжение синусоидальной формы (точ­ка 17А) поступает иа вход нуль-органа А101, на выходе которого происходит переключение напряжения с одной полярности на другую в моменты прохожде­ния нуля синусоидальным напряжением в точке 17А (рис. 5.5, з). При наличии управляющего напряжения с выхода-регулятора тока, например, положительной полярности моменты переключения выходного напряжения нуль-органа будут соответственно изменяться в ту или другую сторону относительно моментов про­хождения нуля напряжением в точке 17А, что обеспечивает сдвиг влево угла-ре­гулирования выпрямительной н вправо инверторной групп силовых тиристоров. С помощью дифференцирующей цепочки R105, С105, С106, R108 из перепадов выходного напряжения нуль-органа формируются разиополярные импульсы (рис. 5.5, и). После усиления положительного импульса 1 транзистором ТЮЗ На вторичной обмотке Тр01 формируется импульс для управления тиристором катодной группы Д01 (рис. 5.5, к). Отрицательный импульс 2 (рис. 5.5, и) после инвертирования транзистором Т101 и усиления транзистором Т102 обеспечивает формирование на вторичной обмотке Тр02 нмпульса для управления тиристором анодной группы Д02 (риь. 5.5, л). Ширина управляющих импульсов 10—15° эл.

Поступление напряжения питания (точка 128 источника питания) на выход­ные каскады СИФУ производится через контакт реле 1Р2 после его срабаты­вания.

Регулятор тока. Внутренним контуром электропривода ЭТ6, выполненного по структуре подчиненного регулирования, является контур тока. В этот контур,

Кроме тиристорного преобразователя и якорной цепи электродвигателя, входит регулятор тока РТ и датчик тока ДТ, принципиальные схемы которых приведены на рис. 5.6. Основным назначением РТ является компенсация электромагнит­ной постоянной времени якорной цепи электродвигателя и обеспечение управле­ния током этой цепи в соответствии с сигналом рассогласования между задан­ным значением тока с выхода регулятора скорости и фактическим значением, которое определяется с помощью специального датчика тока.

РТ выполнен на операционном усилителе А601 и представляет ообой про - порционально-иитегральиый (ПИ) регулятор. Параметры такого регулятора оп­ределяются резистором R604 и конденсатором С*, в качестве которого выбира­ются при настройке конденсаторы С602, С603 и С604. Резистор R605 и конден­сатор С601 (не показанный на рис. 5.6) относятся к элементам, обеспечивающим устойчивую работу операционного усилителя, и практически не оказывают влия­ния на параметры РТ (#505—910 кОм, СШ—6800 иФ, а сумма R602 и R603— 3,5 кОм). Резистор R607 обеспечивает защиту операционного усилителя ОУ от перегрузки по току и также не влияет на параметры РТ, поскольку охватывается обратной связью. Дноды Д601 и Д602 обеспечивают защиту ОУ по входу. В со­став РТ входит схема ограничения производной (СОП) его выходного сигнала с целью исключения динамического уравнительного тока в силовой схеме. СОП Выполнена на ОУ А701 н содержит дифференцирующую цепочку R705—С704, Формирующую сигнал на входе А701, зависящий от скорости изменения выход­ного сигнала РТ, и делитель R702, R707, причем резистор R707 шунтирован дву­сторонним стабилитроном Д701. Когда напряжение на выходе А 701 превышает напряжение пробоя стабилитрона Д701, последний пробивается и напряжение с резистора R702 поступает через резистор R701 на неинвертирующий вход 5 ОУ А601 РТ. При этом происходит ограничение скорости изменения выходного сиг­нала РТ на заданном уровне. Датчик тока предназначен для передачи на вход РТ сигнала обратной связи, пропорционального току якоря электродвигателя. Датчик тока выполнен на основе магнитоднодов Д501 и Д502, включенных в мостовую схему из резисторов R507, R508 н R506, который служит для балан­сировки датчика тока. Для защиты от высокочастотных помех магнитодиоды шуитироваиы конденсаторами С505, С506 (6800 пФ). Включение магнитоднодов по мостовой схеме позволяет исключить влияние уравнительных токов, протека­ющих по цепи 50—52, 51—52, поскольку при одинаковой величине этих токов напряжение в диагонали моста будет равно нулю, что обеспечивается его балан­сировкой с помощью резистора R506. При вращении электродвигателя в том нлн ином направлении токи в указанных цепях силовой схемы оказываются ие рав­ными, что приводит к соответствующей разбалансировке моста и появлению на­пряжения в его диагонали, пропорционального разности токов. Это напряжение усиливается с помощью дифференциального усилителя, выполненного на ОУ А501 (коэффициент передачи ДУ около 51) и поступает на один из входов РТ (резистор R601), иа другой вход которого (резистор R602) поступает сигнал от регулятора скорости PC. Назначение резистора R503 аналогично.R607 в РТ.

Сигнал с выхода РТ поступает на СИФУ.

Регулятор скорости (PC) входит в состав контура скорости (рис. 5.2) и пре-

Образует сигнал рассогласования между напряжением задания U3Ад и напряже­нием датчика скорости UTГ, в качестве которого используется тахог'енератор, встроенный в электродвигатель. ТГараметры PC совместно с РТ обеспечивают тре­буемые показатели электропривода в статике и динамике, В целом PC, так же как и РТ, является ПИ-регулятором, но отличается более сложной схемой, так как PC входит в состав внешнего контура скорости и в основном определяет качественные характеристики электропривода. С помощью PC компенсируется электромеханическая постоянная времени электродвигателя. PC выполнен на трех ОУ и является двухкаскадным (рис. 5.7). Первый каскад выполнен на ОУ А301 и А302. Структура первого каскада и соответствующий выбор входящих в его состав элементов обеспечивают термостабильность характеристик электро­привода за счет компенсации теплового дрейфа ОУ А301 параллельно включенным прецизионным ОУ А302. Последний реализован по структуре «модулятор—демо­дулятор» н отличается практически отсутствием дрейфа при коэффициенте пере­дачи 10 (К140УД13). Конденсаторы С309 и С311, включенные параллельно, С312, С313 и резистор R317 обеспечивают стандартную схему включения ОУ типа К140УД13. Элементы R311, R312, R313 и С304, С305 предназначены для обеспе­чения устойчивой работы ОУ А301. Второй каскад на ОУ АЗОЗ служит для полу­чения необходимого коэффициента усиления PC. Оба каскада охвачены обратной связью (резисторы R319, R320 и емкость С*), соответствующей ПИ-регулятору. В качестве С* могут использоваться конденсаторы С315, С316 или С317. На­стройка PC осуществляется переменным резистором R319 и выбором соответству­ющего значения конденсатора С*.

PC имеет два входа: 91 — вход задающего сигнала U3Ад и 90— вход сигна­ла обратной связи по скорости UTT. По обоим входам предусмотрены фильтры: R301, R306 и С301 — по первому входу и R303, R304, R305 и С302 — по второму входу. С помощью переменного резистора R302, за счет изменения коэффициента передачи цепи обратной связи', осуществляется. регулировка максимальной ско­рости.

Сигнал с выхода PC поступает на вход РТ. Цепь, состоящая из размыкающе­гося контакта реле 1Р1 и резистора R318, охватывает PC и РТ вместе и служит для защиты электропривода, поскольку резко уменьшает коэффициенты переда­чи последовательно включенных PC и РТ. При нормальной работе электропри­вода цепь разорвана с помощью контакта реле 1Р1, входящего в состав схемы защиты, и не оказывает влияния на работу электропривода. Цепочка из резисто­ров R315, R322 и диодов ДЗОЗ, Д304 обеспечивает защиту по входу ОУ АЗОЗ.

Схема ограничения минимального угла управления. Назначение схемы — иск­лючить превышение входным напряжением СИФУ (выход РТ) амплитуды опор­ного напряжения в динамических режимах и при изменении напряжения питаю­щей сети (рис. 5.8). С этой целью опорные синусоидальные напряжения всех шести фаз (точки 17А...17Е) подаются на выпрямительный мост Д403—Д414 и поступают после выпрямления и фильтрации (элементы R410, С405 и R414, С406) Иа делители напряжения R409, R411, R412 и R413, R415, R416. Потенциометры R411 и R415 служат для регулировки уровня ограничения (уставки напряжения ограничения).

/9 С бы F ода P Г

Сзог

Напряжения с движков потенциометров R411 и R415 поступают иа иеинвер - тирующие входы ОУ А401 и А402, на инвертирующие входы которых через дели­тель R408, R406 и резисторы R405, R407 поступает выходное напряжение РТ. ОУ А401 и А402 выполняют функцию компараторов, полярность выходного на­пряжения которых изменяется на противоположную, когда напряжение иа ин­вертирующих входах (с выхода РТ) становится больше напряжения иа иеиивер - тирующих входах (которое является в данном случае опорным), Изменение по­лярности выходного напряжения одного из компараторов (в зависимости от по­лярности напряжения с выхода РТ) приводит к открыванию соответствующего диода Д401 или Д402 и через цепь 155, подключенную ко входу 5 А601 РТ, к ог­раничению дальнейшего роста выходного напряжения РТ.

Таким образом, рассматриваемая схема представляет собой цепь отрицатель­ной. обратной связи, охватывающей РТ и вступающей в действие при достиже­нии иапряжеинем иа выходе делителя R408, R406 величины напряжения уставки ограничения. При изменении напряжения питающей сети величина уставки меня­ется пропорционально изменению величина опорных напряжений (17А...17Е), Чем и обеспечивается исключение превышения напряжением управления (выход РТ) уровня опорных напряжений.

Схема ограничения тока якоря (рис. 5.9) обеспечивает, в зависимости от на­стройки, ограничение тока якоря иа заданном уровне и зависимое ограничение тока в функции частоты вращения. Ограничение тока якоря осуществляется ог­раничением выходного напряжения регулятора скорости, которым задается ток якоря.

Как видно из рис. 5.10, кривая допустимой перегрузки по току для двигателей ПБВ является существен­но нелинейной и для практической реализации аппроксимируется двумя прямыми с углами наклона cii и аг. Переход с одной прямой иа другую осуществляется за счет изменения ко­эффициента передачи узла аппрокси­мации. в точке перегиба. ^ Схема ограничения тока якоря со - ^ стоит из трех частей: схемы "выделе - '------ ' ' ния модуля — А201, схемы аппрокси­

Мации и выходных "усилителей А202 И А203 с дйодами Д205 и Д206. На - о. пряжение тахогеиератора через дели - | тель из резисторов R304, R305 (PC) <о в) подается на схему выделения модуля, < о на выходе которой получается напря-

'----- ' к жение положительной полярности,

И пропорциональное напряжению тахо - g генератора. Напряжение" с выхода ^ * А201 подается на вход схемы аппрок-

______ ( снмацнн, состоящей нз элементов

« R207, R210, Д203, R208, R209, R211. Ц^—1 I g Точка перегиба определяется велнчи - ^ ной напряжения подпора U'Под диода I 1—|-------- - Д203 и регулируется, в зависимости

От типа применяемого электродвига-. g теля, резистором R208. Максимально допустимое значение тока якоря опре­деляется напряжением, поступающим ^ на неинвертнрующий вход А202 с

Движка потенциометра R213. Таким | I—I образом, напряжение на выходе диф-

I----- 1—| ференциального усилителя А202 бу-

- 5 дет определяться разностью напряже-

Ч ний уставки (движок R213) и делите­

Ля из резисторов R207, R210. При этом с увеличением частоты вра­щения напряжение подпора +У"Под диода Д205] являющегося выходным напряжением А202, будет уменьшать­ся в соответствии с зависимостью, оп­ределяемой первым участком аппрок-

Снмацнн (прямая с углом наклона cii). Аналогично бу­дет изменяться и напряже­ние подпора — ^"под Диода Д206, которое отличается от +^"под только знаком (ко­эффициент передачи - усили­теля А203=1).

Когда напряжение на выходе делителя R207, R210 Превысит напряжение подпо­ра VПод диода Д203, пос­ледний открывается и па­раллельно резистору R210 Подключается резистор R211, Вследствие чего коэффици­ент передачи делителя суще­ственно уменьшается (т. е. большему приращению На­пряжения тахогенератора будет соответствовать меньшее приращение напряже­ния иа выходе делителя). Происходит переход на второй участок аппроксимации (прямая с углом наклона cis на рис. 5.10).

Максимально допустимое напряжение на выходе PC, задающее ток якоря (а следовательно, н момент двигателя), определяется в каждый момент времени в процессе разгона электродвигателя величиной напряжения подпора ±U"N0Д днодов Д205 н Д206. Как только напряжение на выходе PC (156) превысит напряжение подпора и"Под, открывается соответствующий диод и оно фиксиру­ется на уровне £/"п0д - Диод Д204 ограничивает величину отрицательного напря­жения на выходе А202.

Схема защиты (рис: 5.11) предназначена для осуществления защиты элект­ропривода от неправильного чередования фаз питающей сети, обрыва любой нз фаз, исчезновения стабилизированного напряжения источника питания (-(-(/ип, —Um), перегрева электродвигателя типа ПБВ.

Схема защиты состоит из выходных реле Р1 и Р2 с транзисторным ключом Т908 н индикатора Д914, схемы совпадения на элементах Д910, Д911, R925, R926, R919 и Т907, транзисторных ключей Т905, 1906 с соответствующими вход­ными элементами.

В исходном состоянии транзистор Т907 заперт, а транзистор Т908 открыт за счет протекания базового, тока по цепи: +£/иш R927, Д913, R928, общ. провод. Прн нажатни кнопки «Пуск» включаются реле Р1 н Р2, получая питание от не- стабилизированного выхода источника питания (128) через открытый ключ Т908. Нормальной работе привода соответствует свечение светодиода Д914. При включении реле Р1 размыкается общая цепь обратной связи PC и РТ, подготав­ливая нх к работе, а при включении реле Р2 подается напряжение на выходные каскады СИФУ, после чего управляющие импульсы начинают поступать на ти - + иш

Ристоры силовой схемы — происходит запуск электропривода. В аварийных си­туациях транзистор Т908 закрывается, обеспечивая отключение реле Р1 н Р2.

Источник питания. Источник питания обеспечивает питание всех цепей управ­ления стабилизированным напряжением и собран по схеме двухкаиального ста­билизатора с последовательно включенными регулирующими транзисторами. В ка­честве усилителей постоянного тока используются операционные усилители А901, А902 (принципиальная схема электропривода ЭТ6С — рис. 5.19). Стабилизаторы обеспечивают на выходах напряжения +12,6 В и —12,6 В относительно общего провода. Нестабилнзнрованное напряжение после выпрямителя (точка 128) по­ступает на выходные каскады СИФУ и схему защиты.

Дополнительный усилитель. В составе электропривода предусмотрен допол­нительный усилитель — регулятор А801, который может быть использован в ка­честве регулятора положения. Входные и выходные цепи усилителя А801 выве­дены иа внешний разъем. Подстройка «нуля» усилителя осуществляется потен­циометром R810. Элементы коррекции — С801, С802, С803, R802, R803, R804.

Методика наладки

Комплектного электропривода серии ЭТ6

Наладку электропривода серии ЭТ6 удобнее производить отдельно от станка на специальном стенде,'обеспечивающем его подключение в соответствии со схе­мой рис^ 5.12. Если это по какой-то причине невозможно, тогда желательно про­
изводить иаладку электропривода по аналогии с наладкой иа стенде, обеспечив при этом разъединение вала электродвигателя и ходового винта или вала редук­тора."

Ниже приводится рекомендуемый порядок наладки.

1. Произвести внешний осмотр тиристорного преобразователя и всех других компонентов привода. Устранить видимые повреждения.

2. Выполнить монтаж внешних соединений в соответствии со схемой рис. 5.12.

3. Выполнить следующие подготовительные операции:

1) отпаять перемычку в приводе (цепь 19 на выходе ОУ А601) для исклю­чения поступления управляющего напряжения с выхода регулятора тока иа СИФУ;

2) отключить вторичные обмотки силового трансформатора Tpl3 (Al, В1, CI, XI, Yl, Z1) от тиристоров;

3) подать напряжение на привод вводным автоматом F1, при этом подается напряжение на источник питания и все цепи управления за исключением выход­ных каскадов СИФУ.

4. Проверить наличие иестабилизированиого напряжения питания ±24 В в точке 128N и стабилизированных напряжений на выходе источника питания в точках 22 (—12,6 В) и 20 (+12,6 В). Допустимые погрешности составляют соот­ветственно ±2 В и ±0,2 В.

5. Проверить правильность порядка чередований фаз на вторичных обмотках силового трансформатора Тр13. Для этого на вход осциллографа последова­тельно подают напряжения в точках Al, Zl, Bl, XI, CI, Y1 относительно нуле­вого провода 01. Переключатель синхронизации, устанавливается в положение «Сеть». При правильном порядке чередования фаз" каждое последующее из пере­численных синусоидальных напряжений отстает от предыдущего на 60° эл., (рис. 5.5, а, б). В случае, если фактическое чередование напряжений не соот­ветствует требуемому, то переключением обмоток трансформатора Тр13 необхо­димо добиться правильного порядка чередования фаз.

6. Аналогично произвести проверку порядка чередования фаз на вторичных обмотках трансформатора цепей управления Тр14 (точки 6, 8, 4, 9, 5, 7 относи­тельно общей точки — общего провода). Каждое последующее из_указанных на-, пряжений должно отставать от предыдущего также на 60° эл. (рис. 5.5, в, г). Из этих напряжений формируются опорные напряжения в каналах СИФУ для управления силовыми тиристорами соответствующих фаз, поэтому должно вы­полняться и условие согласования напряжений в точках 6, 8, 4, 9, 5,7 с напряже­ниями в'точках Al, Bl, CI, XI, Yl, Z1. Между этими напряжениями должен быть сдвиг по фазе на 90° в сторону опережения, т. е.:

Напряжение в точке 6 опережает на 90° напряжение в т - А1;

Напряжение в точке 8 опережает на 90° напряжение в т. В1 и т. д. (рис. 5.5, Б, г; а, е). ?

Если чередование напряжений в т. 6, 8, 4, 9, 5, 7 не соответствует требуемо­му (рис. 5.5, г) н фазовые соотношения этих напряжений с напряжениями Al, В1, CI, XI, Yl, Z1 нарушены, то соответствующим переключением обмоток трансфор­матора Тр14 необходимо добиться правильного чередования указанных напря­жений н фазовых соотношений между ними.

7. Проверить правильность фазировки опорных напряжений.

Из напряжений в т. 6, 8, 4, 9, 5, 7 с помощью фазосдвнгающих цепочек по­лучают опорные напряжения (например, цепочка R101, R102.H С101 в канале СИФУ. тиристоров Д01, Д02), которые снимаются, относительно общего провода соответственно с точек 17А, 17Е, 17В. 17Г, 17В, ЛТД (рис. 5.5, е).

Для правильного функционирования схемы тиристорного преобразователе

1.28

Напряжение на обмотке Тр13

Напряжение на обмотке Тр14 С фаз. сдвигом +90°

Опорное напряжение с фаз. сдвигом 425°

Применение. Фазовые сдвиги проставлены для данных напряжений по отношению к напряжению на обмотке Тр13 этой же строки таблицы: напр., 6 и 17А относительно А1 8 и 17Е относительно Z1 н т. д.

Опорное напряжение должно опережать соответствующее напряжение и а тири­сторах на 25° эл., Что достигается регулировкой переменного резистора на входе СИФУ (например, R101 СИФУ тиристоров Д01, Д02, напряжение Л/)—рис. 5.5, ж.

Связь напряжений по каналам СИФУ и фазовые соотношения между ними представлены в табл. 5.1.

8. Произвести регулировку начальных углов управления анач.

Для этого с помощью переменных резисторов R101 необходимо установить фазовый сдвиг между иаприжениями в точках 17А...17Д и напряжениями A1...Y1 Соответственно +25° эл. Практически из-за разброса параметров фазовращающих цепочек и неточности - настройки иа заводе-изготовителе опорные напряжения различных СИФУ имеют разброс по фазе и опережают соответствующие напряже­ния на тиристорах иа угол, отличный от 25° эл. (30°-j-20° эл.). Такой разброс приводит к значительному искажению формы тока, протекающего через двига­тель, и появлению недопустимого по величине уравнительного тока.

На рис. 5.5, д, э, и, к показано, в какой момент формируется управляющий импульс для тиристора Д01 при отсутствии задающего (управляющего) напря­жения. Можно видеть, что этот импульс поступает на тиристор с опережением на 25° момента прохождения напряжением питания этого тиристора нулевого значения (А1). Аналогично и для других тиристоров.

В теории управляемых выпрямителей принято отсчитывать момент подачв импульса на тиристор не от нулевого значения питающего напряжения (как от­мечено выше), а от момента естественного зажигания вентиля. На рис. 5.5, а'для напряжения Al показан этот момент, при котором начальный угол регулирова­ния на тиристорах равен аНач=95°. Перед установкой начальных углов регули­рования необходимо проверить наличие управляющих импульсов на каждом тиристоре. Далее необходимо подключить вторичные обмотки силового трансфор­матора Тр13 к тиристорам. Установка начального угла регулирования произво­дится с помощью переменйых резисторов R101 СИФУ.

При правильно установленных начальных углах регулирования величина уравнительного тока, контролируемого по амперметру в первичной обмотке

5 Заказ 4546

Трансформатора Тр13, не должна превышать Ю-г-15% от /ном (элек­тродвигатель ПБВ112ЬГУЗ, 21 Нм 750 об/мин). При этом форма то­ка, протекающего через двигатель и контролируемого с помощью ос­циллографа в точке 120, должна соответствовать рис. 5.13.

В большинстве случаев за счет выбора начального угла регулиро­вания с помощью резисторов R101 Удается установить допустимый уровень и форму уравнительного тока. При такой регулировке начального угла не требуется его непосредственное измерение. При этом осуществляется косвен­ный контроль правильности установки начального угла регулирования по форме и величине уравнительного тока двигателя. Это наиболее быстрый и простой способ.

Можно также производить установку начального угла регулирования аНач, осуществляя последовательно замеры этого угла для каждого канала СИФУ. Ниже приводится одни из возможных способов замера и регулировки аВач с помощью осциллографа С1-19Б. Порядок подключения осциллографа и регули­ровки аНач следующий:

— отключить провода AI, Bl, CI, XI, Yl, Z1 от тиристоров за исключением провода того тиристора, для которою производится регулировка (например, А1 для тиристоров Д01, Д02). На снятые провода надеть Хлорвиниловые чулки;

— отпаять от тиристора Д01 провод 32, идущий на управляющий электрод;

— подключить провод 32 к гнезду «Внешняя синхронизация» осциллографа;

— на вход осциллографа подключить провода А1 и 50 (анод н катод тири­стора Д01);

— параллельно емкости С107 СИФУ подключить резистор сопротивлением 300 Ом;

— переключатель рода работы осциллографа установить на «Ждущий ре­жим» и включить «Метки».

При таком подключении осциллографа развертка синусоидального напряже­ния, приложенного к тиристору, начнется с момента поступления управляющего импульса (провод 32) в гнездо внешней синхронизации осциллографа (рис. 5.14). При этом необходимо установить длительность развертки таким образом, чтобы' на экране просматривался примерно участок синусоиды, очерченный окружно­стью.

Далее необходимо сосчитать количество меток, которые находятся в интер­вале от начала развертки (<Pi) до пересечения синусоидой нулевого уровня.

Если, например, --на переключателе установлена цена метки 0,1 мс (что на частоте 50 Гц соответствует 1,8° эл.), а количество меток в указанном интервале равно 16, то измеряемый угол будет равен l,8-16s=29° эл. Этому углу соответст­вует начальный угол регулирования аНач=91° эл. (120°—29°). После регулиров­
ки резистором R101, операция из-' мерения аНач повторяется до тех пор, пока не будет получено ССнач —95 .

В случае, если регулировка с помощью резистора R101 не да­ет желаемого эффекта, следует увеличить емкость конденсатора ' С102 до 10000 или 22000 пФ н повторить регулировку.

Встречаются отдельные приво­ды, в которых регулировка формы н величины уравнительного тока очень трудно выполнима. В таких случаях рекомендуется проводить регулировку анач при попарном подключении проводов, питающих тиристорный выпрямитель. Первоначально подключают только провода А1 и XI - (остальные: Bl, CI, Yl, Z1 — отключены), затем Bl и Yl (Al, CI, XI, Z1—от­ключены) н, наконец, CI и Z1 (Al, Bl, XI, Yl—отключены). Регулировкой ре­зисторов R101 добиваются приемлемой формы и величины уравнительного тока. При этом также может осуществляться увеличение в некоторых каналах СИФУ Емкостей конденсаторов С102.

На этом заканчивается фазировка привода, регулировка формы р величины уравнительного тока. ^ .

Ниже для справки приведены значения напряжений в некоторых точках тиристорного преобразователя: '

А) выходные напряжения трансформатора Тр13 ~

Фазное напряжение обмоток А1—01; В/—01; С1—01; XI—01; Yl—01;

—01 — 110— 115 В;

Линейное напряжение вторичной обмотки А2, В2, С2<~96В;

Б) трансформатор Тр14;

Линейное напряжение вторичных обмоток ~28—32 В;

В) источник питания, точка 128: +25 В.

9. Проверить правильность функционирования регулятора тока н регулятора скорости. ■ ' '

Эти регуляторы являются пропорцноиально-ннтегральными (ПИ-регулятора - ми). Упрощенная схема ПИ-регулятора (а) и его реакция на скачок входного сигнала (б) показаны на рис. 5.15. Вначале его выходное напряжение изменяет­ся скачком, затем линейно растет до ограничения на уровне напряжения источни­ка питаиия.

Проверка регуляторов осуществляется следующим образом:

— отключить силовое питание;'

— отключить регуляторы от СИФУ, сняв перемычку 19;

— деблокировать регуляторы;

5* ' 131

Utb/x

А

Рис. 5.15. Упрощенная схема ПИ-регулятора (а) и его реакция иа скачок

Входного сигнала (б)

— периодически изменяя полярность задающего напряжения, наблюдать форму выходного напряжения PC, которая должна соответствовать рис. 5.16;

— онять перемычку 156, подать на вход РТ задающее напряжение и, пере­ключая его полярность, наблюдать форму выходного напряжения (рис. 5.16);

.— заблокировать регуляторы и, проведя аналогичные операции, наблюдать иа выходах PC и РТ прямоугольную форму выходного напряжения (пунктирная линия на рис. 5.16).

В случае неправильного функционирования PC и РТ необходимо определить причину и устранить ее.

10. Проверить и установить минимальный и максимальный углы регулиро­вания.

Проверка производится при отсутствии силового напряжения на тиристорах или разомкнутой якорной цепи электропривода.

На тиристорный преобразователь подается напряжение питания, регуляторы

Скорости и тока деблокируются. В плате «Регуляторы» перемычки (вых. PC — вх. PC) и (вых. РТ — вх. СИФУ) должны быть вапаяны.

Наблюдать осциллографом выходной сигнал нуль-органов СИФУ (контроль­ные точки 162) при изменении полярности напряжения задания величиной (1—2) В. При положительной полярности задающего напряжения форма сигнала приведена на рис. 5.17, а. Положение фронта минус-плюс соответствует am ах ка­тодной группы, а фронта плюс-минус amin анодной группы. Резистором R411 Установить ширину импульса положительной полярности (20—40) эл. град. Прн аНач=90 эл. град и ширине импульса у=30 эл. град будем иметь amin=15 эл. град, amai = 165 эл. град.

Форма сигнала при отрицательной полярности задающего напряжения при­ведена на рнс. 5.17, б. Резистором R415 установить ширину импульса отрица-

Рис. 5.18. Кривая тока двигателя в режиме токо - ограничения при реверсе и3ад

Тельной полярности (20—40) эл. град. В этом случае положение фронта минус - плюс соответствует amm катодной группы, а положение фройта плюс-минус атах анодной группы.

1. Проверить функционирование электропривода в разомкнутой системе регулирования и выполнить фазировку обратной связи по скорости.

Проверка работы электропривода в разомкнутой системе регулирования про­изводится путем подачи задающего напряжения на вход СИФУ. Для этого сни­мается перемычка (вых. РТ — вх. СИФУ) и на штифт, который соединяется со входом СИФУ, запаивается провод от среднего вынода потенциометра задающего напряжения. Поскольку в этом случае ток двигателя не ограничивается схемой токоограиичения преобразователя, а также отсутствует ограничение минималь­ного и максимального углов регулирования, необходимо плавно изменять напря­жение задания на входе СИФУ, не превышая величины ±5 В.

Деблокировать преобразователь. Плавно увеличивая напряжение задания от 0 до 5 В, проверить работоспособность тиристорного преобразователя и двига­теля. Плавно уменьшить задание до нуля. Произвести проверку в противополож­ном направления вращения двигателя.

Наблюдать осциллографом сигнал тахогеиератора. Убедиться в отсутствии недопустимых провалов и пульсаций в напряжении тахогеиератора. В противном случае произвести осмотр и профилактику щеточно-коллекторного узла тахоге­иератора.

Для проверки знака обратной связи по скорости необходимо замерить по­лярности напряжений иа входе СИФУ и тахогеиератора. Отрицательная обратная связь по скорости соответствует противоположной полярности указанных напря­жений. Если в процессе проверки полярности напряжений окажутся одинаковыми, необходимо поменять местами выводы тахогеиератора.

Снять с преобразователя силовое напряжение и напряжение питания, убрать провод от потенциометра задания со входного штифта СИФУ, установить пере­мычку (вых. РТ — вх. СИФУ).

12. Проверить н выполнить регулировку схемы токоогранячеиия.

Настройка кривой тока в режиме токоограиичения производится при скачко­образном изменении на входе электропривода напряжения задания величиной ±10 В. Предварительно выполняется балансировка усилителя датчика тока (ОУ А501, потенциометр R506).

Если известен коэффициент передачи датчика тока, контроль тока осуществ­ляется осциллографом по сигналу датчика тока в контрольной точке 120. При неизвестном коэффициенте передачи ДТ ток контролируется осциллографом по измерительному сигналу шунта, установленного в якорной цепи двигателя. Вид кривой тока двигателя при реверсе приведен на рис. 5.18г Величина тока /о, соот­ветствующего нулевой скорости вращения, устанавливается потенциометром R213 Равной (4—5) /ном, где /ном — номинальный ток двигателя. Величина тока /п, соответствующего максимальной скорости вращения, устанавливается потенцио­метром R303 равной (0,5—1,5) 1Вом в соответствии с коммутационной кривой используемого двигателя.

Если диапазон регулировки потенциометра R213 окажется недостаточным для установки необходимой величины тока, то масштаб тока можно изменять. сменным резистором R501 в цепи обратной связи операционного усялителя дат­чика тока. Ток якоря в режиме токоограничения будет уменьшаться пропорцио­нально увеличению резистора R501.

Если перед началом настройки кривой тока отсутствует уверенность, что узел токоограничения согласован с номинальным током двигателя, необходимо при заблокированном преобразователе потенциометром R213 установить минималь­ную величину выходного напряжения операционных усилителей А202, А203 в контрольных точках 151, 152.

13. Установить максимальную величину частоты вращения. Установка про­изводится при велиЧ&не задающего напряжения 10 В. Регулировкой потенцио­метра R302 устанавливается максимальная скорость вращения, указанная в пас­порте электродвигателя. Обычно в станках с ЧПУ для двигателей серии ПБВ величине задания 10 В соответствует скорость вращения 1000 об/мии. Контроль скорости осуществляется тахометром либо по напряжению якоря двигателя, со­ответствующему устанавливаемой скорости вращения.

14. Настроить оптимальный характер переходных процессов.

Порядок и принципы настройки переходных процессов в контуре тока и кон­туре скорости, при которых электропривод обеспечивает максимальные динами­ческие характеристики, изложены в главе 9 «Методика настройки переходных процессов».

Общая принципиальная схема комплектного электропривода ЭТ6 приведена на рис. 5.19.