ЭЛЕКТРОПРИВОДА МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ

СЛЕДЯЩИЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОДАЧИ ДЛЯ СТАНКОВ С ЧПУ ТИПА РАЗМЕР 2М-5-2

Электропривод имеет номинальные моменты от 7 до 47 Н-м и обеспечивает работу в четырех квадрантах механических характе­ристик [2]. Номинальная частота вращения 500, максимальная частота вращения 1000 об/мин. Электропривод обеспечивает в пе­реходных процессах максимальный момент, равный тИНом в диа­пазоне ОТ Птах ДО «ном, И МОМЄНТ 2 - М, Юм— ОТ Пвом ДО 0. При пре­вышении указанной перегрузки электропривод отключается за 0,5 с. Двигатели имеют встроенные датчики температуры. Элект­ропривод имеет векторную САР и работает по принципу частотно­токового управления.

Из системы ЧПУ на вход привода (рис. 77) поступает сигнал U3(0> задающий частоту вращения. Вычитание сигнала обратной связи по частоте вращения из указанного сигнала напряжения выполняется в регуляторе скорости (PC). PC построен по прин­ципу пропорционально-интегрального регулирования. Регулятор скорости формирует сигнал U,„ задающий ток /2 и частоту ротора

/гз посредством формирователя частоты скольжения ФЧС (час­тота скольжения пропорциональна частоте ротора). Причем по­следний параметр устанавливает момент двигателя. Сигнал, Uq поступает на два канала. В первый канал подается также сигнал И а, обуславливающий ток намагничивания и соответственно поток двигателя. В первом канале вырабатывается сигнал, опре­деляющий величину тока статора /13 по /ц и /2.

Во втором канале сложение упомянутого выше сигнала f23 и напряжения обратной связи по частоте вращения ш создает сиг­нал, устанавливающий частоту тока статора fi3. Затем эти оба ка­нала, соединяясь, формируют заданную синусоидальную кривую тока статора ti3 заданной амплитуды и частоты, поступающую на регулятор тока (РТ). На РТ приходит также сигнал обратной связи по току статора йф от датчика тока ДТ. Сигнал РТ подает­ся на транзисторный инвертор ИН. В нуль-органе регулятора тока ■сравниваются мгновенные значения заданной iia и фактической ііф величин тока статора. Регулятор работает по релейному прин­ципу, т. е. сигнал управления силовой частью (инвертором) изме­няется не непрерывно, а скачкообразно при достижении опреде­ленной разницы указанных выше величин. Если фактический трк ■больше заданного (на обусловленное значение), то вырабаты­вается сигнал включения определенного транзисторного ключа. Фаза двигателя подключается к шине звена постоянного тока такой полярности, что фактический ток начинает снижаться. Фак­тический ток сначала станет равным заданному, а затем становит­ся меньше его. Когда разница токов опять достигнет обусловлен­ного значения (но теперь другого знака), то поступит сигнал на включение другого ключа инвертора. Фаза двигателя подсоеди­няется к шине противоположной полярности. Таким образом, фак­тическая кривая тока пойдет вверх, пересечет кривую заданного тока. Такое пересечение будет происходит регулярно, т. е. факти­ческий ток будет изменяться по ломаной линии, периодически пересекающей кривую заданного тока. В результате благодаря тока. Такое пересечение будет происходить регулярно, т. е. факти­ческий ток имеет форму, близкую к синусоидальной. Регулятор тока имеет два аналогичных канала для двух фаз; в третьем ка­нале — заданный и фактический токи фазы образуются путем суммирования сигналов первых двух фаз.

Система управления вырабатывает коммутационные паузы между выключением одного и включением другого транзисторного ключа каждого плеча моста инвертора. Это позволяет исключить сквозные токи. Переключение ключей разной полярности во всех фазах осуществляется одновременно.

Так как привод является следящим, то на валу двигателя ус­тановлен датчик положения (ДП), в данном случае типа «фазо­вращатель». Фазовращатель питается напряжением с частотой 2 кГц. Выходное синусоидальное напряжение фазовращателя тоже ■частотой 2 кГц имеет фазовый сдвиг относительно напряжения питания. Этот сдвиг пропорционален текущему углу положения

ротора фазовращателя. Выходное напряжение фазовращателя преобразуется в импульсный вид. Датчик частоты вращения отсут­ствует. Сигнал обратной связи по частоте вращения образуется в формирователе ФС в результате обработки сигнала фазовраща­теля. Причем сигнал частоты вращения в импульсном виде ис­пользуется для сложения с частотой тока ротора г2з, а в аналого­вом виде он вычитается из задающего сигнала £/3(0.При этом ана­логовый сигнал скорости формируется из промежуточного сигнала, имеющего вид кода, посредством цифроаналогового преобразо­вателя.

Структурная схема силовой части электропривода содержит (рис. 78) сетевой понижающий трансформатор (ТС) с автомати­ческим выключателем на вторичной стороне, неуправляемый вы­прямитель (ВС), емкостный фильтр (БК) и транзисторный инвер­тор напряжения (ИН), работающий на частоте коммутации по­рядка 3 кГц. Ключи трехфазного мостового инвертора состоят из пяти параллельно включенных транзисторов, управляющего тран­зистора, соединенного с основными по схеме составного транзис­тора, и вентиля обратного моста (ОМ). В эмиттерных цепях тран­зисторов находятся предохранители, которые их защищают от длительной перегрузки. Ключи включают в себя цепочки из ре­зисторов, дросселей, конденсаторов и диодов, защищающие тран­зисторы от перенапряжений и сквозных токов. Такие цепи описаны в разделе силовых транзисторов (см. рис. 60,6). В данном случае также благодаря обратной связи поддерживается падение напря­жения коллектор-эмиттер на уровне 3,5 В.

Выходные усилители системы управления обеспечивают подачу отрицательного напряжения на базы силовых транзисторов в не­проводящие интервалы времени. Последовательно между конден­саторным фильтром и инвертором установлены шунт и транзис­торный защитный ключ (КЗ). Сигнал с шунта управл5!6т этим ключом. Ключ запирается (разрывает цепь) при достижении то­ком величины 60 А, осуществляя быстродействующую защиту силовых транзисторов инвертора. При этом ток нагрузки замы­кается через вентиль. Кроме того, электропривод имеет следую­щие виды контроля отдельных блоков: функционирование датчи­ков тока, источников питания фазовращателя твыходных усили­телей; уровень напряжения и допустимого тока нагрузки источни­ков питания системы управления. Обеспечивается защита двига­теля от перегрева (с запрещением повторного включения привода до снижения температуры допустимого значения), предусмотрена блокировка от ограничивающего конечного выключателя. При пропадании напряжения сети обеспечивается аварийное торможе­ние двигателей.

Блок автоматики и питания датчиков перерабатывает диагнос­тические сигналы от блоков электропривода, управляет режимами работы и наладки электропривода с учетом блокировок, а также •сигнализацией состояния электроцривода. Блок питания системы управления содержит стабилизированные источники +5 В, + 15 В, —15 В. Источники +15 В выполнены по схеме компенсационного последовательного стабилизатора постоянного тока с непрерывным регулированием. Источник +5 В включает в себя ШИП. Имеется защита от недопустимого превышения или занижения напряже­ния, а источник +5 В, кроме того, защищен от перегрузки по то­ку. Электропривод выпускается в двухкоординатном Исполнении, в одном шкафу размещены электроприводы механизмов подач двух координат.