Технологическое оборудование машиностроительных произ­водств

ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ МЕТАЛЛООБРАБАТЫВАЮЩИХ СТАНКОВ

Производим и продаем электроприводы ЭТУ, ЭПУ для двигателей постоянного тока, тел./email +38 050 4571330 / rashid@msd.com.ua
В наличии электроприводы ЭТУ2-2-3747Д, ЭПУ1-2-342М

Привод ЭПУ 25А с дросселем - 5500грн

Продаем частотные преобразователи, подробнее здесь: //msd.com.ua/invertor/invertor/

Для привода главного движения необходимо использовать макси­мальную мощность для обеспечения необходимых скоростей резания, поэтому неизбежным оказывается наличие коробки передач. Если диапазон частот вращения шпинделя велик, коробки передач получаются сложными. Применение асинхронных электродвигателей с элек­трическим переключением скоростей (одна-три, а иногда и четыре скорости) значительно упрощает коробки передач станков. Однако асинхронные электродвигатели с переключением скоростей обладают постоянным моментом на разных скоростях, что приводит к плохому использованию их на малых скоростях.

В связи с таким использованием электродвигателей постоянного тока, частоты вращения которых в достаточно широких пределах могут регулироваться при постоянной мощности и непрерывном диапазоне скоростей за счет регулирования поля возбуждения путем его ослаб­ления, оказывается более предпочтительным, так как значительно упрощает коробку передач, являющуюся самым сложным узлом станка. В этом случае коробка передач может иметь всего три-четыре ступени скорости, а иногда и две. При этом электродвигатель должен иметь возможность регулировать свою частоту вращения при постоянной мощности за счет ослабления магнитного поля в 3—4 раза. Так как электродвигатели главного движения обеспечивают постоянную задан­ную скорость, независимую от нагрузки, изменяющуюся в широких пределах, они должны иметь высокую жесткость механических харак­теристик, которая может изменяться при ослаблении магнитного поля возбуждения. В противном случае невозможна устойчивая работа привода.

Естественная механическая характеристика современных электро­приводов при нормальном поле возбуждения обычно обладает доста­точной жесткостью (падение частоты вращения при полной нагрузке не превышает 3—5 %).

Особенностью приводов главного движения помимо их больших мощностей по сравнению с приводами подач является их работа при значительно изменяющихся инерационных моментах нагрузки при переключении коробок скоростей, что создает определенные трудности при стабилизации таких приводов. Эти трудности еще более возрастают при необходимости в некоторых случаях обеспечить ориентацию уг­лового положения шпинделя с помощью электродвигателя в станках с автоматической сменой инструмента.

Можно применять главный привод в режиме следящего движения, используя его при нарезании резьбы резцом с помощью плансуппорта или фрезы. Этот метод нарезания резьбы используется в некоторых сериях станков. В силу больших инерционных нагрузок на электро­двигатель главных приводов достаточно большой мощности требуется большее время разгона и торможения, чтобы избежать перегрузок электродвигателя по току. Для гарантии безопасного разгона и тормо­жения применяют сложные схемы ограничения по току, обеспечива­ющие заданный закон разгона и торможения.

Систему управления приводом главного движения для станков с ЧПУ часто оформляется в виде отдельного узла, включающего два 68
тиристорных преобразо­вателя: один мощный — для регулирования на­пряжения на якоре элек­тродвигателя, другой — маломощный для регу­лирования напряжения возбуждения. Такой двухзонный привод в на­стоящее время является типовым для обеспече­ния главного движения в станках разнообразных модификаций. Помимо двух тиристорных преоб­разователей этот узел уп­равления содержит схе­му управления автоматизированной коробкой скоростей станка с необходимыми блокировками.

В станках, имеющих регулируемые электроприводы главного дви­жения, управляемые от тиристорных преобразователей, ориентация шпинделя может осуществляться в следящем режиме, для чего со шпинделем кинематически связывается какой-либо датчик углового перемещения. Такой метод ориентации значительно упрощает как электронную схему управления ориентацией, так и конструкцию шпиндельного узла.

Приближенно момент асинхронного электродвигателя М= =2Mj(S/Sd + (<Sk/5), где Afk — критический (наибольший нагрузоч­ный) момент электродвигателя; Sk — критическое скольжение, соот­ветствующее моменту Мк.

Механические характеристики асинхронного электродвигателя, по­строенные по формуле крутящего момента, показаны на рис. 43. При Sq = О момент Af = 0. Этот случай синхронного вращения соответствует идеальному холостому ходу машины. В первый момент пуска электро­двигателя, когда ротор неподвижен и S = 1, электродвигатель развивает пусковой (начальный) момент Мт который больше номинального момента Мн. Значение Afk и определяет критическую точку (макси­мум) механической характеристики. Точка А соответствует номиналь­ной нагрузке.

Участок характеристики от точки идеального холостого хода до критической точки называют рабочей частью механической характе­ристики. Только на этом участке возможна устойчивая работа асинх­ронного электродвигателя при нагрузке. Номинальное скольжение зависит от номинальной мощности, типа электродвигателя и находится
в пределах 0,02—0,12. При этом электродвигатели большей мощности имеют меньшее скольжение.

Кроме асинхронных электродвигателей нормального исполнения выпускают электродвигатели с повышенным скольжением (0,07—0,16) и пусковым моментом. Электродвигатели с нормальным скольжением имеют жесткую характеристику (кривая 7) и их применяют в большин­стве станков, а электродвигатели с повышенным скольжением имеют мягкую характеристику (кривая 2), и их применяют в приводах станков с частым включением электродвигателя и значительной нагрузкой при пуске. При прочих равных условиях электродвигатель с мягкой харак­теристикой имеет меньшую номинальную частоту и больший пусковой момент Мп.

В каталогах обычно приводят следующие основные данные асин­хронных электродвигателей: номинальная мощность на валу NH, кВт; номинальная частота вращения п, мин'1; синхронная частота вращения По, мин"1, отношения MJMH и MJMH, где Мн и Мп — соответственно номинальный и пусковой моменты электродвигателя. Номинальный момент Мн = 9550Лн • n, (НМ).

Электродвигатели главного движения (привода главного движения) пускают без нагрузки, поэтому пусковой момент Мп = 0,5Мн достато­чен. Для электродвигателей, включаемых в работу под нагрузкой, необходимо большой пусковой момент. Кроме того, такой метод позволяет сравнительно просто организовывать на станке нарезание резьбы путем перевода шпинделя в следящий режим, т. е. управляя им как обычной координатой от устройства ЧПУ.

Большинство металлообрабатывающих станков приводится в дви­жение асинхронными электродвигателями трехфазного тока, которые просты в исполнении и надежны в эксплуатации.

Конструктивные формы асинхронных электродвигателей зависят от способа их крепления и формы, защиты от воздействия окружающей среды. Конструктивно электродвигатели выполняются на лапах, а также во фланцевом исполнении для горизонтальной и вертикальной установки.

Асинхронные электродвигатели рассчитаны на напряжение 127,220 и 380В. Один и тот же электродвигатель можно включать в сеть с разным напряжением, отличающимся друг от друга в V3 раза. При этом для меньшего из двух напряжений статор электродвигателя включают треугольником, для большего — звездой. Сила тока в фазовых обмотках электродвигателя в обоих случаях будет при таком включении одна и та же. Кроме того, выпускают электродвигатели на 500 В. Обмотку статора такого электродвигателя включают на постоянное соединение звездой. Асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором выпускают с номинальной мощностью 0,6—1000 кВт на синхронные частоты вращения 600, 750, 1000 и 3000 мин"1. Частоту вращения 70 асинхронного электродвигателя можно повысить, увеличив частоту переменного тока.

Механическая характеристика асинхронного двигателя, т. е. зави­симость частоты вращения п от момента М на его валу: п бывает мягкой, жесткой и абсолютной жесткой. У электродвигателей с мягкой характеристикой изменение момента вызывает значительные измене­ния частоты вращения вала. Если это изменение не влечет за собой заметного изменения частоты вращения, характеристику называют жесткой. При абсолютно жесткой характеристике частота вращения электродвигателя не зависит от нагрузки.

Механическая характеристика электродвигателя характеризуется скольжением (в процентах или в долях единицы), которое выражает относительные падения частоты вращения электродвигателя при пе­реходе от работы без нагрузки (Л/= 0) наибольшей (критической) нагрузки (М = Л/*): S= (п0 — п)/п0, где По — скорость вращения маг­нитного поля (синхронная частота вращения электродвигателя), с"1 и мин"1; п — частота вращения ротора (асинхронная).

Частота вращения асинхронного электродвигателя, мин"1, опреде­ляется следующим соотношением: п = 60Д1 — S)/P где, /— частота переменного тока, Гц; Р — число полюсов статора электродвигателя; S — скольжение ротора.

Следовательно, частоту вращения ротора можно регулировать, изменяя частоту электрического тока, скольжение или число пар полюсов. Первым способом можно регулировать частоту вращения ротора только при наличии отдельного генератора переменного тока для питания электродвигателя. Во всех остальных случаях частота переменного тока в сети является постоянной величиной. Регулирова­ние частоты вращения путем изменения скольжения осуществляется введением активного сопротивления в цепь ротора, что возможно только у электродвигателей с фазовым ротором. В металлорежущих станках (особенно в многоскоростных электродвигателях) широко применяют способ регулирования частоты вращения путем изменения числа пар полюсов.

Торможение асинхронных электродвигателей можно осуществлять механическим или электрическим способом. К электрическим спосо­бам торможения относят торможение с рекуперацией, электродинами­ческое торможение, торможение противотоком и др. Торможение с рекуперацией возможно только для многоскоростных электродвигате­лей. Сущность его заключается в том, что электродвигатель, оставаясь не отключенным от сети, переключается на низшую скорость, в результате чего он переходит на генераторный режим и отдает в сеть электрическую энергию, благодаря чему электродвигатель тормозится и приближается к режиму переключенной низшей скорости. Дальней­шее торможение осуществляется механическим путем или другими способами.

Электродинамическое торможение производится дополнительной пода­чей в обмотку статора постоянного то­ка, в результате чего в статоре возникает постоянное магнитное поле, которое тормозит вращающееся маг­нитное поле и останавливает электро­двигатель. После полной остановки электродвигатель особым устройством автоматически отключается от сети.

Торможение противотоком (про - тивовключением) осуществляют путем переключения двух фаз обмотки стато­ра. При этом меняется направление вращающегося магнитного поля, которое воздействует на вращающийся по инерции ротор и тормозит его. В конце торможения электродвигатель автоматически отключается от сети. Этот способ широко применяют в станках из-за его простоты и надежности.

Реверсирование электродвигателей осуществляется путем переклю­чения любых двух внешних зажимов (фаз) электродвигателя.

Электродвигатели постоянного тока с параллельным возбуждением (шунтовые) широко применяются в станках. Их включают по схеме, показанной на рис. 44. Обмотка якоря «Я» подключена к сети через пусковой реостат 7, а обмотка возбуждения ОВД — через реостат 2, служащий для изменения частоты вращения.

Для электродвигателей постоянного тока момент на валу электро­двигателя и частота вращения будут соответственно М=МЯФ, п = =( V— /я • гя)/С • Ф, где к = 0,05 — 0,12 — коэффициент пропорцио­нальности; К— напряжение сети, В; /я — сила тока в цепи якоря; А; гя — сопротивление цепи якоря; Ом; С — постоянная данного электро­двигателя; Ф — магнитный электрический поток электродвигателя, Вб.

Механические характеристики электродвигателя приведены на рис. 45. Линия 7 соответствует естественной механической характеристике. Относительно малое сопротивление обмотки якоря обусловливает достаточную жесткость естественной характеристики электродвигателя с параллельным возбуждением. На рисунке это отражено небольшим наклоном линии 7. Во время работы электродвигателя можно увеличить сопротивление реостата 7; тогда общее сопротивление якоря возрастает (наклон линии увеличится). Таким образом, получается несколько искусственных реостатных характеристик 2— 4. Потери мощности в цепи возбуждения зависят от мощности электродвигателя и лежат в пределах 1 — 8 %, увеличиваясь с уменьшением мощности электродви­гателя.

Номинальную силу тока якоря определяют как разность номиналь­ных значений силы тока электродвигателя и силы тока возбуждения. 72

Однако сила тока возбуждения электродвигателя параллельного воз­буждения мала, и при расчетах ее часто не учитывают.

Шунтовые электродвигатели кратковременно могут работать с пе­регрузкой. Коэффициент допустимой перегрузки X = 2...2,5. Допусти­мая кратковременная перегрузка ограничивается появлением значительного искрения под щетками.

Механическая характеристика, соответствующая измененной по­лярности якоря электродвигателя, при которой изменяется действие момента в двигательном режиме, показана линией 9.

Пуск двигателя с параллельным возбуждением осуществляют толь­ко с помощью пускового реостата. Реостат 1 при пуске включается полностью всеми ступенями, тем самым разгоняя электродвигатель по характеристике 4. Сопротивление рассчитывают так, чтобы электро­двигатель при включении развивал заранее заданный момент М (обыч­но М « Мн). При разгоне электродвигателя, когда момент уменьшается до заранее принятого значения М2 (обычно М2 » 1,1 Л/н), одну секцию реостата отключают. Электродвигатель при той же скорости переходит на работу по характеристике 3. Дальнейший разгон электродвигателя происходит также по характеристике 3. Секции реостата постепенно отключают до тех пор, пока электродвигатель не перейдет на работу

73

По естественной механической характеристике. Пуск электродвигателя постоянного тока в станках производится автоматически.

Частоту вращения электродвигателей постоянного тока регулируют тремя способами: изменением сопротивления цепи якоря, изменением подводимого к электродвигателю напряжения и изменением магнит­ного потока. Первый способ малоэкономичен, и его применяют редко.

Регулирование частоты вращения вала изменением магнитного потока является наиболее распространенным. Величина потока изме­няется реостатом 2. Увеличивая его сопротивление, уменьшают силу тока возбуждения и магнитный поток, что приводит к увеличению частоты вращения. Таким образом, при уменьшении магнитного по­тока механические характеристики представляют собой несколько прямых линий (5— <$), не параллельных естественной характеристике и имеющих тем больший наклон, чем меньшим потокам они соответст­вуют. Число их зависит от числа секций на реостате 2. При большом числе секций на регулировочном реостате частота вращения регулиру­ется практически бесступенчато.

Регулирование частоты вращения изменением подводимого напря­жения требует применения специальных схем и его используют в системах «генератор — двигатель».

Электродвигатели постоянного тока тормозят теми же способами, что и асинхронные электродвигатели. Торможение с рекуперацией осуществляют шунтовым реостатом, которым снижают скорость якоря до минимума. При этом электродвигатель работает в генераторном режиме, отдавая электрический ток в сеть. Окончательную остановку электродвигателя производят отключением его от сети.

При торможении электромеханическим способом, получившим наибольшее рапространение, якорь электродвигателя отключают от сети и замыкают на нагрузочное сопротивление, а электрический ток включают через тормозной реостат.

При торможении противотоком изменяют направление электриче­ского тока в цепи* якоря.

Электрический привод с тиристорним преобразователем и двигате­лем постоянного тока. Тиристорный преобразователь (ТП) является управляющим источником питания электродвигателя постоянного то­ка, т. е. усилителем мощности с весьма высоким коэффициентом, достигающим значения 4000. На станках с ЧПУ скорость и направление вращения электропривода определяется системой ЧПУ по величине сигналов на перемещение в соответствии с технологией обработки. Электродвигатель непрерывно управляется в зависимости от величины сигналов рассогласования таким образом, чтобы устранить это рассог­ласование. Скорость электродвигателя регулируется изменением на­пряжения, подводимого к его якорю от источника регулируемого напряжения тиристорного преобразователя-выпрямителя. Тиристор - 74 ные преобразователи по сравнению с известными системами регули­руемых электроприводов постоянного тока имеют значительные пре­имущества: статический характер работы преобразователя; высокую экономичность регулирования напряжения; легкость управления; ста­бильность поддержания скорости; высокое быстродействие; сравни­тельно малые габаритные размеры и массу; бесшумность в работе; низкие эксплуатационные расходы; простоту обслуживания.

Тиристорные преобразователи собирают по различным силовым схемам в зависимости от мощности электропривода.

Для повышения быстродействия и обеспечения широкого диапа­зона регулирования скорости применяют широтно-импульсное управ­ление приводом. В таких схемах тиристоры включают в сеть постоянного тока последовательно с электродвигателем. Для гашения тиристоров применяют заряженные конденсаторы, которые включают специальными тиристорами гашения навстречу анодному напряже­нию. Таким образом, в электродвигателях постоянного тока с тири - сторными преобразователями через якорь электродвигателя пропускают импульсы постоянного тока различной продолжительно­сти.

Эти импульсы отличаются от импульсов переменного тока той же длительностью повышенной энергии, сообщаемой электродвигателю. Это объясняется тем, что анодное напряжение неизменно в течение всего времени протекания тока через тиристор. Большое количество энергии, сообщаемое электродвигателю при пропускании каждого импульса, обеспечивает высокое быстродействие привода. Для элект­роприводов подачи применяют также комплектные тиристорные пре­образователи.

Схема тиристорного преобразователя типа ПТЗР (рис. 46) состоит из двух групп вентилей, образующих трехфазные управляемые вентили. Они работают как инверторы, включаемые последовательно через дроссели (реакторы) 1—2у которые замкнуты на один электродвигатель, включенный между средней точкой «А» дросселей и общей точкой «Б» вторичной обмотки трехфазного трансформатора. При небольшом открывании вентилей обоих выпрямителей через дроссели идет урав­нительный постоянный ток 2—4 А. Переменная составляющая этого тока ограничивается дросселями. При большом открывании вентилей одной группы и одноименном уменьшенном открывании другой за счет управляющего сигнала на выходе между точками «А» и «Б» возникает напряжение выпрямителей и вал электродвигателя начинает вращаться в ту или иную сторону в зависимости от того, у какого из выпрямителей напряжение больше. Если при установившейся скоро­сти электродвигателя снизить управляющий сигнал на выходе, то одна из групп вентилей (в зависимости от направления вращения вала электродвигателя в этот момент) переходит в инвентарный режим вследствие того, что ЭДС электродвигателя больше выпрямленного

Напряжения. При этом направление тока, проходящего через электро­двигатель, меняется и он начинает тормозиться до скорости, соответ­ствующей новому значению управляющего сигнала.

Существуют различные методы управления тиристорами, имеющие свои преимущества и недостатки. Управляющие импульсы типа ПТЗР формируются в блоках управления (БУ), работающих совместно с блоком пилообразных напряжений (БПН) и усилителем постоянного тока (У/77), на вход которого последовательно с управляющим сигна­лом включен тахогенератор (ТГ).

Этот преобразователь имеет специальную схему ограничения тока для предохранения электродвигателя от перегрузки, реализованную в виде: блоктокоограничителя (БТО), блок задания скорости (БЗС), блок

Питания (2>/7), содержащий несколько независимых маломощных трех­фазных выпрямителей с фильтрами, блок питания обмоток возбужде­ния электродвигателя и тахогенератора (БПДТ). Данный ТП совместно с электродвигателем Яй'СГмощностью 1—10 кВт используют в качестве регулируемого электропривода, и он имеет входной управляющий сигнал + 200 В, получаемый от БЗС или от какого-либо другого источника управляющего сигнала постоянного тока. Диапазон регули­рования 2000.

Время разгона электродвигателя на полную скорость зависит от его мощности. При небольших мощностях его можно использовать без блока токоограничителя, при этом время разгона или торможения не превышает 0,3 с. Электродвигатели используют с номинальным напря­жением 110 В и 220 В, при изменении напряжения необходимо заменить силовой трансформатор. Номинальная частота вращения ротора электродвигателя может быть различной (1000, 1500 и 3000 мин ).

В тиристорных преобразователях типа ЭТ-6И в силовой части применена двойная мостовая схема, значительно увеличивающая же­сткость электропривода, и обратная связь по току нагрузки электро­двигателя, что значительно улучшает динамику электропривода. В схеме применены интегральные усилители, обеспечивающие высокую стабильность характеристик. Тиристорный преобразователь ЭТ-6И может применяться для управления обычными электродвигателями ПБСТ и высокомоментными электродвигателями с постоянными маг­нитами, для чего в схеме этого ТП применена специальная схема ограничения тока, зависящего от частоты вращения электродвигателя

(при увеличении частоты вращения допустимый ток пропорционально снижается). Это необходимо для предохранения электродвигателя от повреждений при перегрузках и больших скоростях слежения. Пример выполнения импульсно-фазового следящего привода (ИФП) с тири - сторными преобразователями показан на рис. 47. Обратная связь дана с измерительным преобразователем «револьвер» или «индуктосин» (сигнал X). При скачкообразном изменении частоты на входе блока разгона-замедления частота изменяется по заданному закону. Форми­рование закона изменения управляющей частоты может изменяться в устройстве ЧПУ в зависимости от условий работы привода. Сигналы с выхода блока разгона-замедления подаются на вход формирователя 7 импульсно-фазового преобразователя ИФП, выдающего прямоуголь­ные фазовые сигналы на несущей частоте (2000 Гц). При появлении на входе формирователя 7 задающего импульса на входе ИФП фаза сигнала изменяется относительно фазы-эталона. Например, при изме­нении фазы сигнала револьвера за один оборот (или индуктосина на шаге 2 мм) на 360° с последующим делением на 1000 (=) дискрета будет равна 2 мкм. При фазовых измерительных преобразователях переме­щения управления приводом подач выполняется по импульсивно-фа­зовой схеме (рис. 48). Эта схема основана на определении сдвига фаз последовательностью импульсов программы и импульсов, сформиро­ванных с выхода вращающегося трансформатора (ВТ). Временное сравнение сдвига фаз выполняется на несущей частоте. Опорный делитель Д1 заполняется импульсами тактовой частоты, алгебраически суммирующимися (в схеме синхронизации CQ с импульсами програм - 78 мы. Делитель Д2, формирующий питание, заполняется импульсами тактовой частоты. Приход каждого импульса программы вызывает сдвиг фаз импульсов на выходе опорного делителя на +I/N часть периода (N — емкость делителя). Наибольший сдвиг фазы, запомина­емый опорным делителем, соответствует № импульса программы. На выходе ВТ установлен фильтр (Ф) и нуль-орган (НО), формирующие прямоугольную последовательность импульсов, которая сравнивается по фазе с импульсами на входе опорного делителя. Для расширения диапазона запоминания рассогласования по пути предусмотрен счет­чик-накопитель (Н), запоминающий ошибку, кратную фазовому сдви­гу. При наличии такого счетчика рассогласование может превышать период сигнала измерительного преобразователя (ПЭ). Преобразова­тель формирует аналоговый сигнал на вход блока управления приво­дом, пропорциональный фазовому сдвигу между импульсами.

Привод подач с высокомоментными электродвигателями позволяет выполнить разгон перемещаемого органа до максимальной скорости за весьма малое время (разгон до 10 м/мин за 0,25 с).

Станки класса точности Н комплектуют приводами подач с двух­полюсным вращающимся трансформатором ВТМ-1В с делением фазы на 2000. При дискретности линейного перемещения 0,01 мм привод обеспечивает скорость до 6 м/мин, а при установке мультипликатора — до 10 м/мин. Станки класса точности П комплектуют приводами подач с линейными датчиками ДЛМ-ІІ, либо индуктосинами, обеспе­чивающими скорость холостых ходов до 10 м/мин. Возможно приме­нение многополюсных револьверов. Высокомоментные двигатели с возбуждением от постоянных магнитов — это электродвигатели посто­янного тока, у которых вместо электромагнитного возбуждения ис­пользуют возбуждение от постоянных магнитов. Они позволяют получать большие крутящие моменты при непосредственном соедине­нии с ходовым винтом без промежуточных передач. Благодаря наличию возбуждения от постоянных магнитов эти двигатели выдерживают значительные перегрузки и отличаются высоким быстродействием, так как способны кратковременно развивать большой (50—20-кратный) крутящий момент при малых частотах вращения. Отсутствие обмотки возбуждения, нагревающейся при работе двигателя с электромагнит­ным возбуждением, обусловливает меньший нагрев двигателя с посто­янными магнитами. Благодаря этому стало возможным увеличить силу тока якоря и развиваемый крутящий момент без увеличения габарит­ных размеров двигателя. Для увеличения равномерности вращения ротора двигателя и связанного с ним винта подачи при малых скоростях двигатель имеет большое число полюсов и коллекторных пластин малой ширины. Коллекторы двигателя и тахогенератора имеют специ­альное покрытие, щетки изготовляют из специально подобранных материалов. Для повышения теплостойкости двигателя при пропуска-

НИИ через обмотку токов большой силы изоляцию обмоток выполняют из материалов высокой теплостойкости.

Высокомоментный электродвигатель постоянного тока с возбуж­дением от постоянных магнитов изображен на рис. 49. Ротор 2 двига­теля установлен в подшипниках качения, расположенных в крышках 1 и 10. Якорная обмотка J питается током через коллектор 5и щеточный аппарат 6. В корпусе двигателя, выполненного в виде трубы, по всему периметру наклеены постоянные магниты 4. Якорь 3 тахогенератора посажен на ротор двигателя. Статор 7 тахогенератора 8 может быть оснащен постоянными магнитами или обмоткой возбуждения. Редук­тор соединен с ротором двигателя гибкой муфтой 9.

Шаговый двигатель — это импульсный синхронный электродвига­тель, преобразующий электрические управляющие сигналы в дискрет­ные (шаговые) перемещения исполнительного органа станка. Шаговые электродвигатели широко применяются в приводах станков с ЧПУ. Схема шагового электродвигателя ШД5-1М представлена на рис. 50. Электродвигатель состоит из двух одинаковых секций статора 1 (рис. 50, а) и общего ротора 2. Каждая секция статора (рис. 50, б) имеет шесть зубчатых полюсов 1—6, взаимодействующих с зубчатым ротором 7, имеющим 20 зубцов. При этом зубцы каждого последующего полюса сдвинуты на 1/6 шага зубцов относительно полюса, а обе секции статора сдвинуты относительно друг друга на 1/2 шага зубцов. Обмотки каждой пары противолежащих полюсов включены последовательно и образуют одну фазу. Таким образом, каждая секция электродвигателя имеет трехфазную обмотку, а с учетом второй секции электродвигатель имеет шестифазную обмотку. Направление магнитных потоков, создаваемых этими шестью фазами в пределах 360°, представлены на рис. 50, в, где векторы 1, 2, 3 указывают направления магнитных потоков, создавае­мых тремя фазами первой секции, а векторы Г2'3' — направления магнитных потоков, создаваемых тремя фазами второй секции. При подаче тока в первую фазу первой секции зубцы ротора устанавлива­ются точно против зубцов первого и четвертого полюсов, на которых находится обмотка первой фазы. При подаче тока во вторую фазу первой секции ротор повернется на 1/3 шага зубцов, т. е. на 6° так, что его зубцы окажутся против зубцов полюсов 2 и 5 (рис. 50, б). Если подать ток по очереди в обмотки второй секции, то ротор также будет поворачиваться на 6°, но со сдвигом на 3° относительно первой секции. Если ток подать сразу в первую фазу первой секции и в третью фазу второй секции, то ротор повернется на 1,5°, т. е. зубцы встанут между зубцами первой и второй секций. Таким образом, чередуя подачу тока то в одну фазу, то в две, получим непрерывное вращение шагового двигателя скачками на 1,5°. За 12 тактов двигатель повернется на 360/20= = 18°, т. е. один оборот он сделает за 240 тактов. Соответствующее чередование тока в обмотках шагового двигателя обеспечивается спе - 80

Циальными кодовыми преобразователями, основными элемента­ми которых являются счетчики импульсов со схемами обратных связей и мощные уси­лители, обеспечиваю­щие ток в обмотках. При напряжении 48 В шаговый двигатель обеспечивает частоту вращения до 4000 мин, что соответствует 1600 Гц.

Конструктивная схема электроприво­да, состоящего из ша­гового электродви­гателя и гидравличе­ского усилителя мо­ментов (ГУМ) показа­на на рис. 51. Ша­говый электродвигатель (ШД) обрабатывает импульсы, поступающие из системы ЧПУ. При обработке импульса вал 7, поворачиваясь через редуктор 2, заставляет вращаться винт J, ввернутый в гайку 4, жестко соединенную с ротором гидромотора 5. При неподвижном гидромоторе поворот винта заставит соединенный с ним золотник <? переместиться, например, вправо от среднего положения, в результате чего в трубоп­роводе 6, идущем от золотника к гидромотору, повысится давление, а в трубопроводе 7 понизится, и образовавшийся перепад давления создаст крутящий момент на гидромоторе. Поворачиваясь, ротор гид­ромотора повернет гайку 4, которая через винт 3 возвратит золотник в среднее положение. При непрерывной подаче импульсов на ШД вал гидромотора будет вращаться со скоростью, пропорциональной частоте импульсов, и золотник будет смещен от среднего положения на величину, обеспечивающую пропуск масла, необходимого для враще­ния гидромотора.

В приводе с золотником осевого перемещения исключен ряд недостатков конструкции гидроусилителя момента с поворотным зо­лотником. Так, вследствие изменения передаточного отношения ре­дуктора и шага винтовой пары представляется возможным в широких пределах изменять коэффициент усиления в прямой цепи воздействия 82

И в обратной связи привода. В результате длину рабочего окна и его проходное сечение выполняют достаточным для пропуска больших потоков масла к гидродвигателю и, таким образом, гидравлическая часть привода не лимитирует скорость привода.

Промышленность выпускает электрогидравлические шаговые при­воды подач (гидроусилители) для металлорежущих станков типа 332Г18-3 и электрогидравлические поворотные следящие приводы типа СП. Приводы предназначены для перемещения рабочих органов стан­ков и других машин с ЧПУ в соответствии с электроимпульсами, подаваемыми на вход. Величина перемещения определяется числом поданных импульсов, а скорость — частотой их следования. Приводы работают на чистых минеральных маслах с кинемататической вязко­стью от 20 до 2000 Ст при температуре от 3 до 50°. Температура окружающей среды от 5 до 40°. Тонкость фильтрации 10 мкм. Приводы состоят из аксиально-поршневого гидромотора, следящего устройства, соединенного с валом гидромотора и шагового электродвигателя.

Электрогидравлический поворотный СП предназначен для осуще­ствления поворотных движений механизмов промышленных роботов, станков, прессов и других машин различного технологического назна­чения по программе, поступающей на привод в виде электрических сигналов от задающего устройства.

В состав привода входят поворотный гидродвигатель типа ДПГ, дросселирующий распределитель типа УГЭ8, регулируемый дроссель, предохранительные клапаны, переходные плиты и редуктор с датчи­ками обратной связи.

Величина скорости вращения выходного вала и его направление определяются величиной и полярностью электрического сигнала, по­ступающего на обмотку управления дросселирующего распределителя.