Text
                    ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ ГЛАВНОГО ДВИЖЕНИЯ

Основные особенности

В приводах главного движения скорость регулируется при
постоянной мощности, поэтому в механизмах главного движения
преобладали нерегулируемые асинхронные двигатели дане в стан-
ках с ЧПУ. Регулирование скорости по программе осуществлялось
электрическим или гидравлическим переключением ступеней в ко-
робке скоростей. Однако сейчас все шире применяются регулируе-
мые привода постоянного и переменного тока. Многоступенчатые
коробки скоростей заменяются 2- и 3-ступенчатыми, а в некото-
рых случаях применяется бесступенчатое, чисто электрическое,
регулирование скорости шпинделя, что стало возможным благодаря
использованию двигателей с широким диапазоном регулирования
при постоянной мощности.

Обычные двигатели постоянного тока общепромышленного ис-
полнения серии 2П допускают регулирование скорости осла бдением
тока в обмотке возбуждения в пределах Пмах£:Пн =2т4. В настоя-
щее время разработаны и выпушены первые образцы двигателей се-
рии 4ПФ , специально предназначенные для приводов главного дви-
жения. Они обеспечивают диапазон регулирования при постоянной
мощности до 4.	,

Номенклатура отечественных приводов о так называемым двух-
зонным регулированием'невелика. К ним относятся привода посто-
янного тока серий ЭТРП, ЭТЗ, ЭТУ3601Д, БТУЗООО, "Кедр" в комп-
лекте электрооборудования "Размер 2M-I300".

' Приводы главного движения могут быть нереверсивными и ре-
версивными (с реверсом напряжений на якоре и на обмотке возбуж-
дения). Наиболее высокие технические характеристики обеспечива-
ют привода с реверсом напряжения на якоре, их целесообразно ус-
танавливать при необходимости ориентации шпинделя в следящем
режиме. 4 ,

Диапазон регулирования скорости определяется предельными
скоростями резания и предельными диаметрами обрабатываемых де-
талей.

Для обработки деталей одинакового диаметра из различных
материалов на универсальных станках следует обеспечить опреде-
ленный диапазон регулирования скорости резания. Постоянство ско-
рости резанйя|, необходимое’ при обработке деталей из одного и
того же материала, но разных диаметров достигается рсгулирова-

нием скорости привода в диапазоне, определяемой диапазоном диаметров. Особенность высокоавтоматизированных станкз с ЧПУ - не- обходимость применения реверсивного привода даж в тех случа- ях, когда по технологии обработки реверс не трв!уется. Обеспе- чение эффективного тор*лоаенпя и подгоршживания при свидании скорости и режимов поддержания постоянной скорссти резания обусловливает использование реверсивного приводи с целью полу- чения нужного качества переходных процессов. хунюда, дцдулняемые приводом главного двиезия высокоав- томатизированных станков о ЧПУ значительно усладаены. Помимо стабилизации скорости при резании требуется обеспечение режи- мов позиционирования шпинделя при автоматической смене инстру- мента и возможность нарезания резьбы как метчшав, так и рез- даки. Это неизбежно ведет к увеличению диапазон регулирования. Приводы с одно- и многоскоростными асинхронными двигате- лями о коротко замкнутым ротором регулируются путем переключе- ния шестерен коробки скоростей. При ограниченном числе ступеней регулирования невозможно оптимизировать скорость резания для обработки деталей всех диа- метров, что не позволяет обеспечить даксимальну» производитель- ность. Кроме того, сложная кинематика станка снижает точность его работы и увеличивает его стоимость. Поэтому основным на- правлением развития приводов главного движения является обес- печение требуемых диапазонов регулирования скорости при двух- ступенчатой коробке скоростей с дистанционным переключением и регулируемым приводом постоянного или переменного тока. Диапа- зон регулирования скорости двигателя при постоянной мощности, равной 4:1, позволяет при двухступенчатой коробке скорос- тей получить технологический диапазон регулирования скорости шпинделя до 20 при постоянной мощности. При скоростях ниже но- минальной регулирование осуществляется с постоянным моментом. Таким образом достигается двухзонное регулирование скорости. При небольшой мощности привода применяют и одаозончое регули- рование скорости о постоянным моментом. Динамические характеристики привода по управлявшему воз- действию значительно влияют на производительность станков (кро- ме универсальных, привод главного движения которых работает в основном в длительном режиме). Автоматическая смена инструмен-
та обусловила снижение времени позиционирования шпинделя. При наличии зазоров в кинематической цепи привода переретулирова- ние приводит к ударам в механизме и дополнительным затратам времени на позиционирование, поэтому возникает необходимость обеспечения монотонного апериодического характера изменения скорости. Динамические характеристики привода по нагрузке практиче- ски определяют точность обработки и шероховатость поверхности детали, а также стойкость инструмента. Устойчивый процесс ре- зания с необходимой точностью я шероховатостью поверхности воз- можен, если параметры настройки привода обеспечивают при сбро- се номинального момента нагрузки максимальный провал скорости не более 4С$ при времени восстановления, не превшпаэдем 0,25 с. Результаты исследований и разработок перспективных серий приводов главного движения металлорежущих станков показывают, что в ближайшие года приводы будут совершенствоваться по сле- дующим основным направлениям: - повышение технического уровня приводов постоянного тока на базе новых конструкций двигателей с широким диапазоном, регу- лирования при постоянной мощности (2-200 кВт); . - создание приводов переменного тока с бесколлекторннми , асинхронными чаототнорегулируемымИ двигателями специальных кон- струкций (2-30 кВт); - создание приводов со специальными интегрированными кон- струкциями исполнительных механизмов типа "мотор-шпиндель" (2- 10 кВт) и двигателем со встроенным редуктором (5-30 кВт) и до. Классификация я состав Привода главного движения постоянного тока классифицирует- ся по следующим признакам: - по виду силовых полупроводниковых приборов: тиристорные на основе, управляемых выпрямителей и транзисторные (транзистор- но-тиристорные) на основе широтно-импульсных преобразователей; - по способу регулирования скорости: изменением напряжа- . кия .наякоре двигателя (однозонныё) и напряжения на якоре дав- гателя и тока в обмотке возбуждения (двухзошше);
- по наличию реверса скорости двигателя: рЕзерсивные (с бесконтактным реверсом тока в якоре или тока в гймотке возбуж- дения) и нереверсивные. В состав привода входят: - двигатель постоянного тока со'встроенным гахогенерато- ром; двигатель может иметь встроенный или пристргенный венти- ляторы; - полупроводниковый тиристорный 1фвобразовгт°ль; - источник питания обмотки, возбуждения двигателя; - трансформатор (автотрансформатор) или блз токоограни- чиваюших ректоров; - автоматический выключатель. .. Состав привода определяется его типом и схасй управления. (Технические данные Сигнал управления, соответствующий максимальной скорости,- . аналоговый ±10 В. Входное сопротивление не менл? 2 кОм. Реверс привода ' осуществляется изменением полярности управ- ляющего напряжения. Суммарный диапазон регулирования скорости привода - до 1000. Значения допустимых погрешностей скорости и коэффициента неравномерности вращения при различных значениях скорости дойны соответствовать приведенным в табл. 27ч Таблица 27 Установ- ленная скорость привода Погрешность скорости относительно установленной, 7», не более |коэффициент неравномер- суммар- ная ±ДГ при изменении нагрузки при измене- нии направ- ления вра- щения ±Др. пости враще- ния Кн, не более пмакс 10 2 2 ОД $ Д пма\с 10 2 2 4 . 0,1 0,01 пмакс 15 5 5 0,2 0,001 пмакс 25 10 10 0,3 Основные параметры привода приведены в табл. 28. Максимальная скорость nwc- наибольиая скорость привода при питании якоря двигателя номинальным (максимальным) Напря- жением, а обмотки возбуждения минимальным током. ( Погрешность скорости при изменении нагрузки определя- ется при изменении нагрузки на ±0.4/w по отношена» к 0,61^
при номинальном напряжении питающей сети й температуре окружаю- щей среда в пределах (20±5)°С по формулам:' ДМ+ jQQ°f flush ’ Ли- = —fe*— Другие погрешности скорости и коэффициент неравномерности привода главного движения, определяются аналогично соответствую- щим параметрам привода подач (см.с. IQrll). Время возврата скорости_к допустимому диапазону при сту- пенчатом приложении нагрузки от тока холостого хода до 1М в реверсивных-приводах'составляет от 0,1 до I с при скорости не менее номинальной и зависит от типоразмера привода и момента инерции нагрузки. Объем преобразователя'без аппаратуры зашиты силовых цепей определяется в зависимости от номинального тока: Номинальный ток преобразователя, к ... . 63 200 . 400 Св.400 Объем преобразователей, дм3,, не более............. 40 90 200 300 Предельные габаритные размеры преобразователей выбираются так же, как и для приводов подачи (см.с. 13 )., При скорости двигателя менее номинальной привод допускает работу с максимальным током не менее 2Z* в течение не более Юс. Системы зашиты аналогичны системам зашиты в приводах подачи и дополнены устройством зашиты от обрыва тока в обмотке возбуж- дения. Требования к конструкции К конструкции привода главного движения предъявляются те *е. требования, что и к конструкции привода подачи. В приводах, рекомендуется использовать двигатели следующих исполнений: IMIOOI, IMIOII, IMI03I, IM2I0I, 1Й21П, IM300I, 1М30П.1М303Г, IM360I, IM36II. Степень зашиты двигателей г IP23S или IP54S с независимой вентиляцией. Допускается степень зашиты IP2I и IP44S.
Показатель Значение ЭТИ! ЭТЗ ; БТУБ501 Диапазон регулиро- вания скорости: с постоянным мо- ментом .200 300 200 и 20 с ослаблением поля, не более 5 4. — Еошпость дайте теля, КйТ I.&-30 2-24 Выходные параметры якорного преобразова- теля: напряжение, В 2 230 и 460 « ток, Л aQ,I00,20Q 400a 63Q модность, кВт i| 9,2-290 '’ид двигателя 2ПБ, 230, 2ПФ, 23® ПБСТ, 2ПФ, 230, 2ПБ Способ изменения на- правления вращения двигателя -Реверс, поля Нереверсив- . ный i -'древе^сяв- Перегрузочная спо- собность по току якоря 2 в течение 10 о 1 2,25 i Силовая схема якор- ного преобразователя Трехфазная мостовая не- реверсивная полностью управляемая Трехфазная мостовая не- реверсивная полууправ- ляемая 8 Нереверсив- ная трехфаз-- ?ная мостовая = Силовая схема преоб- разователя, питавшего обмотку возбузденвд Реверсивная однофазная одаоподупе- риодная о эасдельным ' управлением Трехфазная двухпульсная нереверсив- ная Однофазная востовая не- управляемая Структурная схема привода ] s и Иве двухкон- гурные сис- темы с ГО‘ и =Т в пепи 1коря и РЭДС * FT в цепи озбуждения Двухконтурная система с ГО и РГ в цепи якоря Одноконтурная система с ПИ- регулятором скорости
показателя для привода серей БТУ5501Д БТУ3501Р БТУ3601 БТУ3601Д ЭТУ360Д 200 200 200 200 200 5 5 5 5 230 и 460 230 и 460 230 и 460 230 И 460 115,230,340 и 460 40,100,200 ,400 и 630 40, 100 , 200,400 и 630 40 и 100 9,2 -290 9,2-290 4,6-46 ДПТ с эл.магн возб.и Деот 8 до 100 Нереверсив- ный Реверс поля Реверс по якорю Реверс по якорю Реверс по якорю 2,25 2,25 2. 25 2,25 Нереверсивна мостовая 1Я трехфазная Реверсивная с раздельным вентилей. трехфазная j управление? постовая « группами Однофазная мостовая по- лууправляе- мая Однофазная мостовая реверсивная с раздельным управлением Однофазная мостовая не- управляемая 'Одноконтур- ная система с ПИ-реВуля- тором скорос- ти и двух- контурная с РЭДС и РТ в цепи возбуж- дения Две однокон- турные систе- мы с ГС ,и FT в цепи воз- буждения Двухконтур- ная система подчиненного регулирова- ния с ГС й FT в цепи якоря Цве двухконт мы подчинены вания о ГС и якоря и РЭДС возбуждения урные систе- ого регулиро- РТ в цепи и РТ в цепи
Показатель Значение указателя ЭТРП ЭТЗ БТП501 Габаритные размеры преобразователя, мм: якорного обмотки возбуж- дения 483x310x222 550x375x264 ' От 400x250x280 дс 320x400x1100 Тип и габаритные размеры, мм, согла- сующего трансформа- тора - ТТ14,ГСЗР,ТСЗП от л до ЭООкВА Тип и габаритные размеры, мм, анодно- го реактора 570x260x95 РТП1-РТП9 0г 124x112x177 до 170x217x203 1 Реасоры на то- ки от 33 А до 514 А разме- ном от 320х_5ох260 до 550x712x450 Электроприводы главного движения промышленных .серий Электропривод на базе устройства серии БТУ3001 ЧТУ16- 536.630-80) используется в качестве приводов и главного движе- ния и подачих'. Устройства выпускаются нереверсивным! и ревер- сивными (с реверсом якоря и поля' двигателя) о одно- 1 двухзон- ным регулированием. Общий диапазон^ регулирования скорости 1000, Структура условного обозначения устройства давд на с.88. Силовая часть устройства представляет собой полэхтью уп- равляемую трехфазную мостовую схему. Реверсивные устройства со- стоят из двух трехфазных мостов, включенных встречно-параллель- но, работавших по принципу раздельного управления. В комплект поставки* входят: собственно устройство, авто- матический выключатель (для устройств с номинальным таком 40- 200 А в комплект поставки не входит), источник питания обмотки- возбуждения двигателя, блок токоограничиваппих реакторов (дая> устройства с номинальным напряжением 230 В и токами 40, 100 А ^Устройства серии БТУ3601 (ТУ16-536.624-80), предназна- ченные для приводов подачи, имеют диапазон регулирования скоро- сти 10000, их описание приведено в предыдущем разделе. хх^По согласованию с предприятием-изготовителем возможна поставка без отдельных составных частей.
для привода серая БТУ3501Д БТУ3501Р БТУ3601 БТУ3601Д ЭТУ3601Д От 400x250x280 TTI4, ТСЗР, 1 до 20С Реакторы на. т до 514 А ра . 320x265x260 дс до520x400x1100 СЗП от 14 кВА оки от 33 А змером от 580x712x450 От 400x250) От 180x60x210 до 400x162x115 TTI4, ТСЗР.Л до 20С Реакторы на до 514 А разк 320х265х260до :280 до 485х 'От 255x13 до 255x18 ’СЗП от 14 кВА оки от 33 А ером от 580x712x450 400x1500 1x101 1x151 TT8.TTI4, . TTI9, ТСА От 373x235x343 до 897x430x555 поставляется только при указании в заказе), трансформатор (да устройств с номинальным напряжением 230 В поставляется по со- гласованию с предприятием^изготовителем); двигатель (поставля- ется по согласованию с предприятием-изготовителем), комплект запасных частей и принадлежностей в соответствии с перечнем Предприятия-изготовителя, техническая документация. Задатчик скорости'в комплект поставки не входит. В каче- стве задатчика скорости потребителю рекомендуется использовать переменный резистор с сопротивлением' не менее 2 кОм. Устройства должны быть заземлены медным проводом с' сече- нием не менее 2,5 мм2. Типы устройств и их номинальная мощность указаны в табл.29. В однозонных устройствах источник питания обмотки возбуж- дения нерегулируемый, в двухзонных - регулируемый. В устройст- вах с реверсом поля используется реверсивный источник. В двух- зорные устройства с реверсом якоря источник питания обмотки возбуждения конструктивно не входит, в качестве возбудителя в ^их применяется однофазное устройство БУ3509В (ТУ16-536.573-78).
УЗООТ-ООТОО 04 Блок (устройство) Ттт J Тиристорный__________________________ Унифицированный______________________J Класс:______________:____________________ 3 - со статическими полу- проводниковыми преоб- разователями для при- водов постоянного тока Группа:__________________________________ 5 - силовая часть выполне- на по нереверсивной трехфазной мостовой схеме выпрямления 6 - силовая часть выполне- на по реверсивной трех- фазной схеме выпрямле- * НИЯ Порядковый номер разработки__________________ Номинальный выпрямленный ток: , 36-40 А: 40-100 А: 43-200 А; 46-400 А; 43-630 А Номинальное выпрямленное на-------------------------- пряжение: 2-230 В, 4-460 В Напряжение питания цепей уп-_________________________ равления (сети): 4-220 В; 50, 60 Гц; 6-240 В; 50, 60 Гц; 7-380 В; 50, 60 Гц; 8-400 В; 50, 60 Гц; 9-415 В; 50, 60 Гц; С-230 В; 60 Гц; Т-440 В; 60 Гц; У-460 В; 60 ГЦ Тип привода: _______________________ Д - двухзонный о реверсом по якорю или неревер- сивный Р - двухзонный о реверсом поля Для одно зоиных приводов буква опускается _ Климатическое исполнение и............................. — категория размещения по ГОСТ I5I50-69X (УШ и 04)
Тип устройства Номин. мощность, . кВт Тип охлаждения БТУ3501-3620;...20Д;...20Р; БТУ3601-3620;...20Д 9,2 "БТУ3501-3640;.. ЛОД;.. ЛОР; • • БТУ3601-3640;,. ЛОД 18,4 Естествен- БТУ3501-4020;...20Д;...20Р; ' БТУ3601Л020;.. .20Д 23 • ное БТУ3501Л040;.. ЛОД;.. ЛОР; БТУ3601-4040;.. Л ОД 46 БТУ3501Л320;,..20Д;...20Р; БТУ3601Л320:.. ,20Д 46 БТУ3501Л340;.. ЛОД:.. ЛОР; БТУ3601Л340;...40Д 92 ; БТУ3501-4620;...20Д;...20Р; БТУ3601-4620,’...20Д.‘ ‘ 92 БТУ3501-4640:.-..40Д:.;.40Р;; . БТУ3601Л640;.. ЛОД ' 184 Принуди- тельное БТУ3501Л820;...20Д;...20Р; БГУ3601Л820; ...20Д 145 БТУ3501Л 840;.. ЛОД;.. ЛОР; - БТУ3601-4840;..ЛОД е . 290 ‘ Характеристика источника питания обмотки возбуждения при- ведена в табл.30. . .;. Нерегулируемый источник питания обмотки возбуждения имеет схему с подрегулировкой и стабилизацией напряжения, 'диапазон регулирования его напряжения указан в табл.31. Регулируя напряжение, можно установить требуемую величину тока в обмотке возбуждения двигателя,. В замкнутой системе регулирования по скорости устройства обеспечивают точность поддержания скорости в соответствии с Данными табл .32, при этом напряжение тахогенератора должно быть не менее 20 В при номинальной скорости двигателя., В приводах.с однозонным регулированием максимальная ско- рость равна номинальной.
Тип устройства Номиналь- ный ток, А Схема силовой части Характеристика заточника пита- ' ния обмотки зазбувдения двигатыя Тип однофаз- ного возбу- дителя Ноип. TOI? *4 А Конструктив- ное исполне- ние БТУ3501 <40. 100 200-630 Нере- версив- ная . трех- Нерегули- руемый Встроен в устройство БТ135017..Д 40. 100 200-630 Регулиру- емый нере- версивный 16^ БТУ3501-:..Р 40. 100 200-630 фазная мосто- вая Регулиру- емый ревер- сивный БТУ3601 40. 100 200 Ревер- сивная трех- фазная мосто- вая Неревер- сивный ' 16я* Постав- ляется в комплекте 400,630 16хх4. Встроен в устройство БТУ3601-...Д 40,•100 200-630 Регули- руемый не- Ьеверсивный БУ3509В 5 16 Постав- ляется в комплекте ——j---—— - . A' Номинальное напряжение возбудителя - 220 В. Xх' Допускается перегрузка на 20^. Таблица 31 Напряжение сети, В Выпрямлен- ное напря- жение,В Точность стабилизации на- пряжения при изменении напряжения сети на 0785+1, Ын ,% 220 198 230 206 ' От -15 до 10 240 . 216 ',380 I71-280 400' . 179-294 415 . •186-305 1+ 440 197-324 4.60 206-340
. Установлен- ная скорость Погрешность скорости относитель- но установленной, %, не более Коэффици- ент нерав- номерности вращения не боЛее суммар- ная . при изме- нении на- грузки . -Дн при измене- нии направ- ления вра- щения . fymc 5 2 2 0,1 ° Д ^макс 5 2 2 0,1 0,01 п макс 15 5 5 0,15 0,001 Пмакс 30 10 10 - .- 4; ‘ 0,3 - . В замкнутой системе регузцфования по э.д.с. с тахомостом устройства имеют диапазон регулирования 20 и обеспечивают точ- ность поддержания скорости в соответствии- о, приведенными низе -данными: ’ - .. Установленная окороотьг J пн 0,05лЛ Погрешность скорости относительно установленной, %, не более: - суммарная . .,‘Л 5 15 при изменении .нагрузки . ; 3 7 Устройства с номинальным ваиряжеиием 460 В присоединяются к сетям напряжением 380 , 400, 415, 44© и 460 В через токоогра- цичивающие реакторы, -которые входят в комплект поставки, .уст- ройства с‘ номинальным напряжением 23® В- через", согласующие трансформаторы, которые в комплект поставки не входят. Рекомендуемые типы трансформаторов приведены в табл.33. В случае присоединения к сетям 220-240 В. или к групповому транс- форматору с указанным напряжением применяются те же реакторы, что и на напряжение'380-460-В. ‘ Т а .б’л и. ц а 33 Номиналь- ный ток устрой- ства, А- Тип согласующе- го трансформа- тора Номинальный ток вторичной обмот- ки трансформато- ра, А 40 ТТ-14/0,208. 35 100. ТСЗР-40/0,200 115 200 ТСЗР-63/0,200 182 400 ТСЗП-200/0,200 515 1
. Для двигателей с номинальным .током меньше 4С 1 могут быть рекомендованы трансформаторы типов ТТ-6/0,208, ТТ-5/0,208 и ТТ-П/0,208. ? • Токоотраничивашие реакторы на номинальный тз до 200 А представляют собой отдельный блок. Реакторы на.тет 400 и 630А устанавливаются непосредственно в устройстве на кшнальные то- ки 400 и 630 А. В табл.34 приведены данные об активном и ишузтивном со- противлении токосграничивающих реакторов. Динамическая погрешность в первой зоне регулЕсзания двух- зонного привода и в однозонном приводезамкнутом до скорости, при изменении нагрузки от 0,2 до 1Н составляет 4%, зри измене- нии заданного значения скорости БТУ3501 - 5%. Вран восстанов- ления окорооти до допустимого значения (см. табл.56) при сту- пенчатом приложении номинальной нагрузки - не болие 0,5 с при скорости не ниже 0,5пн. В однозонном приводе и в первой зоне регулиргзанля двух- зонного привода с использованием реверсивных устройств БТУ3601 полоса пропускания частот замкнутого по скорости даивода в линейной зоне должна быть не менее 30 Гц. Допустимый максимальный ток должен быть равен 2,25 от но- минального тока устройства в течение 10 с в циклическом режиме при среднеквадратичном токе.не выше номинального и времени ус- реднения не более 10 мин. * Та б л и ц а 34 Номиналь- ный ток Л,-А Сопротивление тскоогра- иичивающих реакторов,Ом индуктивное активное 40 0,141 22,6-IO-3 100 0,098 25.8-I0-3 200 ' 0,0525 5,58-Ю“3 400 0,0525 5,58-Ю-3 630 0,018 2,0 -I0-3 В устройстве предусмотрены следующие виды зашиты: - максимально-токовая от коротких замыканий; осуществляет- ся с помощью автоматического выключателя, токсогранквваипих ре- акторов и устройства запирани^ тиристоров ("сеточная*зашита").
Узел токоограничения (токовой отсечки) формирует пусковой ток двигателя в переходных режижх. Диапазон регулирования тока от- сечки составляет 0,25-2,25 от номинального тока устройства; - от перегрузки двигателя - время-токовая зашита, выпол- ненная на интеграторе, выходное напряжение которого пропорцио- нально величине (I-Iycm)t • где! уст- заданный ток устройства, I и ( - текущие значения тока я времени. -Предусмотрена возмож- ность регулирования защитной кривой в координатах I я t\ - от прекращения охлаждения вентилей.* В устройствах с,при- нудительной вентиляцией ( 1#~ 400, 630 А) блок-контакт автома- тического выключателя вентилятора выведен* на доску зажимов и •может быть использован для аварийного отключения; - от понижения напряжения сети. При исчезновении с^азы или значительном (до 40%) уменьшении ев напряжения тиристорный пре- образователь запирается и при восстановлении напряжения остает- ся запертым, при этом горит лампа "Срабатывание зашиты". Чтобы восстановить управляемость преобразователя нужно выключить и включить цепь управления; - ст обрыва поля. В приводах с обратной связью по скорос- ти специальный узел защиты не требуется, так как при обрыве по- ля и при любой нагрузке двигателя ток якоря достигнет тока ус- тавки, и время-токовая зашита, настроенная на данный двигатель, сработает. В приводах с обратной связью по з.д.с. (напряжению) рекомендуется в цепь обмотки возбуждения устанавливать реле ми- нимального тока ИТ-01012 с уставкой срабатывания (0,2-O,7)Zw. В устройстве установлен узел задержки подачи управлявших импульсов, позволяющий включать' цепь управления и силовую цепь в любой последовательности. Устройство соответствия предназначено для выявления соот- ветствия скорости вращения заданному значению в реверсивных приводах. При равенстве истинной и заданной скорости контакт реле замыкается. Его можно использовать для разрешения включе- . ния привода подачи в станках. Для исключения "ползучей" скорости при снятии задающего напряжения в устройстве имеется'узел блокировки регуляторов с выходом на герконовое 'реле. При снятии задавшего напряжения по истечении времени на торможение двигателя замыкавшие контакты реле шунтируют регуляторы скорости и тока. При подаче задающе- го напряжения разблокировка регуляторов происходит после окон- чания переходных процессов в системе управления.
Наработка на отказ устройства должна быть не маее 6000 ч по ГОСТ 13216-74х. Срок службы устройства 15'лет. Рассмотрим функциональные схемы приводов’ на &зе устрой- ства БТУ3001. . функциональная схема нереверсивного од- нозонного привода БТУ3501 приведет ва рис,31. ... д / - , . . л q - -fSB Рис.31, Функциональная схема нереверсивного одншояного привода БТУ3501: ) ‘ • * д Привод может выполняться д обратной связью по скорости и по э.д.с. (напряжению) двигателя. В последнем случае необходи- мо соединить выход датчика напряжения (ДН) со входов преобра- зователя (на рис.31 показано пунктиром). . . Система управления якорем двигателя выполнена зз однокон- турной схеме 'о ПИ-регулятором скорости и жесткой страдательной обратной связью по току, воздействующей на управляжй орган (УО) через резистор 518. , . Для получения привода с обратной связью по э.д.с. сигнал э.д.с. получается вычитанием сигнала, пропорционального току к из сигнала, пропорционального напряжению. Сигнал, пропорцио- нальный напряжению двигателя, поступает на вход ДН, а выходной сигнал ДН - на вход ГО (через резистор 55) и обеспечивает тре- буемую точность поддержания скорости двигателя, что достигает- ся регулировочным резистором 529. На больших скоростях (примерно при П>0,5Пн) дхя улучше- ния устойчивости данная токовая связь отключается транзистором VI2; уровень включения которого может быть изменен с помошья резистора 510.
Для согласования выхода системы регулирования с входами каналов системы импульсно-фазового управления (СИФУ) служит уп- равляющий орган, который предназначен также и для установки уг- ла регулирования Величину пускового тока ограничивает устройство токоограничения (ТО).-Величина пускового тока уста- навливается резистором Р28. Схемы внешних соединений привода приведены на рис.32, га- баритные и установочные размеры - на рис.33 в в табл.35. , б) Рис.32. Схемы внешних соединений s привода БТУ3501 с обратной связью по скорости (а) и по э.д.с. (б) двигателя (и - провод 13 в БТУ3501-36, 40, 48 и провод Гв БТУ3501-43, 46) ПС
0001 1 00£l Рис.33. Габаритные размеры приводов серил БТУ3001 на ток 40-200 А (а), 400 А (б), БТУ3601 (в) и'БТУ3501 (г) на ток 630 А
г) Рис.33. Продолжение Таблица 35 Ток, А Размеры, мм (см.рис. 33,;а) Масса, кг А Al В L И JD БТУ3501 БТУ3601 40 350 . 200 400 260 250 12 16 18,5 ТОО - 350 200 400 260 250 12 16 18,5 200 350 400 400 350 500 12 36 52 400 См.рис.33,б 87 93 630 См.рис.33,в,г 120 170 Функциональная схема яереверсивного двухзонного привода БТУ350Т-...Д приведена на рис,34. Схема включает в себя два канала регулирования: напряжения якоря и тока в обмотке возбуждения двигателя. Скорость двигателя от нуля до номинальной (первая зона) регулируется первым каналом, от номинальной до максимальной (вторая зона) - вторым. Канал регулирования напряжения якоря выполнен по однокон- турной схеме, так и в нереверсивном однозонном приводе. Устав- ка пускового тока регулируется резистором В28. В схеме преду- смотрено зависимое токоограничепие (ЭТО) для изменения уставки токовой отсечки в зависимости от скорости двигателя.
Канал регулирования тога в обмотке возбуждены, состоя- щий из контуров регулирования тока возбуждения и ад .с. двига- теля, имеет задатчики тога возбуждения (ЗТВ) и э.ад. (ЗЭДС). Рис.34. Функциональная схема нереверсивного двухзонадо приво- да БТУ3501т..Д В исходном состоянии на выходе тиристорного якссного Пре- образователя (ТПЯ) и ДН напряжения равны нуля, так гак на вход К не додается управляющий сигнал. STB устанавливает номинал: Рис.35. Схема внешних соедине- ний привода БТУ3501-...Д ный ток в обмотке возбуждена, двигателя, который поддержи- вается постоянным благодаря обратной связи по тану (ДГВ, R73). При подаче сигнала с а датчика скорости (ЭС) на вых де ТПЯ изменяется напряжение и тем самым двигатель разго- няется до заданной скорости. Напряжение на выходе ДН изме • няется пропорционально напря женив на якоре, однако велич. - на его недостаточна, чтобы транзистор V55 начал откры- ваться.
При достижении номинальной скорости напряжение с ДН при- нижет значение, сравнимое со значением напряжения задатчика э.д.с.,транзистор V55 начинает открываться и напряжение РТЕ па- дает, что ведет к уменьшению тока в обмотке возбуждения й уве- личению скорости двигателя» Таким образом, задатчик э.д.с.слу- жит для установки скорости, при которой. осуществляется переход из первой зоны регулирования во вторую. Резйстор K8I настраивает- ся так, чтобы транзистор V55- начинал открываться при ношнала- ной скорости двигателя. Схема внешних соединений привода БТУ35О1-...Д приведена на рис.35, габаритные размеры - на рис(33. Функциональная схема реверсивного (п g то- ку якоря) однозонного привода БТУ36О1 дана на рио.Зб, схемы его внешних соединений - на рис.37 и 38. Привод обеспечивает работу двигателя в четырех квадрантах. Привод может выполняться с обратной связью по скорости ила по э.д.с. (напряжению) двигателя. Привод представляет собой двухконтурную систему подчинен- ного регулирования. Выходной сигнал регулятора скорости Upc является задающим для внутреннего токового контура, поэтому ог- раничение максимальной величины 17^ о. помощью резистора 317 при- водит и к ограничению максимально’ возможного' тока якоря двигате- ля при переходных процессах или перегрузках. Выброс тока при пе- реходных. процессах исключен с помощью резистора 333 на выходе РГ.
Н 9 F; Cems- (A3l(9Jl(C3j ЦА!) till)3(a) Клепинин XI! -owа) о гш) О А7 S возбудитель на ISA 10 о- O&M (н)ч иг)5 73(70) (ms STS 3307 70(77) Ревель rest fit) 7. 7(72) * (ISIS о 7(гв) I РА PV Сигнализация срайатноа- ны защиты Сеть Pl (АЗЩзКСЗ} Н 3US) '• о 14(21) /ЛЙ/ 70(77) /122) Но i/1/ffl § а £ -О 7(и) ОЮ!3) 4 Сеть Сеть -ОЛ7 So ОозЗдЗитель на iSA оС7 /so I о I 1Ш)гт)з(С1) I племмнин xj.l STS ЗоО7 Ран ель jvsi 0,7 ОвМ Мч I (73)S fit) 7 § (20)5 * (1213 РА PV ! Сигнализация сражать)£а- ^ниа защиту ЗазЬ/Ошпаи 3,3 . на ЗА OIS'17'Н а) (Г
Сеть Клеммник ы.1 । 5~ТУ МО! Сеть ешь mis °" Сиенализа- » ций cpafn- 1 тыНанм защиты (М (B)(9) (Ю) а) ') г„и. Зхе:гы внешних соединений привода БТУ3601 с обратной связью по скорости (а) и э.д.с. (б) двигателя на ток 4ЭЭ и 630 А
Для обеспечения постоянства коэффициента усилена привода в режимах непрерывного и прерывистого тока введены единейное звено (НЗ) и функциональный преобразователь-э.д.с. (S3), вхо- дящие в состав адаптивного регулятора тока (APT). Ушазляюшее напряжение на выходе НЗ представляет сумму сигналов, даспорцио- нальных величине тока и э.д.с. двигателя Uy = KHUPT +11. Сигнал 1]е формируется в ФПЕ, его величина выставляется с поклью ре- зистора И6 при номинальной-скорости двигателя и на хлостом ходу таким образом, чтобы среднее значение выходного далряне- нйя регулятора тока UPT было равно нулю. При .'такой недаройке сигнал [^становится пропорциональным только току двндателя, и поэтому ограничение его максимального' уровня с помхзю резис- тора J-33 обеспечивает также ограничение максимальной даличины составлявшей выпрямленного напряжения Ий-Е-Ц^э • Така, обра- зом осуществляется дополнительное ограничение максимально воз- можного первого выброса тока двигателя (упреждавшее тзоограни- чени$), который не исключается ограничением UK (основное токо- ограничение). В случае использования обратной связи по напряжени следу- ет поставить перемычку 31-13 на внешнем клеммнике, одздао в этом г случае диапазон регулирования 'скорости можно получить г более 1:Ю. Силовая часть клеммы АЗ, ВЗ, СЗ) подключается к дата че- рез-токоохраничиваюшие реакторы или трансформатор.. Функциональная схема реверсивного [го то- ку якоря) дв ух зонного привода БТУ3601-...Д представлена на рио. 39, схема внешних соединений - на рис.40. ' - Привод обеспечивает работу, двигателя в четырех квадрантах, выполняется только с обратной связью по скорости. [Канал регулирования напряжения якоря работает по принци- пу подчиненного регулирования тока и скорости и настригается как однозонный реверсивный привод. - В приводах с двухзонным регулированием при изменении маг- нитного потока изменяется электромеханическая постоянная Ту , что приводит к искажению амплитудно-частотной характеристики привода и при глубоком регулировании поля (1:3 и более) может вызвать появление неустойчивого режима. Чтобы,компенсировать изменение Тм и, следовательно, амплитудно-частотной характерис- тики, в канал регулирования I напряжения якоря введен адаптив- ный регулятор скорости (АРС){. В зависимости от величины сигна-
Капая регулирования напряжения якоро
ля тахогенератора на валу двигателя АРС меняет коажщиент об- ратной связи усилителя в PC, а следовательно и егс коэффициент усиления. Кроме того, АРС имеет узел для снижения =аличииы ус- тавки токоограничения при регулировании во второй зоне, чтс обес дечизает нормальную ко?нутацию двигателя при ослабдолии поля. Сеть Сеть Рис.40. Схема внешних нений привода ЕТУ3601-._.Д ЩИ] !(22] опт] | 13(20] J (43}{вз}(гз! !(/!№№) киминтК! HJ4 БТУ ЗИП! панель*?! ОЖ7 S ^Щ)е '?(!2]5 РА PV (гв)5 Сеть -ОС^- -о#1 Сигнализация —'уирабаты- 63 Сания ' 1 j защиты I |№'/о- о/ го Ьт/ш Xi— ЗозСЩи- /гт БУЗБВЯБ ш W Канал регулирования топа в обмотке возбуждения, выполнен- ный на базе устройства БУ3509В, состоит из двух контуров: кон- тура регулирования тока и контура регулирования эд.с. с соот- ветствующими задатчикам R65 и R30. Экспериментально установлено, что оптимальные переходные процессы наблюдаются в данном, приводе при П-рецуляюре тока возбуждения А2 и ПИ-регуляторе э.д.с. AI или при’П-регуляторах AI и А2 в БУ3509В. В канале регулирования тока в обмотке возбуждения также предусмотрена возможность установки, минимального шгнитиого потока резистором 510 в канале регулирования тока возбуждения. Функциональная схема реверсивного (по по- лю) двухзонного привода БТУ3531-...Р изображена ьа рис.41, схем;-, внежних соединений - на рис.42.
Рис.41. Функциональная схема ревер- сивного (по полю) двухзоннсго прк°о- 8 да БТУ3501-...Р
Привод обеспечивает работу двигателя в.первой зоне (магнитный поток постоянный) Рис.42, Схема внешних соедине- ний прирптя БТУ3501-...Р ’ • - п ювод 13 в БТУ3501-36.40. 4о а провод I в ЕТУ3501-43,46) в четырех квадрантах, и во косой зоне (мощность двигателя постоян- ная) регулировки скорости. Реверс двигатехн осуществля- ется реверсирсззнием магнит- ного' потока. В. привод зходит неревер- сивный якорный гаеэбразова- тель (ТПЯ), выполненный по од- ноконтурной системе управле- ния, и реверсивный преобра- зователь тока жзбтадения (TUB) о системой управления, состоящей из кжгуоов регу- лирования тока з обмотке возбуждения и э.д.с. двига- теля. При включении контактов реле направления "В" (”.Т’) задаю- щее напряжение поступает на ГС и усилитель АТ нул —органа. Кро- ме того, через цепь, состоящую из резистора Д53, вэаденсатора (’21 а логического элемента Д1, задающее напряжение подается на согласующий элемент (СЭ), который, воздействуя на узел то'коог- раничения (ТО), расшунтирует выход ГС и разрешит шипение Ла- зы управляющих импульсов как ТЛЯ, так и возбудителя относитель- но угла регулирования - Логическое устройство (ДУ) в зависимости от знака задаю- щего сигнала шунтирует ключи BI, В2, ВЗ и В4 или Е, Н2, НЗ и И4 и тем самым выбирает нужное направление вращения. Ток в об- м тке возбуждения возрастает до номинального значения', якорь дгигателя обтекается пусковым током и двигатель разгоняется до заданной скорости.. Ели заданная скорость меньше • номинальной, то величина выходного напряжения ДН меньше величины, заданной резистором К2Э в задатчике э.д.с., поэтому транзистор VI5 закрыт и не влияет на работу привода. Ток в обмотке возбуждено имеет но- минальное значение, а скорость двигателя регулируется за счет, изменения напряжения якоря двигателя. Ток якоря во время пере- ходных процессов.не превышает уровня, задаваемого резистором Н28 в ТО.
При пуске на максимальную скорость вначале идет разгон при- вода в первой зоне до номинальной скорости (т. а , рис.43). Когда напряжение, снимаемое с ДН, становится больше напряжения Рис.43. Кривые, характеризующие пе- реходные процессы в приводе БТУ3501-...Р'при пуске и реверсе на максимальной скорости с задатчика э.д.с. - ре- .зистора Е29, транзистор VI5 начинает открываться, .'снижая выходное напряже- ние регулятора тока об- мотки возбуждения двига- теля и уменьшая тем са- мым ее ток. Скорость двигателя увеличивается и во второй зоне регули- руется при постоянстве э.д.с. двигателя. Переходные процессы при реверсе на максималь- ной скорости иллюстриру- ет рис. 43; В результате- изменения знака задающе- го сигнала (т..<?') меня- ется полярность на выходе ,ГС, вентили. ТПЯ запираются, и.ток в цепи якоря прекращается. Меняется знак и на выходе нуль-ор- гана AI в канале регулирования тока в обмотке возбуждения, что приводит, к реверсированию регулятора тока возбуждения. Ток • возбуждения уменьшается, и, когда он спадет до нуля (т. /'), на выходе датчика проводимости вентилей появляется сигнал I, по которому логическое устройство выдает на управляюжй вход согласующего элемента положительный импульс.' По команде этого импульса СЭ через устройство ТО запирает выход PC на 0,3 с. Выдержка, времени 0,3 с введена для. того, чтобы включить ; канал регулирования напряжения якоря после прохождений потока возбуждения через нуль. В противнем случае может, наблюдаться выброс скорости при.реверсе в прежнем направлении. После вы- держки времени (0,3- а) открывается канал регулирования напря- жения якоря. ' ' Поскольку двигатель вращается еще в прежнем направлении, напряжение и ток якоря вообще не реварсируются, а той возбуж- дения поменял направление, то двигатель вращается против пото- ка (от т. в до т. г , рис.43) и происходит торможение двигателя
во второй зоне ( E~con$t, tg^-Ignx). Скорость'снижаем до номи- яальной величины (т. з ), дальнейшее торможение ирезгон в про- тивоположном направлении осуществляется в первой ясне (,Ф=const, тт. г и е ). После достижения номинальной скорскп (т. е ) разгон происходит во второй .зоне до заданной скоркти (т. ж ).. Токоограничение в приводе выполняется узлом Е- При от- рицательном напряжении на выходе регулятора скороет AI ток ог- раничивается транзистором У9, на базу которого через резистор 523 подается сигнал, соответствующий заданному тоду» и через резистор 532 - сигнал обратной связи по току. При юдожитель-- ном напряжении на выходе ГС ограничение тока осуществляется транзистором VI4, на базу которого 0 528 через инвестор АЗ по- дается задающий сигнал, а через 337 - сигнал обратдай связи. Таким образом, задающий сигнал тока определяется пиенцибмет- - ром 528 как дай направления "Вперед", -так и для ну травления, "йзад". Узел зависимого токоограничения (ЭТО), воздействуя на задатчик тока (528)- во второй зоне'регулирования, гженяет ус- тавку тока на одинаковую величину независимо од нала зления вращения. Узел ЭТО действует в функции напряжения тиогенерато- ра и уменьшает ступенчато уставку ТО для улучшения ззммутации двигателя в режиме ослабления поля. Канал регулирования тока возбуждения переключается узлом, содержащим нуль-орган AI и нелинейное звено на стабилитронах VI, V2, которые создают зону нечувствительности и хжедназначе- ны для того, чтобы канал возбудителя не реагировал а малое из- менение разности задающего сигнала и сигнала с тахогенератора. Это уменьшает время переходных процессов за счет исключения ре- гулирования поля двигателя при малых отклонениях скссости. При торможении (отключение задающего сигнала) напряжение тахогене- ратора попадает на вход HO AI, минуя стабилитроны VI, V2 по цепочке 53 , 54 канала регулятора скорости, 53 канала возбудителя. Для того, чтобы момент двигателя при пуске увеличивался плавно в целях безударного выбора люфта в кинематике станка, используется транзистор VI3 в канале регулирования така возбуж- дения . В исходном состоянии (задающее напряжение отключено) транзистор VI3 открыт и на обмотке 'возбуждения двигателя напря- жение равно нулю. При включении задающего напряжения (пуск) транзистор VI3 закрывается и разрешает прохождение управлявше- го сигнала на СИФУ возбудителя. Напряжение на’обмотка зозбуж-
дения нарастает от нуля до номинального значения, одновременно до якорю проходит пусковой ток, в результате момент двигателя нарастает плавно. Комплектный электропривод серии ЭТУ3601-...Д (ТУ!6-530. 257-80) с двухзонным регулированием скорости двигателя постоян- ного тока выпускается на базе устройств серии БТУ3001. Диапа- зон регулирована скорости 1:1000, в том числе До 5:1 достига- ется регулированием поля. Структура условного обозначения привода та як, что устрой- ства серии'БТУ3601-...Д за исключением первой- буквы Э (электро- привод) вместо Б (устройство). Кроме того; в приводах по срав- нению, с устройством расширен ряд типоисполнений по величине вы- прямленного напряжения (I-II5 В; 2-230 В; 3-340 В; 4-460 В) и сужен ряд типоисполнений по выпрямленному току (привода выпус- каются на токи 40 и 100 А). Привод включает в себя: - полупроводниковый тиристорный йкорный преобразователь, выполненный • по трехфазной реверсивной мостовой схеме, типа устройства БТУ3601; - . устройство управления БУ350ЭВ, предназначенное для пи- тания обмотки возбуждения двигателя; ' -' блок тскоограничивающих реакторов или согласующий транс- форматор; - автоматический выключатель; - двигатель постоянного тока.- Основные параметры привода приведены в табл.27 и 36. Габаритные и установочные размеры составных частей приво- да даны на рис.44 и в табл.37. Точность поддержания заданной скорости при возмущающем воздействии соответствует нормам СЭВ. Привода обеспечивают пе- регрузку по тону, равную 2,254 якорного преобразователя в течение 10 с в циклическом режиме при среднеквадратичном токе не выше номинального и времени усреднения не более 10 мин. Динамическая погрешность скорости в первой зоне при изме- нении нагрузки от 0,24 до 4 составляет не более 4^ от пм при изменении заданного значения скорости - не более 5л от Бремя восстановления скорости до допустимого значения при ступенчатом приложении номинальной нагрузки не более 0,5--с при скорости не ниже 0,5
t. Таблица 36 1 Тип привода Основные параметры якор- ного преобразователя Параметры согласующего транс- форматора или блока реакторов Тип возбуди- теля Тип двигателя Номин. мощ- ность, кВт Номин. выпрям- ленное напря- жение , В Номин вы- зрям— лен- аый ГОК, А Максим, выпрям- ленный ток, А Наимено- вание Обозна- чение типа Номи- наль- ный ток, А Номин. мощ- ность , кВт ЭТУ3601*3610-.. ,ДО4 ЭТУЗ601*3620-...Д04 4,5 9,2 115 230 40 90 Транс- форматор ТТ-8 TT-I4 44 39 8,0 14,0 БУ3509- 108004 ТУ16-536. 573-78) 2П.ПБСТ с 1н от 10 до. 40 А И 4 5 А ЭТУ3601*3630-...Д04 ЭТУ3601+3640-,.,Д04 13,6 18,4 340 460 Блок ре- акторов — 40 40 — ЭГУ3601*4010-...Д04 ЭТУ3601-4020-...Д04 ЭТУ3601-4030-...Д04 ЭТУ3601-4040-..,Д04 11,5 23,0 34,0 46,0 115 230 340 460 100 225 Транс- форматор Блок ре- акторов TT-I9 ТСА-546 105 90 100 19,0 32,4 2П.ПБСТ с 4 якоря от 40 до 100 А и § А Примечания: I. Якорные преобразователи обеспечивают работу о двигателями других типов, допускающими увеличение скорости свыше номинальной регулированием по поло, имеющими иоминяжиый тгт якоря не менее 8 А; при этом допродаете» иополнаоеотп «(диофоригдафи шл 4*4.1 и другие ид иимешиту-» ры завода-изготовителя. 2. Для приводов с номинальным напряжением 230 В допускается использование якорных преобразовате- лей с номинальным выпрямленным напряжением 460 В в зарегулированном режиме.
Рис.44. Габаритные и у.стлговочяые разме- ры блоков якорного преобразователя (а) массой 21 кг, возбудителя 'на 5 А (б) мас- сой 3 кг и трано^юрматооа (в). б) в) Таблица 37 Тип трансфор- матора Размеры, мм (см.рис.44,в) Масса, кг, не более А1 а2 В Н L d '"Т-8 250*3 185*2 235*5 ' 343*5 370,5*5 17 153 TT-I4- 260*3 212*2 262*5 415*5 384,5*5 17 240 тт-г.о 260*3 222*2 272*5 420*5 384,5*5 17 290 ТСА-548 |750*2 216*2 430*5 555*5 897*3 13 402 ТСА-548Т
В первой зоне регулирования полоса процзтаания частот замкнутого до скорости контура в линейной зоне должна быть не менее 33 Гц. В приводе предусмотрены следующие вида зашга: - от внешних и внутренних коротких замыканпг, осуществля- ется-с помощью токоограничивающих реакторов, агзатического выключателя и устройства, устанавливающего жксшальный угол регулирования при коротком замыкании и отдлючажего импульсы после некоторой выдержки; - от перегрева двигателя при перегрузках - зэемя-токовая защита; - от перенапряжений, возникавших на. преобразователе тока возбуждения при отключении обмотки возбуждения; существует увел .зашиты, срабатывание которого открывает одновременно 4 тиристо- ра блока возбуждения й создает разрядную цепь дж энергии, за- пасенной в обмотке возбуждения. - от понижения.напряжения питающей сети (иди пропадания фазы питающего напряжения); действует на снятие.ашульсов. В приводах имеется сигнализация о состояние "Включено" и "Отключено", сигнализация о срабатывании, зашиты, блокировка, обеспечивающая нормальную работу при любой последовательности включения коммутационной и защитной аппаратуры, з том. числе при включении привода общим коммутационным аппаратом. Привод характеризуется следующими показателями надежности: Наработка на отказ якорных . преобразователей, ч, не менее . . . . ... . . 400 .Средний срок службы, лет ....................... .15 С хема- внешних .соединений привода дана на рис.40. Электропривод постоянного тока серии' ЭТРП (Ш6-530.242- 79) предназначен для использования в металлорежущих станках* с ЧПУ и других станках и машинах, в которых по условиям работы может применяться двигатель.постоянного тска о реверсом поля (за счет изменения направления магнитного потока двигателя). Структура условного обозначения приведена на с. ИЗ. Пример записи обозначения привода серии ЭТРП с двухзонным регулированием скорости о двцгатедем 2ПФ2001Г (30 кВт, 440 В, 1500/3500 об/мин, исполнение двигателя - горизонтальное на ла- пах) для эксплуатации в условиях умеренного климата: "Электро- приЬод типа'ЭТРП-221-200/Г/Т500УХЛ4, ТУТ6-530-242-79, исполнение двигателя IMI00I".
Э Т Р П - О ОО- ООО/ООШ-пЮ Элеетропрлгоц_________________Г . ’"б 1(„ "• i | ''%>>,¥ т^рны"___________2_______ . - . / Г> РСЭСИДНЫЙ:--------------------- ^еверс поля._________________________ - i Способ регулирования: ‘ I 1 I - ОДНОЗОЗНЦЙ I 2 - ДВТХЗОННЫЙ I Сомика л ыюе напряженке на______________I ; я-.сре двигателя: I - 220 В, 2 - 440 В Тип двигателя:-------------------------------- 1 - 2П4. 2 - 2ПБ; S - 2ГО; j 4 - по согласоданию ! Типоразмер двигателя I Г.омийальгая скорость дгига--------------------------1 I теля, об/мин • | .цитат т’еское исполнение п------------------------------‘ кгтегория разрешения по -VT I5I50-59X В состав привода j ходят тиристорный преобраногатечь мо- дальной конструкции открытого исполнения со степенью залиты 1?0и для встройки в шкаф,блок реакторов, задатчик скорости -дну- нологичнекий) и двигатель со встроенным тахогенератором. Вместе с приводом поставляются: комплект запасных час^е».. даспорт на электропривод а техническая документация на двига- тель. .' Сановные параметры привода даны в табл.28. Привода рассчитаны на работу с двигателями постоянного то- ка мощностью от 1,& до’-ЗО кВт следующих серий: 2ПФ132МГ 2ПФ200СГ; 21БП2йГ - 2Ш320ЛГ; 2П0132МГ - 2П0200ЦГ. По согласо- ван.® с предприятием-изготовителем приводов можно использовать даагателй других серий, в том-числе двигатели серии 4ПФ-. Значения допустимых погрешностей и коэффициента неравно- мерности скорости, р. также требования к питающей сети, окрттаю- шей среде, задающему сигналу управления и другим параметрам со- OTEGTCTBjnoT стандартам СЭВ.
В приводе предусмотрена защита, срабатываешь- в следующих случаях: - перегрузка по току в статических и динамичазях режимах; - неправильное чередование фаз питающей сети; - исчезновение любой из фаз питающей сети; - исчезновение стабилизированного напряжения питания; - перегрев силового блока преобразователя; - короткие замыкания в силовой схеме' (сеточнзь защита преобразователя); - обрыв цепи якоря тахогенератора. Габаритные и присоединительные размеры тирискряого преоб- разователя и блока реакторов приведены на рис.45. a) б) Рис.45. Габаритные и присоединительные размеры тиристорного преобразователя (а) и олока реакторов (б) привода серии ЭТРП Привод представляет собой электромеханическую систему ав- томатического, регулирования скоробти двигателя- с обратной свя- зью по скорости и зависимым от з.д.с. двигателя управлением его магнитным потоком. Функциональная схема привода-приведена на рис.46. Регулирование скорости до номинальной’величины производит- ся изменением напряжения якоря при полном потоке возбуждения двигателя, регулирование скорости выше номинальной - изменени- ем тока в обмотке возбуждения при номинальной э.д.с. двигателя.

Сигнал ошибки регулирований усиливается RJ (А400) и через переключатель выхода (ПВ). постушег на' вход РТ якоря (А402). Выходное напряжение переключателя выхода (к.т, 169) является сигналом, задающим величину тока, ' Контур регулирования тока якоря формирует управляющее на- пряжение, поступающее на вход якорного преобразователя (ТЛЯ), и ограничивает величину тока якоря на заданном уровне. Система импульсно-фазового управления, якорем .(СИФУЯ) формирует и рас- пределяет управляющие импульсы на тиристоры ТПЯ. . • ,0а вход'регулятора э.д.о. (РЕ), выполненного на усилителе А407, подано задавшее напряжение (Е473), при этом напряжение датчика э.д.с. VAe до номинальной скорости двигателя меньше на- пряжения 'задания э.д.с.,и РЕ остается в насыщении. Выходное напряжение РЕ двигателя (R475), поступавшее, на вход контура регулирования тока в обмотке возбуждения, являет- ся сигналом, задающим величину тока в обмотке возбуждения,' Кон- тур регулирования тока возбуждения (А409, А408) поддерживает ток, равный заданному с необходимой статической точностью. ' Система импульсно-фазового управления преобразователем 'тока возбуждения (СИФУВ) формирует управлявшие импульсы и рас- пределяет их на тиристоры преобразователя тока- возбуждения по- средством распределителя’импульсов (РИ). Направление тока в об- мотке возбуждения и режим работы ее преобразователя определяют- ся сигналом блока логического управления (БЛУ;к.т. .70,71) в со- ответствии с состоянием выхода формирователя момента двигателя (ФМ) и датчика состояния вентилей (ДО). При номинальной скорости двигателя регулятор э.д.с. выхо- дит из насыщения и при дальнейшем' нарастании скорости контур регулирования э.д.с. работает на поддержание э.д.с. двигателя, равной номинальной, за счет ослабления .потока возбуждения. Сигнал функционального элемента (А406) позволяет получить прямоугольную диаграмму тока якоря во всем диапазоне изменения частоты вращения за счзт форсированного уменьшения тока в об- мотке возбуждения.. Устройство соответствия скорости заданной (УСС.Р4) блоки- рует работу приводов подачи на время переходных процессов в приводе главного движения. Устройство минимальной скорости (Ж), РЗ) срабатывает при скорости привода менее 15 об/мин. Источник питания привода обеспечивает электрическую схему нестабилизированным напряжением ±24 В, (стабилизированным напря-
жением -12,6 В, а также синусоидальным напряженка 70 В дая формирования опорного сннхронизируипего напряжены. Временные диаграммы; лоясняишие работу ирижж при управ- ляющих возмущениях (реверс двигателя, ступенчат® уменьшение задающего напряжения), приведены на рис. 47, Скорость двигателя определяется значением ждавшего напря жения Ц1 и равна Р,. Рис.47. Временные диаграммы работы привода серии ОТРП При реверсе двигателя знак задаюиего напряжения изменяется на минус Ц, , изменяется также полярность сигнада Ж (А403) и

Рио.49. Принципиальная электрическая схема блока регуляторов привода серии ЭТШ
^сргяоуется сигнал для перевода. ТЛЯ в' инверторный режим. Вели- шь тока в обмотке возбуждения интенсивно надает. Момент пере- вода тока через нуль фиксируется датчиком состояния вентилей, который выдает в БЛУ сигнал на включение другой группы тиристо- ров преобразователя обмотки возбуждения (ТПВ),. ГГри изменении направления тока в обмотке возбуждения э.дл. двигателя меняет знак, и начинается рекуперативное торможение двигателя. При переходе скорости через нулН э.д.с. двигателя вновь изменяет знак на первоначальный, и двигатель начинает раз- гоняться в другом направлении. При подтормаживании задалдее напряжение снижается до при этом изменяется знак сигнала ®, так как ток, возбуждения 4 инвертируется и меняет знак, при этом-изменяется и знак э.д.с, двигателя Е^ , начинается-торможение дата те ля. При сигнал.® принимает первоначальный знак, Zf и Е принимают преж- нее направление, значение Ig соответствует новому значению ско- рости Q2 . После чего начинается установившийся режим с новыми значениями Сигнала USTa датчика тока возбуждения и UiE датчика э.д.с, на pic.47 обозначены пунктиром. Силовая’ схема цепи якоря состоит из управляемого выпрями- теля и блока воздушных сетевых реакторов, (рис.48 и 49)'. Выпрямитель содержит шесть тиристоров, включенных по трех- Фнэной мостовой схеме. Для зашиты тиристоров от перенапряжений служит защитная ЕС-цепочка. Блок воздушных сетевых реакторов, защищающий тиристоры преобразователя от токов короткого замыкания, частично являет- ся фильтром сети. Конструктивно выполнен в виде трех катужк в одном корпусе. Реверсивный преобразователь тока в обмотке возбуждения включает в себя два комплекта однополуцериодных выпрямителей с нулевыми- тиристорами, включенными встречно и параллельно. Тирис- торы работают по принципу раздельного управления. В состав пре- образователя входят выпрямители на тиристорах ДГ4, Д15, Д13 Д16 (причем тиристоры Д15 и Д16 являются нулевыми) и защитная ЕС-цепочка (см.рис.48) Использование нулевого тиристора позволяет в однололуле- рлодаой схеме выпрямителя осуществить как режим выпрямления, так и режим инвертирования. Рассмотрим оба режима работы преоб- разователя (рис.50).
Пусть' в режиме- выпрямления работает комплект япрямителей с тиристорами Д14 а ДЕ5. В этом режиме на управляшзй электрод тиристора Д14 во время действия положительной лолузслнн питаю- щего напряжения подаются управляющие импульсы (Ж), соответст- вуюшие уровню выходного сигнала РТ, и дежурные иш^тьсы начала инвертирования (ИНИ), сдвинутые в сторону опережене на 5-10° относительно точки окончания положительной полуволз питающего напряжения. Кроме того, когда транзистор Д14 должен быть открыт на его управляющий электрод подаются импульсы часктой 3 кГц, что предотвращает выключение тиристора из-за помех сети. а) б) Рис.50. Временные диаграммы работы пре-, образователя в режимах выпрямления (а) и инвертирования (б) На управляющий электрод нулевого тиристора Д15 в режиме выпрямления непрерывно додается серия импульсов частотой 3 кГц и дежурные импульсы конца инвертирования (ИКИ), сдвинутые в сто- рону опережения на 8-10° ' относительно точки окончания отри- цательной полуволны питающего напряжения. В этом режиме выпря- митель работает так же, как схема с нулевым диодом. В режиме инвертирования на управляющие электрода тиристо- ров Д14 и Ж5 подаются соответственно только импульсы ИНИ и ИКИ. Тиристор Д14 включается ИНИ в конце положительной рабочей полу- волны и остается включенным и на время отрицательной полуволны питающего напряжения за счет э.д.с. самоиндукции обмотки воз- буждения, которая и поддерживает ток в обмотке в этот период.
Энергия, запасенная в обмотке возбуждения, рекуперируется в сеть, величина тока в обмотке возбуждения быстро падает. Во время положительной полуволны питавшего напряжения включен ти- ристор Д15, ток уменьшается с постоянной времени обмот- ки возбуждения. Защитная BJ- цепочка ограничивает ампли- туду перенапряжений в обмот-- ке возбуждения при переклю- чении тиристоров преобразо- вателя. •СИФУЯ состоит из шести идентичных каналов. Принцип работы СИФУЯ рассмотрим на . примере работы одного из ка- . : налов, ^«4 . Временные диаграммы . . [——:---------- работы СИФУЯ приведены .на • йс>51< временные диаграммы рабо- рис. .51, .ты СИФУ привода серии ЭТИ1 Синусоидальное’ напряжение с трансформатора управления Тр1- (т.Ю) поступает на ограничитель (ДЕОО, Д01, Д108, Д109), ко- торый формирует прямоугольные импульсы, заряжающие конденсатор CI00, напряжение последнего исцользуется в качестве. опорного. Резистор 3102 обеспечивает смешение разрядного фроцта по оси времени,'тем самым устанавливается начальный "угол управления. Компаратор А100 сравнивает нелинейное опорное напряжение с сигналом регулятора тока якоря. Импульс управления формиру- ется дафференциружей цепочкой Я105, С104 и через импульсный трансформатор ТрЗОО передается на управляющий электрод тирис- тора Ж. Для нормальной работы- мостовой схемы на вход транзистора TI0I через даод Д107 поступает дополнительный импульс, отстав^ щий от основного на 60 эл.град. Регулятор скорости, содержащий цепи подстройки и коррек- ции скорости,‘обеспечивает необходимое качество работа привода в |татических" и динамических режимах. .PC, собранный на операци- онном усилителе А400 с большим коэффициентом усиления, пред- ставляет собой ПИ-регулятор.
На вход усилителя через резистор 5403 додается зевхшяй сигнал, через резисторы 5405, 5404 - сигнал обратной сваи (с тахогенератора). . Цепи подстройки и коррекции B4II, 5406 и 5405 сдута1 со- ответственно для установки нулевой, минимальной и мажяшльной скорости. RV - технологический задатчик скорости, 5402. C40I - корректирующая цепочка регулятора скорости.‘ Для нормальной работы привода выход Рб должен (йен положи- тельным при различной полярности задающего напряжения, поэтому напряжение И! подается на переключатель выхода (ПВ), собранный на операционном усилителе A40I, с единичным коэффициентом уси- ления и управляемый ключами на транзисторе T40I. Кити уп- равляет Ш (А403) через резисторы 5414, 5418. Регулятор тока якоря. (РТЯ), выполненный на операционном усилителе А402, представляет собой ПИ-рецулятор. На над ?1'Я подаются сигналы с переключателя выхода и датчика токе якоря. Параметры корректирующей цепочки 5442, 0410 подбираются при наладке. Резистором В436 устанавливается неОбходшвя вели- ► чина уставки токоограничения. Датчик тока якоря предназначен для передачи на еэд РГЯ сигнала обратной связи, пропорционального току якоря хзигатедя, гальванически развязанного с силовой цепью. , Магнитная система датчика выполнена на основе керамичес- ких магнитов.' В состав датчика тока входят два магнитздаода Д23-, Д24, включенных в мостовую схему, два других пледа кото- рой - резисторы 5424, 5425, 5426 и усилитель A4I0, обеспечи- вающий необходимый коэффициент усиления. Балансиров!® датчика тока производится резистором 5424. Регулятор э.д.с. (PS), выполненный на операционки усили- теле А407, представляет собой И-рехулятор. На вход PS поступают сигналы заданного значения э.д.с. че- рез резистор 5472, датчика э.д.с. через резисторы 5476. P49I. При реверсах и подтормаживаний выход РЕ приводится к нулевому уровню (при переходе тока возбуждения через нуль), что улучша- ет качество переходного процесса. Заданное значение э.^.с. устанавливается резистором 5473. Коррекция контура регулирования э.д.с. осуиюстлпяется. конденса- тором 0420. I функциональный элемент (ФЭ) предназначен для ф-ориирования прямоугольной диаграммы тока якоря при ограниченном si пасе да-
пряжения преобразователя.® представляет собой компаратор, со- бранный да усилителе А406, на входы которого поступают отфильт- рованные выходные сигналы с ПВа РТЯ, а также регулируемое на- пряжение смешения с резистора 5467.. При разгоне двигателя до скорости выше номинальной с'ог- раниченным напряжением на якоре за счет перерегулирования эд.с, пусковой ток якоря двигателя снижется. Сигнал функционального элемента форсирования снижает ток возбуждения, что предотвраща- ет перерегулирование э.д.с. Разгон двигателя идет с пусковым током с -необходимым ускорением. Диод Д427 срезает напряжение отряда тель ной полярности да выходе РЕ. Регулятор тока в обмотке возбуждений. (РТВ) выполнен на опе- рационном усилителе А409. РТВ представляет собой П-регулятор, коэффициент усиления которого выбран из условий обеспечения необ- ходимой статической точности поддергания тока В обмотке возбуж- дения при изменении напряжения сети и сопротивления обмотки .возбуждения. Резистором 3475 устанавливается номинальный ток, резистором 3484 - минимальный ток. Диод Д429 срезает напряже- ние положительной полярности на выходе РТВ. Датчиком тока в обмотке возбуждения является управляемый током возбуждения мультивибратор, выполненный га импульсном трансформаторе Тр302 типа МИГ4 и транзисторной сборке TSOI. Об- мотки трансформатора вюшчены в коллекторную цепь транзисторов, токопровод обмотки возбуждения проходит внутри кольцевого маху- нитопровода трансформатора типа МИТ4. В зависимости от величины проходящего, тока меняется сте- пень насыщения магяитолровода и. индуктивное сопротивление об- меток, при этом меняется частота мультивибратора. Одновременно с изменением частоты генерации происходит изменение потребляе- мого-мультивибратором среднего тока, протекавшего по резистору 2308. Падение напряжения на этом резисторе .используется как информация о величине тока в обмотке возбуждения, передаваемая .на вход усилителя А408, который обеспечивает необходимый общий коэффициент усиления датчика и фильтрует его выходной сигнал. Начальное напряжение датчика тока в обмотке возбуждения ком- пенсируется о помощью, резистора 2478. , Датчик напряжения цепи якоря предназначен для гальваниче- ской развязки силовой цепи якоря и цепей управления и передачи на вход РЕ сигнала, пропорционального напряжению да якоре.
Датчик напряжения цепи якоря представляет сэ&1 генератор о самовозбуждением, выполненной на трансформаторе Гр307 типа МИГ4 и транзиоторе Т302. Положительная обратная сжзь осущест- вляется через обмоточную емкость трансформатора. Резисторы 3321, 3322, 3323, 3324 образуют делкель изме- ряемого напряжения. Кроме того, 3323 ограничивает здчялъний ток базы транзистора Т302, а 3324 - ток цепи'удравшей обмот- ки трансформатора Тр307. Конденсатор C3I4 облегчаег запуск ге- нератора и создает цепь для высокочастотной оостажшей напря- жения генератора. Высокочастотное напряжение выпрямляется диоде Д344 и с фильтра C3I5, Д325 через эмиттерный повторитель-Т4?4 подается на вход РЕ. • . Формирователь момента электродвигателя определяет знак . момента и направление, вращения двигателя в соответствии о полярностью задающего напряжения и. напряжения тахогенератора и формирует управляющие сигналы для блока логики БЛУ ж распреде- лителя импульсов обмотки возбуждения. Формирователь выполнен на операционном усилителе А403- и микросхеме D13,4. На вход А403 через, резистор 3420 поступает сигнал задания скорости, черев резистор 3419 - сигнал обратной связи о тахогенератора. Для обеспечения устойчивой работы фор- мирователя при выходе двигателя на заданную скорость и при рез- ком сбросе нагрузки в цепь тахогенератора включены диода Д410, Д4П. Диапазон подтормаживания устанавливается резистором 3413 путем приведения сигнала тахогенератора к величине задавшего напряжения. Блок зашиты предназначен-для зашиты привода от неправиль- ного чередования фаз, пропадания фаз питавшей сети, исчезнове- ния постоянного напряжения питания схемы управления привода’, отключения электропривода при перегреве электродвигателя и си- ловой части преобразователя, а также при обрыве цепи тахогене- ратора. При коротком замыкании в цепи ТЛЯ обеспечивается сеточ- ная зашита тиристоров. Блок зашиты выполнен на микросхемах У14 иЛ5, транзисто- ре Т500, реле PI, Р2. Диаграммы работы блока зашиты приведены на рис.52. За счет фа зос двигавшей цепи (конденсатор 0500) при сумми- ровании напряжений фазы А и В на выходе микросхемы Л5.1 появ-
ляются импульсы положительной полярности. При наличии напряж- ней +12,5 и -12,5 В, напряжения фаза С и отсутствии перегрева позисторов R9 и KI0 на выходе микросхемы Г15.2 (к.т.25)формиру-' ются положительные импульсы, за- ряжающие Конденсатор C50I и под- готавливающие транзистор Т500 к включению кнопкой "Пуск". Устройство сеточной защиты состоит из датчика токов на маг— нитоДиодах Д25-Д27, ключевой схе- мк (T50I) и триггера (T50I, М.3, Лиярр8ммн работы ^5.3). При токах короткого замы-, блока защиты ’ кания устройство срабатывает и запирает ТЛЯ, а также отключает через блок защиты напряжение питания выходных каскадов выпрями- телей токов якоря и обмотки возбуждения.- Защита от недопустимого повышения скорости дрй обрыве це- пи тахогенератора, осуществляется элементом задержки- (С506, Л14.4). При длительности сигнала ФЭ более 1,5 с происходит ны- . ключбние и останов привода путем воздействия сигнала функцио- нального элемента- на блок, зашиты’ Автоматический выключатель (АВ), защищает схему управления и цепь возбуждения от коротких замыканий’ и перегрузок. Датчик состояния тиристоров обмотки возбуждения выполнен на стабилитронах Д19-Д22, Д315, Д316, диодах ДЗЦ-Д314 и .ре- зисторах. Кб, 37.' Гальваническую развязку, силовой цеди и' цепи управления осуществляет блокинг-генератор на транзисторе ТЗОО я трансформаторе ТрЗО!..' Функциональная схема датчика состояния тиристоров и диа- граммы его’работы‘приведены на рис.53. При наличии тока в обмотке возбуждения Uon < Ц+Ц. так как Ut или Ui .равны нулю,' при этом =0. . При прекращении тока в .обмотке возбуждения тиристоры Д14- Д15 преобразователя закрываются, при этом 14+Ц>Ц,, и на выходе датчика формируется сигнал [)лс, поступающий на блокинг-генера- тор, который формирует на выходной обмотке трансформатора ТрЗО! импульсы частотой’100 Гц. Фильтр СЭ02, В305 выделяет выпрямлен- ную диодом ДЗЮ огибающую'выходного сигнала, поступающего на вход $ЛУ. блок логики включает в себя микросхемы JI-J6. На выходах 5ЛУ формируются сигналы, определяющие, работающую группу выпря- •
жителя реверсивного тиристорного преобразователя збмотки воз- буждения, и сигналы на переключение работающей тргша." Рио.53. Функциональная схема (а) и диаграммы работа (б) датчи- ка состояния тиристоров Блок логики, содержит триггер истинного направления тока в обмотке возбуждения (микробхеш 53, два узла временной задерж-. ки (51.2. 0508 и 52.2,-0509) и выходные элементы ’’ЖИ" (54.2, 54.1, 56.2 и55.1,55.2, 56.4)и узел соответствия заданного и . истинного направления тока возбуждения (56.1, 56.2. 51.3, 51.41 Принцип работы БЛУ поясняется, на рио.48 и 54. Состояние триггера (53) определяет направлен® тока в об- мотке возбуждения-. При изменении сигнала заданного направления- тока возбуждения (к.т.40^ Ж), например е уровня логической I в логический 0, на выходе микросхемы Д1»3 появляется логический 0, срываюший колебание генератора (512.1, 512.2, 512.3) и перево- дящий-РИ в режим инвертирования тока возбуждения. S выходе мик- росхемы 51.4 появляется логическая I. и вход ЕЛУ разблокируется .для сигналов с датчика состояний. Когда ток в обмотке возбуждения станет равным нулю, на' вход БЛУ (к.т. 134) поступает сигнал , соответствующий закры- • тому состоянию всех тиристоров возбуждения, и узел временной задержи формируют .паузу между .включением групп вентилей ревер- сивного преобразователя. На вход БЛУ поступает такте сигнал, переключающий триггер истинного направления тока, после чего на выходе БЛУ (к.т. 7D устанавливается.уровень логической I, раз- решающей работу соответствующей труппе вентилей преобразователя. 'СИФУВ й распределитель импульсов предназначены для формирования управляющих импульсов и распределения их на выпря- мители цепи возбуждения в соответствии с сигналами БЛУ.
Опорное напряжение требуемой фазы в соответствии с сигна- лами триггера истинного направления тока поступает на вход ге- нератора пилообразного напряжения, который синхронизирован с работавшей группой вентилей (рио.55). На- выходах микросхем ЛО.З и ПО.2 формируются "дежурные" импульсы ИНИ и ИКИ. S13 St к . г. 134 Ш!т.7О Ш(г?$ MW. Рис.54. Диаграммы работы блока логического управления привода серии ЭТШ (Гд - продолжитель- ность паузы) виз CSfS HS13 вгаз ВЮ.2 виг В7.2 РиС.55. Временные диаграммы ра- боты СИФУВ в режимах выпрямле- ния при th* . ="!’ г (а>„и инвер- тирования при = 0" (б) ..______ ___:.ди к*** ...М.Ц111Ш. В7.Ц ЦШЮЦШШШШШЦШДШШШШШШШШШШ. и В/ИЗ от вил B7.Z 37.7 ______L*™_________ _____________Л"** Оа, виг а_________ ______0___________ ______________ т т *7 '*7 "7 *е *7 *7 > ж К иы ДШШ11ШШ. t Пилообразное напряжение генератора через резистор 5538 и сигнал РТВ через резистор 5539 подаются на вход компаратора . A50I, на выходе которого 'формируется управляющие импульсы для сетевых тиристоров (Д13, Д£4). В схеме" имеется также генератор импульсов (В!) на микро- ' схеме 512 кГц). Управляющие импульсы и импульсы* ГИрас- пределяются РИ на тиристоры работающей группы. Выпрямительный или инверторный режим работы преобразователя обмотки возбужде- ния также осуществляется РИ в соответствии с сигналами ЕЛУ. Уровень логической I на к.т. 70 разрешает работу группы ти- ристоров Д13, Д16 (микросхема Z78), уровень логической I на к.т.‘71- работу группы тиристоров Д14, Д15 (микросхема^?). Устройство соответствия скорости двигателя заданной предназначено для блокировки работы приводов подачи станка во время переходных процессов в приводе главного движения. 19К
УСС представляет собой выпрямитель, выполнений аа усили- теле А404, и выходной каскад на транзисторе Т402 и реле Р4. На входы УСС через резисторы 1488, 2487 поступает сипаи рассог- ласования по скорости, через резистор 2445 - напрякниа смеше- ния, обеспечивающее устойчивую, работу УСС при выхог; двигателя на заданную скорость. Контакты реле 24 выведены на зналний разъем. .. Устройство минимальной скорости предназначено дж формиро- вания сигнала, разрепаюшего позиционирование при дсятижении приводом минимальной скорости. УМО представляет ,co*ft усили- тель А405 а выходной каскад на транзисторе Т403 и ргле РЗ. На Вход Ж. поступает фильтрованный сигнал тахогенеракса и регу- лируемое резистором 2456 напряжение смешения, спредазяшее по- рог срабатывания УМЗ. Контакты реле РЗ выведены на ннешний разъем. ' ' - , * Источник питания, обеспечивающий питание всех детей уп- равления постоянным стабилизированным напряжением ^2,6 В, со- бран по схеме двухканального стабилизатора с последовательно включенными регулирующими транзисторами Т506, Т507. В качестве усилителей постоянного тока используются операционные усилите- ли А502, А503. Резисторы 2558, 2568 и'стабилитроны Д515, Д516 создают це- пи опорных напряжений разной полярности, резисторы 2557, 2560, 2565, 2567 - цепи напряжений, изменяющихся пропорционально на- пряжению сети. Транзисторы Т506, Т507 - усилители выходного сигнала операционных усилителей. Фильтрами выпрямленного напря- жения служат конденсаторы С520, 0522. Нереверсивный тиристорный электропривод постоянного тока серии ЭТЗ (ТУ16-530.190-75) предназначен для механизмов главно- го движения металлорежущих станков и других машин и механизмов. Структура условного обозначения привода дана ж о. 127. Пример записи обозначения привода серии ЭТЗ при заказе, и в конструкторской документации другого изделия о двигателем 2ПФ200МГ (22 кВт, 440 В, 1600/3500 об/мин ; исполнение двига- телей - горизонтальное на лапа-х) при регулировании скорости по двум зонам: "Электропривод ЭТЗ-242-200Ц/1600У4, режим работы - продолжительный (SI), ТУТ6-530.190-75, исполнение двигателя IMI00I". 3 состав привода входят: тиристорный преобразователь, дви- гатель, задатчик скорости (ППБ-15Г), дроссель (РТП) л термов-
ные резисторы (БДТ). С приводом поставляются компдей запасных частей, паспорт и техническая документация на двигатель. Основные параметры привода приведены в табл. 27. Привода серии ЭТЗ позволяют регулировать скорость двига- теля с постоянным моментом на валу (I-я зона): от лиая=Юоб/4шн ДО пн С обратной СВЯЗЬЮ ПО скорости и ОТ Пдда=5О об/мин ДО Пн о обратной связью по противо-э.д.о. Приводы с обратной связью по скорости могут быть и двухзонными: регулирование скорости до пн осуществляется по I-й зоне и от пн до пткс - по 2-й зоне (с постоянной мощностью). ЭТЗ-0 0 0 - 000/0000 - 00 Электропривод _________________ Тиристорный____________________ Трехфазный ____________________ Режим работы:__________________ I - по I-й зоне с обратной связью по скорости 2 - по двум зонам - 3 - по I-й зоне с обратной связью по противо-э .Д.С. Номинальное напряжение дви- гателя I 2 S 4 Тип I 2 - НО В; - 220 В; - 340 В; - 440 В двигателя: - ПВО (Т) - 2ПФ 3 ' - 2ПБ 4 - 2П0 ,г г г 5 - П 6 - по согласованию с за- казчиком Габарит двигателя____________ Номинальная скорость, об/мин Климатическое исполнение и _ категория размещения по ГОСТ 15150-69* Приводы эуЗ-I и ЭТЗ-2 комплектуются двигателями, мощ- ность которых указана в табл.38, Приводы [типа ЭТЗ-З комплек-
туются двигателями серий.П41-П62 мощностью 3,2-14 ж ЕБ62 мощностью 4 кВт. Основные погрешности скорости привода даны в абл.39. В соответствии с требованиями технических уыееий на дви- гатели привода рассчитаны' для работы в продолжительном, крат- ковременном и повторно-кратковременном режимах. Таблица 33 Серия двигателя Мощность двигателя, кВт. да привода исполнения ЭТЗ-1 - •' ' .ЭЕ-2 ПБСТ-23-г-ПБСТ-бЗ : 1,15-11,3 1,2-7,2 2ПФ-132МГ4.2ПФ-2001Г 2-22 ' ' '2-22 2ПБ-112МГ+2ПБ-2001Г 1,1-15 1,1-П 2П0-132МГ*2П0-200£Г 1,3-24- 1,8-П Таблица 39 Причина отклонения, скорости . от установленной Отклонение, %, Установленной скорости*), об/ин , 10 30 .. 102 1000 и более Изменение тока нагрузки ' ±15 . ±5 ±1 от 0,15Г^ zoln . . —• — ' ±10' ±10 Изменение нагрузки, напряже- ±20 ±10 ±2 ния сети, прогрев двигателя - — ±20 ±20 ^Первая отрока - данные да приводов ЭТЗ-I и ЭТЗ-2, вто*- рая - данные для Привода ЭТЗ-З. • В Приводах серии ЭТЗ предусмотрена зашита ст коротких за- мыканий и.токовых перегрузок. Срок службы приводов 12 лет,. Вероятность безотказной ра- боты за 4000 ч составляет 0,98 при. доверительной вероятности 0,8. Все. узлы'привода, кроме двигателя, открытого исполнения ПЮО, предназначены для установки в электрошкафах. Габаритные и установочные размены тиристорного преобразо-. вателя'и тормозных резисторов приведены на рис.об, дросселя - на рис.57 и в табл.40.
^пУ2Тт^°.в^?1Ые ₽азмеРы тиристорного преобразова- Рис.57. Габаритные.и устано- й вода дарии ЗТЗЙ 32 тормозных резисторов (б) массой 1,04 кг при- воады^змеры дросселей
I i d x i ц a 40 Тип дросселя Размеры, мм (см.рис.57) Маоса, кг L В Н- . . А 3 РТП-1,2 124=1 112=1 177=1 104=04 76=2,5 2 7.1 РТП-З.ДП 124=1 154=1 177=1 104=0,4 116=1,5 2 II РТП-4...9 170=1 217=1 203=1 140=0,2 хзга: 9 18,5 Привод представляет собой систему автоматического регули- .роваяия скорости двигателя с отрицательной кратной связью по скорости и по току якоря двигателя. . Структурная схема привода приведена на ж.58, принципиаль- ная электрическая схема - на рис.59. Рис.58. Структурная схема привода серии ЭТЗ Скорость двигателя в приводе ЭТЗ-1 ретуыруетоя изменени- ем величины напряжения на якоре двигателя за счет изменения уг-. ла проводимости тиристоров преобразователя.' При этом напряжен® в обмотке возбуждения не меняется. Схема управления приводом работает следушим образом. На входе регулятора скорости А302 суммируются ток, пропор- циональный задающему напряжению,и ток, пропорциональный напряже- нии? тахогенератора. Разность их усиливается интегральным усили- телем и подается как задающее напряжение на вход регулятора то- ка A30I.
Рио.59. Принципиальная электрическая схема привода серии ЭТЗ

С выхода РТ усиленный сигнал поступает вафазосмешаюшее ^тройство (ФСУ) тиристорного преобразователя. ФСУ формирует и . зспределяет управляющие импульсы на тиристоры_силовой~схемы ривода. Величина напряжения регулятора тока определяет фазо- И угол управляющих импульсов блока управления относительно йодного напряжения, а'следовательно,, и'угол проводимости ти- исторов,' напряжение на якоре двигателя и его скорость. . | В приводе ЭТЗ-2 скорость, регулируется как изменением на- ряжения, на-якоре, так и-изменением магнитного потока двигате- я. Регулирование скорости выше номинальной (ослаблением пото- а) - зависимое, осуществляемое от одного задатчика скорости. J . Канал ослабления магнитного потока' управляется нацряжени- м, пропорциональным Уя • При. напряжении на якоре’ двигателя еяыпе Uh на обмотке возбуждения двигателя ^.автоматически под- держивается номинальное напряжение'. При'увеличении напряжения выше Uh давность Ux- U# вычитается из- величины уставки напря- !ения на обмотке- возбуждения, поэтому увеличение напряжения на крре приводит к уменьшению напряжения на обмотке возбуждения увеличению скорости двигателя. Тиристорный преобразователь . состоит .из силового, блока, лока* управления, регулятора э.д.с. двигателя, промежуточного силителя', блоков торможения и питания. ‘ Силовой блок включает в себя трехфазный полууправляемнй олудровОдаиковый мост (VI-V6), три' токоогданичивайших реактора LI-U3).h схемупитания обмотки возбуждения .(V8-VI5). ТокооХраничиваюшиё реакторы,, включенные в каждую фазу.пре- образователя, служат для ограничения токов короткого замыкания : ослабления'влияния тиристорного преобразователя на'питающую еть. . Зашита силовых цепей-при коротких замыканиях осушеотвля- тся автоматическим выключателем Р4. Схема' блока- управления состоит из .трех однотипных каналов, правления тиристорами: VI; V3;- V5. ' В. целях увеличения безопасности При настройке привода эле- енты блока расположены, на двух панелях: ВП; имеющей гальвада- ескую связь'с питающей сетью, и низковольтной БУ, гальваниче- ки развязанной с питающей сетью. Элементы блока, управления» аркировка которых начинается с цифры I, расположены на'пане- и БУ, а элементы, в обозначении которых первая цифра 2 - на ПО ТГИ НТТ .
Работу каналов управления рассмотрим на пршере работы канала фазы А. Диаграммы напряжений даны на рис.Е. Канал объединяет узлы формирования опорного спряжения (VI2I, VI22), сравнения (VI04) и формирования упжэшвшх им- пульсов (VI23, T20I,V202). . .ria базоэмиттерный переход транзистора VI2I ^сез резистор PI0I додается отрицательное запиравдее напряжение двух фаз . А и В, а через резистор 5102 .- положительное дапряжеше смешения. В результате на время действия страдательного наложения двух фаз транзистор VI2I .закрыт. Конденсатор'0101 зартется по да- ни КЮЗ, 5104. При равенстве нулю отрицательного задряжения двух фаз транзистор под действием положительного зешения от- крывается и конденсатор CI0I разряжается по цепи Е04, VI2I. Таким образом, на конденсаторе формируется спорней напряжение, причем величина этого 'напряжения регулируется по гмплитуде, так как источником питания зарядной дали служит -выходное напряжение усилителя токового контура« Эмиттерный повторитель YI22 усили- вает опорное напряжение по току. Опорное напряжение через резисторы 5106, 510? прикладыва- ется к туннсльиоьу диоду. Падение напряжения на после днем'увели- чивается скачкообразно при достижении током диода величины то- ка переключения. Скачкообразное.увеличение яапряданяя на баз’е транзистора VI23, в цепь коллектора которого вклечена первичная обмотка трансформатора T20I, привода к мгновенному 'его отпи- ранию. На трансформаторе T20I формируется управляюий импульс, который ‘ передается во вторичную обмотку, усаливается тран- зистором V202 и подается да управляющий электрод силового ти- ристора VI. Цепь, состоящая из резистора S3 и октодиода VIH, служит для сигнализации о'наличии управляющих мжульсов на ти- ристоре . .Блок регулятора э'.д.о. двигателя предназначен для автома- тического поддержания напряжения- на обмотке, возбуждения при ра- боте с полным полем и для регулирования величины э.д.с. якоря двигателя при работе в режиме с ослабленным пблем, Величина напряжения на обмотке возбуждения гри работе р полным полем выставляется потенциометром 5223,»величина напря- жения на якоре двигателя, при котором начинается работа с ослаб- ленным нолем, - потенциометром 5216. Напряжение на обмотке воз-
буждения устанавливается автоматически в зависимости от скорос- ти двигателя.. Примечание. При длительных остановках привода возможно снижение тока в обмотке возбуждения (с целью уменьше- ния нагрева двигателя), для чего контакт 210 необходимо соеди- нить с контактом Ш1 коммутационным аппаратом. Блок регулятора э.д.с. двигателя состоит из датчика на- пряжения, усилителя постоянного тока, узла формирования управ- ляющих импульсов и узла сравнения, размешенных на трех панелях: БУ, ВП и У. Элементы регулятора з.д.о., маркировка которых начинается с I, расположены на .панели БУ. Элементы, в марке. которых пер- вая цифра - 2, рас положены на панели ВП. Маркировка элементов, размещаемых на панели У, начинается с цифры 3. . Датчик, напряжения предназначен для замыкания цепи обратно# связи по напряжению на обмотке возбуждения двигателя с гальва- нической развязкой цепи управления и силовых цепей. Постоянное напряжение, снимаемое с обмотки возбуждения двигателя, преобра- зуется в переменное напряжение, амплитуда которого пропорцио- нальна напряжению возбуждения. Преобразователь состоит из генератора с самовозбуждением, собранного на транзисторе V2I4 и трансформаторе Т205который питается от делителя напряжения Д223, Д224, 8222, R22I, 2220. - Выходное напряжение генератора, снимаемое с обмотки 5-6 трансформатора Т205, через диодУ321 подается на вход промежу-; - точного усилителя АЗОЗ, собранного на интегральном усилителе КГУТ401Б. Контур регулирования з.д.о. корректируется’подбором параметров С317 и 8344 в цепи обратной связи усилителя АЗОЗ. Усиленный по напряжению сигнал о выхода усилителя поступает на * вход канала формирования управляющих импульсов тиристора V8. • Канал управления возбуждением двигателя включает в себя узлы формирования опорного напряжения (VI30, VI3I, СП1, УП5), сравнения (VI32, VI30) и формирования управляющих импульсов (VI33.VT2C4, V2I0, V2II). Диаграммы напряжений даны на рис.61. Канал управления работает следующим образом. На базоэмиттерный переход- транзистора VI30 через резистор 8130 подается положительное напряжение двух фаз. При отсутствии этого напряжения транзистор VI30 закрыт, конденсатор СIII заря- жается пр цепи VI3I, VII5, 8132, GUI. Амплитуда напряжения на конденсаторе GUI зависит от величины выходного напряжения уси- лителя АЗОЗ. из
Рис.60. Диаграммы напряжений ка- нала управления фазы А
Рио.61. Диаграммы напряжений канала управления возбуждением двигателя
Во время действия на базу транзистора VI30 положительного напряжения он открыт. Через резистор 5128 транзистор VI30 шун- .тирует выход усилителя АЗОЗ (т. 60). Транзистор.V13! запирается, а койденсатор CIII разряжается по’цепи 5132, RI34, VI32, VII8, VII9.'При величине опорного напряжения, .определяемой диодами VII8, Л/И9,- транзистор VI32 переключается и переключает диод. VI20 и транзистор VI33. Диод .формирует крутой.фронт переключения транзистора VI33. При переключении транзистора .VI33 в обмотке импульсного трансформатора формируется управляющий импульс, который со вто- ричной обмотки подается на- выходной каскад,- выполненный да ма- '• ломотном тиристоре V2.I0 и транзисторе V2II. Для работы привода с ослабленным.полем необходимо при на- пряжении йа якоре, равном VH , выставить потенциометром 5216 потенциал на эмиттере транзистора V2I2, равный потенциалу '.ва делителе (52231 5224, 5222, 5221, 5220) в т. 109 о учетом падения напряжения на диоде V2I3. При дальнейшем увеличении скорости, путем усиления задаю- щего, напряжения, растет .напряжение на якоре двигателя .и потен- циал на эмиттере транзистора V2I2. Цель 5221, 5220 получает до- полнительное питание через транзистор V2I2 й диод V2I3. Таким образом, увеличивается напряжение питания генератора, что вызы- вает в сдою очередь рост напряжения на выходе промежуточного усилителя. АЗОЗ. • - - Усиленный по напряжению входной сигнал с выхода усилителя АЗОЗ поступает на вход канала управления тиристором V8, умень- шая ток в обмотке возбуждения двигателя. Поэтому дальнейшее увеличение скорости при увеличении задающего напряжения проис- ходит за счет уменьшения напряжения на, обмотке возбуждения, при- чем задавший сигнал компенсируется соответствующим сигналом об- ратной связи с выхода тахогенератора. В схеме' регулятора э.д.с. двигателя предусмотрено ограни- чение минимального напряжения на обмотке возбуждения v Гранина ограничения может плавно изменяться потенциометром 5129. Блок промежуточного усилителя состоит из регуляторов тока и скорости, выполненных на интегральных .усилителях АЗО! и А302 с соответствующей коррекцией. Контур тока - подчинений по от- ношению к контуру, скорости. I Эталонным напряжением, с которым сравнивается выходное да- пряжение (т. 170)’ с датчика тока ДТ, является выходное] на- пряжение регулятора скорости А302 (т. 190). |
На входе усилителя А302 суммируется два встречах тока: ток от задатчика скорости 'RV >• аод&лтеявого к т. 203, 204, . и ток от тахогенератора, подключенного к т, 204, 223. Интегральные уоилители.питаются от стабилизатхса напряжения выполненого на транзисторах/324,/323,/322. Максимальная скорость двигателя выставляется ютенциомет- ром 5337 и подбором.резисторов 8335, 8336 при полня задающем напряжении, минимальная - потенциометром'5328. Параметры корректирующих цепей выбираются в ркгуляторе скорости А302 изменением сопротивления 8331 и емкаии 0312, в регуляторе тока A30I - сопротивлений 5315, 5314 и жости C3I0. Транзистор /326 выполняет функции токоограничгзикего уст- ройства привода путем ограничения выходного сигнал* регулятора скорости. Величина уставки токоограничения плавно регулируется с помощью потенциометра 5324. ’ г ’ Блок торможения осуществляет бесконтактное дшамическое торможение двигателя, путем подключения якоря двигателя с поькшею тиристоров к тормозному сопротивлению BQ при перезгде двигате- ля с большей скорости на меньшую и отключает его пи выходе на скорость меньщую заданной. Блок, торможения состоит из силовых тиристоров V9, VI0,. тормозного сопротивления 5Q и схемы управления тиреторами. Рассмотрим' работу схемы управления тиристора*®. Диаграммы напряжений и токов блока торможения приведены, на рис.62. При торможении двигателя уменьшение задающего напряжения приводит к тому, что на выходе регулятора скорости под действи- ем сигнала с тахогенератора напряжение становится положитель- ным. В результате этого по цепи V3I6, базоэмиттерш! переход транзистора V325 протекает ток. Транзистор V325 изрывается, и положительный сигнал с выходе А302 через резистора 2225 и 5232. поступает на выход транзисторов V220 И7221. Одновременно на базы этих же транзисторов подаются импульсы с коллектора тран- зистора VI33: на базу транзистора V220 через цепь СПЗ, /215 и 5227 - отрицательный импульс, а на базу транзистора V22I через цепь СПЗ, V222 и 5235 - положительный. Отридательный жшульс закрывает транзистор /220 (частота следования импульса 50 Гц). В результате этого на трансформа- торе Т206 образуется управляющий импульс, который передается во вторичную обмотку, усаливается транзисторе» /216।и подается
на управляющий электрод тиристора V9. Происходит динамическое торможение двигателя через открытый тиристор V9 на тормозной резистор до установленной скорости. Uha. J302[aj 5--ЛЗ Ifs vzza о - Up., rzzs 0 Urzss 0 0 Us 7221 0 Торхатсяи Сырость Л-W—-AV JUULL_Ш к |Г^>, к V2$1 0 vzh °. U-rzoz Uynp' VID 0 ULJUL ...О ПП fl not Рио.62. Диаграммы тонов и напряже- ний блока торможения Переход из режим* торможения в двигательный режим- осуиест- вляется следующим образом. При достижении двигателем заданной скорости напряжение m , выходе регулятора скорости А302 переходит в рабочую вону (ста- новится' отрицательным), транзистор VS25 закрывается, в резуль- тате чего на вход транзисторов V220.I/22I-сигнал с выхода А302 не поступает., При атом иг/лульсы, поступающие на базы -транзисто- ров V220, V22I с коллектора транзистора VI3S, закрывают транзис- тор V220 и открывают транзистор V22I.
На коллекторе транзистора V22I образуются ивдльсы, кото- рые, поступая' на базу транзистора V227, формируют не обмотке трансформатора, включенной в цепь коллектора этого транзистора, управляющие импульсы. Эти импульсы подаются на втспичнуп обмот- ку трансформатора Т207, усиливаются транзистором VI23 и посту- пают на управляющий электрод тиристора VI0. , Через тиристор VIO на тормозной резистор SQ шдается запи- раадее напряжение о фазы А, в результате чего тирктор V9 зшфыаа етоя и отключает тормозной резистор BQ от якорной дали. Блок питания (БП) состоит из источника питанм выходных каскадов и стабилизатора напряжения. Источник питания выходных каскадов собран на диодах V40I, V406 с фильтром C40I, B40I. C20I. ? Стабилизатор напряжения служит для питания вкх' систем привода, не имеющих гальванической связи с силовой сетью. / Стабилизатор напряжения выполнен на регулирузшвм транзис- торе V322 и усилителе на транзисторе V323. Источником опорного напряжения служит стабилитрон VBII. Выходное напряжение стаби- лизатора, выставляемое-резистором 8308, равно 24 К Ток нагруз- ки стабилизатора составляет но более 100 мА. Привод ЭТЗ-З в сравнения с приводом ЭТЗ-1 ©ле-гт дополни- тельный узел - датчик напряжения на якоре, который служит для передачи сигнала, пропорционального напряжению якоря двигателя, гальванически развязанного о силовой, цепью, на вхад промежуточ- ного усилителя. Датчик напряжения включает в себя блокинг-гене- paropi собранный на транзисторе, транзисторный клея и трансфор- матор. ' Транзисторный ключ с частотой, определяемой бхокинг-гене- ратором, шунтирует резистор, с которого снимается сигнал, про- порциональный напряжению якоря двигателя. Переменная составляю- щая этого сигнала'-через конденсатор подается на первичную об- мотку разделительного- трансформатора. Со- вторичной обмотки вы- прямленный диодом сигнал поступает на вход регуляторе напряже- ния AS02.