ЭПУ 1 Электропривод постоянного тока унифицированный трехфазный
Устройство и принцип работы

Сведения о производителе тиристорного электропривода ЭПУ1

Производитель электропривода ЭПУ1 ИГФР.654673.001, ТУ16-530.304-83 - Прокопьевский завод Электромашина.

Электропривод тиристорный постоянного тока унифицированный серии ЭПУ1. Назначение область применения

Электропривод постоянного тока унифицированный трехфазный ЭПУ1 изготовлен по ТУ16-530-304-83 (Снят с производства).

Электропривод унифицированный трехфазный (в дальнейшем именуемый электропривод) предназначен для реверсивных быстродействующих широкорегулируемых приводов с однозонным или двухзонным регулированием скорости двигателей главного движения, в том числе для приводов подач станков с ЧПУ, промышленных роботов и других механизмов.

Электроприводы с управления (по якорю, по полю двигателя), обратной связи и диапазона регулирования (скорости двигателя) подразделяются на:

• ЭПУ 1... Д - Электроприводы главного движения - двухзонный, с обратной связью по скорости двигателя и диапазоном регулирования скорости двигателя до 1000;
• ЭПУ 1... Е - Электроприводы главного движения - однозонный (управление по якорю двигателя), с обратной связью по ЭДС, диапазоном регулирования скорости двигателя до 20;
• ЭПУ 1... М - Электроприводы главного движения - однозонный, с обратной связью по скорости двигателя, диапазоном регулирования скорости двигателя до 1000;
• ЭПУ 1... П - Электроприводы подачи предназначены для реверсивных быстродействующих широкорегулируемых приводов с однозонным регулированием скорости станков с ЧПУ, промышленных манипуляторов и других механизмов.

Данные электроприводы могут работать, как внутренний контур, в САУ с обратной связью по положению с замыканием через систему ЧПУ.

Электропривод ЭПУ1 предназначен для работы в закрытых помещениях при следующих условиях:

• высота над уровнем моря не более 1000 м;
• температура окружающего воздуха (внутри шкафа) 5..45°C;
• относительная влажность окружающего воздуха до 80% при температуре 30°C;
• окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих металлы и изоляцию.

3. ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ЭПУ1

• Напряжение сети - ~380 В, 50 Гц;
• В электроприводах подачи используются двигатели серий ДПУ, ДР, 2ПБВ, 2ПКВ, ПБВ, 2П, ПБ2П, П02П, 4П;
• В электроприводах главного движения применяются двигатели серий 2П, 4П, ПБ2П, П02П и др.;
• Сигнал управления аналоговый (задающий сигнал Uзад) ±10 В соответствует максимальной скорости;
• Входное сопротивление не менее 2 кОм.

Многокоординатные (групповые) электроприводы образуются простым набором однокоординатных электроприводов с добавлением в фазы блока управления коммутационных реакторов, и исключающих взаимное влияние приводов при работе от общего трансформатора.

Электроприводы ЭПУ1 предназначены для работы

• в длительном S1 режиме;
• в кратковременном S2 режиме;
• в повторно-кратковременном S3 режиме по ГОСТ 183-74.

Структура условного обозначения электропривода ЭПУ1

ЭПУ1 -Х₁ -ХХ₂ Х₃ Х₄ Х₅ 04

ЭПУ1-2-4027П УХЛ4 - Пример заказа

• ЭПУ1 → Электропривод Постоянного тока Унифицированный, 1 → номер разработки;


• -Х₁ - код исполнения по реверсу:
• 1 → нереверсивный
• 2 → реверсивный
• -ХХ₂ - код номинального тока блока управления:
• 34 → 25А
• 37 → 50А
• 39 → 80А
• 40 → 100А
• 43 → 200А
• 46 → 400А
• 48 → 630А
• Х₃ - код номинального выпрямленного напряжения блока управления:
• 1 → 115 В
• 2 → 230 В
• 4 → 460 В
• Х₄ - код напряжения трехфазной питающей сети:
• 4 → 220 В, 50 и 60 Гц;
• 7 → 380 В, 50 и 60 Гц;
• 8 → 400 В, 50 и 60 Гц;
• 9 → 415 В, 50 и 60 Гц;
• Р → 220 В, 60 Гц;
• Ф → 230 В, 60 Гц;
• С → 380 В, 60 Гц;
• Ц → 400 В, 60 Гц;
• Э → 415 В, 60 Гц;
• Т → 440 В, 60 Гц;
• Х₅ - функциональная характеристика:
• П → подачи (работы) с высокомоментными и др. двигателями, перегрузка по моменту до 6, диапазон регулирования до 10000;
• Д → главного движения, двухзонный, перегрузка по току до 2, диапазон регулирования до 1000;
• Е → главного движения, с обратной связью по ЭДС или напряжению, однозонный, перегрузка по току до 2, диапазон регулирования до 20;
• М → главного движения, однозонный с обратной связью по скорости двигателя, перегрузка по току до 2, диапазон регулирования до 1000;
• 04 - климатическое исполнение по ГОСТ 15150:
• УХЛ4 или 04

Структура условного обозначения блока управления БС 3003

БС 3 -Х₁ 03₂ -ХХ₃ Х₄ Х₅ Х₆ 04

• БС3 → Блок Станочный (Преобразователь), 3 → Класс: статический преобразователь для электроприводов постоянного тока
• Х₁ - Группа
• 1 → нереверсивный однозонный;
• 2 → реверсивный однозонный;
• 3 → нереверсивный двухзонный;
• 4 → реверсивный по якорю, двухзонный;
• 03 - Номер разработки;
• -ХХ₃ - Номинальный ток;
• 34 → 25А
• 37 → 50А
• 39 → 80А
• 40 → 100А
• 43 → 200А
• 46 → 400А
• 48 → 630А
• Х₄ - код номинального выпрямленного напряжения;
• 1 → 115В;
• 2 → 230В;
• 4 → 460В;
• Х₅ - код трехфазной питающей сети:
• 4 → 220 В, 50 и 60 Гц;
• 7 → 380 В, 50 и 60 Гц;
• 8 → 400 В, 50 и 60 Гц;
• 9 → 415 В, 50 и 60 Гц;
• Р → 220 В, 60 Гц;
• Ф → 230 В, 60 Гц;
• С → 380 В, 60 Гц;
• Ц → 400 В, 60 Гц;
• Э → 415 В, 60 Гц;
• Т → 440 В, 60 Гц;
• Х₆ - функциональная характеристика:
• П → подачи (работы) с высокомоментными и др. двигателями, перегрузка по моменту до 6, диапазон регулирования до 10000;
• Д → главного движения, двухзонный, перегрузка по току до 2, диапазон регулирования до 1000;
• Е → главного движения, с обратной связью по ЭДС или напряжению, однозонный, перегрузка по току до 2, диапазон регулирования до 20;
• М → главного движения, однозонный с обратной связью по скорости двигателя, перегрузка по току до 2, диапазон регулирования до 1000;
• 04 - климатическое исполнение по ГОСТ 15150-69:
• УХЛ4 или 04

Фото электропривода ЭПУ1-2-3727 П УХЛ4, Прокопьевск

Фото электропривода ЭПУ1-2-3727 П УХЛ4, Прокопьевск. Смотреть в увеличенном масштабе

Фото электропривода ЭПУ1-2-3727 П УХЛ4, Прокопьевск

Фото электропривода ЭПУ1-2-3727 П УХЛ4, Прокопьевск. Смотреть в увеличенном масштабе

Фото электропривода ЭПУ1-2-3727 П УХЛ4, Прокопьевск

Фото электропривода ЭПУ1-2-3727 П УХЛ4, Прокопьевск. Смотреть в увеличенном масштабе

Фото электропривода ЭПУ1-2-3727 П УХЛ4, Прокопьевск

Фото электропривода ЭПУ1-2-3727 П УХЛ4, Прокопьевск. Смотреть в увеличенном масштабе

Таблица 3-1 Типы и основные параметры электропривода ЭПУ1

Типы и основные параметры электропривода ЭПУ1

Типы и основные параметры электропривода ЭПУ1. Смотреть в увеличенном масштабе

Типы и основные параметры электропривода ЭПУ1

Типы и основные параметры электропривода ЭПУ1. Смотреть в увеличенном масштабе

Типы и основные параметры электропривода ЭПУ1

Типы и основные параметры электропривода ЭПУ1. Смотреть в увеличенном масштабе

Типы и основные параметры электропривода ЭПУ1

Типы и основные параметры электропривода ЭПУ1. Смотреть в увеличенном масштабе

Примечания:

1. Частота сети 50 Гц и 60 Гц для напряжений сети 220, 380, 400, 415; частота 60 Гц для напряжений 230 и 440 В.

2. В состав электропривода по согласованию с заводом- изготовителем могут входить двигатели и силовые трансформаторы других типов в соответствии с опросным листом.

3. В табл. 3—1 для электроприводов подачи указан тип силового трансформатора для однокоординатного электропривода. Для подключения нескольких электроприводов к общему трансформатору (вариант многокоординатного привода) мощность и тип трансформатора выбираются заказчиком в зависимости от мощности максимального напряжения одновременно работающих двигателей. В этом случае в опросном листе указываются также типы коммутационных реакторов, исключающих взаимное влияние электроприводов (при необходимости).

4. Для многокоординатных электроприводов подачи на базе двигателей с электромагнитным возбуждением для питания обмоток возбуждения применяется групповой возбудитель (указать в опросном листе) с Iн возб. =20 А, Uн возб. = 110, 220 В.

5. Полное обозначение типа электропривода при заказе производится на основании табл. 3—1 и структуры условного обозначения.

6. Электроприводы с новыми двигателями ДПУ, ПЯ, 2ПБВ и 2ПКВ поставляются заводом-изготовителем по мере освоения серийного выпуска указанных двигателей и промышленного испытания электроприводов с ними.

7. В трансформаторных исполнениях электроприводов с блоками БС на 25 и 50 А, на выпрямленное напряжение 115 В (с трансформаторами мощностью до 6, 3 кВА) и 230 В (с трансформаторами мощностью до 10 кВА) вместо предохранителей возможна установка автоматического выключателя. Для однокоординатного электропривода выключатель можно устанавливать на вторичной или первичной стороне трансформатора. Поставка автоматических выключателей производится по согласованию с заводом-изготовителем в соответствии с опросным листом.

8. В электроприводах на 100 А допускается применение двух коммутационных реакторов на 50 А, соединенных параллельно.

9. В электроприводах ЭПУ 1—2... П с высокомоментными двигателями, а также с дисковыми двигателями типа ДПУ, ДЯ, ДР, применяются сглаживающие реакторы (рис. 5—1) на токи, соответствующие номинальному току двигателя. Электроприводы с двигателями 2ПКВ используются без сглаживающего реактора.

10. Электроприводы подач ЭПУ1—2—4020П с выходными параметрами Iн =100 A, Uн =230 В с использованием двигателей 2ПБВ132 обеспечивают перегрузку по моменту не более 4. Для обеспечения перегрузки по моменту до 6 с двигателями 2ПБВ132 следует использовать электропривод ЭПУ 1—2—4320П.

11. Двигатели ДПУ можно использовать с блоком БС 3203 на выпрямленное напряжение 115 В, но применив при этом специальный трансформатор с U 2л = 104 В.

12. Двигатели, рекомендуемые для электроприводов исполнения ЭПУ 1... Д, Е, М даны в Приложение 3.

13. Напряжение возбуждения 110 В только для напряжения питающей сети 208.. 240 В.

14. Экспортные исполнения электроприводов с напряжением 415 В и более должны выполняться с силовым согласующим трансформатором с вторичным напряжением не более 400 В.

15. Электроприводы главного движения необходимо применять с согласующими трансформаторами на вторичное напряжение не более 400 В.

Технические характеристики электроприводов подачи (ЭПУ 1—2... П)

• 1. Длительный момент при скорости равной нулю, Мдо: 0,7.. 175 Нм
• 2. Максимальная скорость вращения: 1000... 3000 об/мин
• 3. Номинальный ток блока управления БС: 25, 50, 100, 200 А
• 4. Номинальное напряжение блока управления БС: 115, 230, 460 В
• 5. Кратность перегрузки в долях от длительного момента в течение не более 0,2с: 4.. 6
• 7. Полоса пропускания частот замкнутого контура по скорости при управляющем напряжении, соответствующем линейной зоне работы всех регуляторов не менее: 35 Гц
• 8. Изменение скорости вращения при набросе и сбросе нагрузки 0,5 М ном относительно уровня 0,5 М ном при n =0,001 nмакс не должно превышать: 100 %
• 9. Время восстановления, мс 150

Примечания:

1. Параметры электроприводов обеспечиваются при отклонениях питающей сети от номинального значения ±10%, и пульсации задающего сигнала управления не более 2% от установленного значения в соответствии с ГОСТ 25777—83 и ГОСТ 25778—83

2. Минимальная скорость электроприводов подачи 0,1 об/мин.

В электроприводах подачи используются двигатели серий ДПУ, ДР, 2ПБВ, 2ПКВ, ПБВ, 2П, ПБ2П, П02П, 4П.

Технические характеристики электроприводов главного движения (ЭПУ 1... Д, Е, М)

• 1. Номинальная мощность: 1,5..250 кВт
• 2. Номинальная скорость вращения: 500..3000 об/мин
• 3. Максимальная скорость вращения: 750..5000 об/мин
• 4. Номинальный ток блока управления:
• для питания якорной цепи двигателя: 25, 50, 80, 100, 200, 400, 630 А
• для питания обмотки возбуждения двигателя: 5, 10, 20 А
• 5. Номинальное напряжение блока управления:
• для питания якорной цепи двигателя: 230, 460 В
• для питания цепи возбуждения двигателя: 115, 230 В
• 6. Кратность рабочей перегрузки в течение 10 с при среднеквадратичном токе не выше номинального и времени усреднения 1 мин (в долях от номинального): 2
• 8. Полоса пропускания частот замкнутого контура по скорости однозонного реверсивного электропривода мощностью до 30 кВт при управляющем сигнале, соответствующем линейной зоне работы всех регуляторов не менее: 20 Гц
• 9. В однозонных реверсивных электроприводах с обратной связью по скорости изменение скорости вращения при набросе и сбросе нагрузки 0,4 Мном относительно 0,6 Мном при n =0,l n макс для электроприводов до 30 кВт не должно превышать: 10%

Примечание.

Для электроприводов с однозонным регулированием максимальная скорость равна номинальной. Для электроприводов с двухзонным регулированием скорости диапазон ослабления поля до 5 в соответствии с характеристикой двигателей.

В электроприводах главного движения применяются двигатели серий 2П, 4П, ПБ2П, П02П и др.

4. СОСТАВ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ЭПУ1

4.1. Принципиальные схемы электроприводов приведенные в Приложение 5

• приводы подач на рис. 1, 2, 11, 2а
• двухзонные реверсивные электроприводы на рис. 3, 4, 12, 13, 14
• реверсивные однозонные (в том числе со связью по ЭДС) на рис. 5, 6, 7, 15, 16, 17, 18
• нереверсивные одно и двухзонные на рис. 8, 9, 10, 19, 20, 21, 22

В состав электропривода входят:

• БС - блок управления (U4);
• Ml - электродвигатель;
• Т1 - трансформатор;
• L1 - сглаживающий дроссель (для высокомоментных двигателей);
• L2 - сетевые (коммутационные или токоограничивающие) реакторы;
• U1 - блок предохранителей на 25, 50, 100 А (защита от коротких замыканий);
• U2 - источник питания обмотки возбуждения БВ (только в электроприводах подач для двигателей с электромагнитным возбуждением);
• U3 - блок ввода (только в электроприводах главного движения для подключения возбудителя к сети);
• F7 - автомат на 80, 200 А (защита от коротких замыканий
• Rl, R2 - задатчик скорости технологический (по заказу);
• ЗИП - в соответствии с ведомостями ЗИП на соответствующее исполнение.

Поставка электроприводов ЭПУ1 осуществляется комплектно.

Примечания:

1. По согласованию с заказчиком возможна поставка электроприводов без двигателя и без других составных частей.

2. Конкретное типоисполнение двигателя и силового трансформатора определяется заказчиком в опросном листе.

3. Типоисполнения сетевого и сглаживающего реакторов определяются заказчиком в опросном листе в соответствии с номинальным током выбранного двигателя.

Термины и сокращения

• АУ - адаптивное устройство
• БВ - блок возбудителя (U2)
• БОШ - блок ориентации шпинделя
• БП - блок питания
• БЗиИ - блок защиты и индикации
• BR,BR1 - тахогенератор
• БС - блок управления (U4)
• БРС - Узел блокирования регулятора скорости
• БЗиИ - блок защиты и индикации
• В - выпрямитель
• ВУ - вводное устройство
• ГПН - генератор пилообразного напряжения
• ДПВ - датчик проводимости вентилей
• ДТ - датчик тока
• ИСН - источник синусоидального напряжения
• ЛУ - логическое устройство
• ЛХ - лианеризатор характеристики
• М - электродвигатель постоянного тока 2ПБВ
• МТО - модуль оптронный тиристорный силовой
• МТТ - модуль тиристор тиристор силовой
• МТОТО - модуль опто-тиристорный силовой
• НЗ - нелинейное звено
• НО - нуль орган
• ОВМ, ОВ - обмотка возбуждения мотора
• ПЭ1, ПЭ2 - пороговый элемент
• ПХ - переключатель характеристик
• РС - регулятор скорости (ПИ-регулятор скорости)
• СИФУ - система импульсно-фазового управления
• Т - RS - триггер
• ТИП - триггер истинного положения
• ТЗП - триггер заданного положения
• ТСТ - силовой трансформатор
• ТПЯ - тиристорный преобразователь якорный
• ТПВ - тиристорный преобразователь возбудителя
• УЗТ - узел задатчика тока
• УЗ - узел защиты и сигнализации
• УИ - усилитель импульсов
• УО - управляющий орган
• Ф - фильтр
• ФДИ - формирователь длительности импульса
• ФИ - формирователь импульсов
• ФИВ - формирователь импульсо возбудителя
• ФПЕ - функциональный преобразователь ЭДС
• ФСИ - формирователь синхронизирующих импульсов
• Iя - ток якоря
• Uном - номинальное напряжение, В
• φ - угол
• α нач, α мин, α макс - начальный, минимальный, максимальный угол регулирования в °эл. градусах
• n макс - скорость двигателя, об/мин
• U BR - напряжение обратной свзи от тахогенератора

5. ОСОБЕННОСТИ СИЛОВОЙ ЧАСТИ, ПОДКЛЮЧЕНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ

5.1. Основу силовой схемы якорных тиристорных преобразователей ТПЯ составляет 3-фазная мостовая схема выполненная:

• на силовых оптронных тиристорных модулях или тиристорных модулях с применением блоков импульсных трансформаторов — для блоков управления БС на номинальные токи 25, 50, 100 А.
• на таблеточных тиристорах с применением блоков импульсных трансформаторов — для блоков управления БС на токи 80, 200, 400 и 630 А.

Структура силовой части электропривода приведена на рис. 5.1, 5.2.

Схема подключения электроприводов ЭПУ1..П, ЭПУ1..Д,Е,М

Схема подключения электроприводов ЭПУ1..П, ЭПУ1..Д,Е,М. Смотреть в увеличенном масштабе

Выбор схемы подключения электроприводов ЭПУ1..П, ЭПУ1..Д,Е,М

Выбор схемы подключения электроприводов ЭПУ1..П, ЭПУ1..Д,Е,М. Смотреть в увеличенном масштабе

Электроприводы на токи 100, 200, 400 и 630 А выполнены с принудительным охлаждением, на токи 25, 50 и 80 А — с естественным.

В преобразователях 25, 50, 100 А защита производится предохранителями, а в преобразователях на токи 80, 200, 400 и 630 А — автоматами.

Электроприводы подачи (ЭПУ1... П) выполняются по трансформаторным и бестрансформаторным реверсивным схемам с номинальным выпрямленным напряжением блоков управления БС на 115, 230 и 460 В (рис. 5.1).

Исполнение электропривода с выпрямленным напряжением 230 В (460 В) для питающих сетей линейным напряжением 220 и 230 (380..440) В может реализовываться по бестрансформаторной схеме с сетевым реактором.

В якорной цепи для высокомоментных двигателей предусмотрено применение сглаживающего дросселя L1 (при необходимости). Для двигателей с электромагнитным возбуждением используется трехфазный блок возбудителя U2 (БВ) нерегулируемый (приложение 5, рис. 1) и регулируемый (приложение 10).

В многокоординатных электроприводах используются коммутационные реакторы L2 для исключения взаимного влияния электроприводов, а блок возбудителя (БВ) может быть общим (рис. 5.1, б).

Для защиты силового трансформатора необходимо применение автоматического выключателя F7, который в комплект поставки не входит.

5.2. Электроприводы главного движения ЭПУ 1... Д, Е, М) выполняются по бестрансформаторным и трансформаторным реверсивным и нереверсивным схемам (рис. 5.2).

Построение реверсивного тиристорного якорного преобразователя ТПЯ аналогично описанному выше в электроприводах подачи.

Тиристорный преобразователь возбудителя ТПВ выполнен по однофазной мостовой схеме на выпрямленное напряжение в соответствии с табл. 3—1 и содержит:

• в двухзонных реверсивных электроприводах — два оптронных тиристорных модуля;
• в однозонных и двухзонных нереверсивных — один оптронный и один диодный модули.

Подключение у сети ТПВ осуществляется через блок ввода U3, включающий в себя коммутационный реактор L3 и предохранители F4, F5 (рис. 5.2).

5.3. Схемы подключения электроприводов

Схемы подключения электроприводов в зависимости от напряжения питающей сети и выходных параметров тиристорных преобразователей (ТПЯ) представлены на рис. 5.1 и 5.2. Выбор схемы подключения производится в соответствии с табл. 5—1.

Выбор схемы подключения электропривода-2

Выбор схемы подключения электропривода. Смотреть в увеличенном масштабе

Рекомендуемые типы двигателей Ml и трансформаторов Т1 — по табл. 3—1 и приложению 3. Блок предохранителей U1 (U'l и U"l) состоит из 3-х предохранителей и выполнен на токи 25, 50, 100 А. Блок возбудителя U2 (БВ) (рис. 5.1) для электроприводов подачи (ЭПУ... П) выполнен на 20 А и может применяться как для одиночного электропривода, так и для многокоординатного.

В случае использования трансформаторов ТСТ и двигателей с электромагнитным возбуждением с напряжением обмотки возбуждения 110В блок возбудителя U2 подключается к специальной обмотке (рис. 5.1а).

Для электроприводов подач с напряжением обмотки возбуждения 220 В блок U2 подключается к 2-м фазам вторичной силовой обмотки трансформатора Т1.

Для электроприводов главного движения (рис. 5.2) блок U2 (блок возбудителя) встроен в конструкцию преобразователя БС и выполняется на токи 5, 10 и 20 А.

L2 (рис. 5.1, 5.2) — сетевой реактор (коммутационный или токоограничивающий). Коммутационный реактор применяется на токи ТПЯ 25, 50 и 80 А. Токоограничивающие реакторы имеют исполнение на 100, 200, 400 и 630 А (400 и 630 А — с принудительной вентиляцией).

В реверсивных электроприводах главного движения (ЭПУ 1... Д, Е, М) (рис. 5.2) на токи 200—630 А величина сопротивления якорной цепи резко уменьшается, поэтому для обеспечения защиты в цепь двигателя устанавливается предохранитель F4.

В обдуваемых преобразователях на токи 100, 200, 400 А вентиляторы подключаются к сети 220 В 50, 60 Гц. Подключение вентиляторов к сети выполняется потребителем. При отсутствии у потребителя однофазной сети 220 В вентиляторы рекомендуется подключать к сети 380... 440 В 50, 60 Гц через регулируемый добавочный резистор (см. рис. 5.3 и табл. 5—2). Регулировкой резистора устанавливается номинальное напряжение на двигателе вентилятора U1, 2 =220 В при частоте 50 Гц и 200—210 В при частоте 60 Гц.

Для подключения блока вентиляторов в исполнениях на 400 А должен использоваться дополнительный автоматический выключатель. Подключение выполняется к клеммам 1 и 2 блока вентиляторов по рис. 5.3. При этом автоматический выключатель должен иметь блок-контакт, который включается последовательно с контактом реле «Готовность» электропривода.

Подключения блока вентиляторов электропривода ЭПУ1-2

Подключения блока вентиляторов электропривода ЭПУ1. Смотреть в увеличенном масштабе

В блоках на 400 А возможно подключение блока вентилятора к сети через внутренний автоматический выключатель совместно с вентилятором реактора F5. В этом случае потребителем выполняются подключения по вариантам а, б, в (рис. 5 4) в зависимости от исполнения преобразователя БС 3003.. 4600...

В электроприводах подачи ЭПУ 1... П с высокомоментными двигателями (рис. 5.1) (при необходимости) в цепь якоря включается сглаживающий дроссель L1, имеющий исполнение на токи 25, 50, 100 А (см. приложение 1). В исполнении на 200 А дроссель L1 не требуется, а в цепи двигателя установлен предохранитель (рис. 5.1. в, д).

Габаритные размеры и масса блоков управления БС, предохранителей U1, возбудителя U2, блока ввода U3, дросселя L1, реактора L2 даны в приложении 1.

Примечания:

1. В реверсивных электроприводах с двигателями на токи 50... 100 А, особенно с двухзонным регулированием скорости, для надежной защиты двигателя в режимах опрокидывания инвертора рекомендуется в цепь постоянного тока устанавливать предохранитель. Тип предохранителя из серии ПРС, ПП24, ПП57, а номинальный ток вставки должен быть не менее номинального тока двигателя.

2. Применять коммутационные реакторы в многокоординатных приводах подач следует в обоснованных случаях (где требуется полное исключение взаимного влияния электроприводов), т. к. они увеличивают габариты комплектных устройств. В случае, если в многокоординатных приводах серий БТУ, ЭТУ и ЭТ6 указанные реакторы не использовались, и качество приводов удовлетворяло заказчика, то и в приводах ЭПУ1 указанные реакторы применять не следует.

5.4. Особенности включения и управления электроприводами

5.4.1. Включение электропривода

Цепи управления, силовая часть и источник питания обмотки возбуждения подключаются к сети либо индивидуальными коммутационными аппаратами, либо общим.

Подключение указанных цепей может производиться в любой последовательности. В этом случае после включения всех аппаратов необходимо включить кнопку сброса S1 (с самовозвратом), при помощи которой осуществляется обнуление триггеров защиты. Этой же кнопкой пользуются для повторного включения электропривода после срабатывания какой-либо защиты (вместо переключения автоматов, как это было в серии БТУ). Кроме того, имеется возможность обнуления триггеров защит командой (контактом) «Работа» без кнопки S1, а также при подключении коммутационным аппаратом силовой части к питающей сети при предварительно включенных цепях управления и источника питания обмотки возбуждения.

В случае применения трансформаторных схем электроприводов:

• при необходимости защиты от перенапряжений, возникающих при отключении трансформатора, целесообразно подключить на вторичной обмотке трансформатора RC-цепи со следующими параметрами:
• конденсатор МБГЧ-1-2А-500 В-1 мкФ±10%;
• резистор С5-35В-50 Вт 100 Ом±10%;
• при необходимости защиты от радиопомех в комплектном устройстве, в котором устанавливаются электроприводы, между фазами питающей сети и землей подключить конденсаторы емкостью (1—2) мкФ. Указанные защиты осуществляются средствами заказчика.

5.4.2. Управление электроприводом

Для управления электроприводом от ручного задатчика (см. Приложение 5) используются контакты аппарата (реле, тумблер и т. д.) выбора направления движения «В1» —вперед и «Н1» —назад. Контакт «Р» — «работа» осуществляет разблокировку регулятора скорости.

Нажатием на кнопку S2 осуществляется аварийная (экстренная) остановка привода.

Для управления электроприводом от системы ЧПУ замыкающий контакт реле управления (из ЧПУ) подключает «+15 В» к клемме «Работа», аналогично контакту «Р».

5.5. Выбор силового трансформатора

Основным соединением обмоток трансформатора принято 1 1-12. Для расчета мощности силового трансформатора, работающего на один преобразователь и электропривод, необходимы следующие исходные данные:

• U ном - номинальное напряжение двигателя
• I ном - номинальный ток двигателя

По номинальному напряжению Uном определяется вторичное линейное напряжение U2л трансформатора, исходя из реальных напряжений стандартных трансформаторов.

Например, для трансформаторов серии ТС и ТСТ имеем: U2л =104 и 208 В.

При этом для Uном = 110 и 220 В соответственно имеем: U2л =104 и 208 В.

Мощность вторичной вентильной обмотки трансформатора равна:

Sном = 3U2ф · I2ф = 2/(корень из 3) · U2л · 0, 815 I ном = 1,4 U2л · I ном [ВА]

При использовании трансформатора для многокоординатного электропривода его мощность определяется с учетом одновременности работы электроприводов. При этом строятся диаграммы нагрузок каждого электропривода и определяется среднеквадратичное значение эквивалентного тока Iном, по которому определяется мощность Sном.

Для двухзонных электроприводов по сравнению с однозонными для обеспечения высоких динамических свойств целесообразно иметь запас по выпрямленному напряжению примерно на 20—25% по сравнению с номинальным напряжением двигателя.

При соединении силового трансформатора звездой/треуг. целесообразно переключение обмоток трансформатора системы управления на треуг./звезда с сохранением величины напряжения, прикладываемой к каждой из первичных обмоток.

Возможна также работа без переключения соединения обмоток в трансформаторе системы управления. В этом случае соединение в треугольник обмоток силового трансформатора должно быть следующим: А—Z, В—X, С—Y.

В такой системе вектор вторичного силового фазного напряжения отстает на 30° эл. от соответствующего вектора синхронизирующего напряжения трансформатора системы управления. В результате начало силовой синусоиды совпадает с началом пилообразного напряжения СИФУ. Здесь рекомендуется устанавливать α мин 5.. 10°эл. и α макс =145° эл.

В этом случае следует помнить, что угол φ, отсчитываемый по нуль-органу СИФУ, и угол регулирования α, отсчитываемый относительно точки естественной коммутации тиристоров фазных силовых напряжений, имеют зависимость: α = φ-30°.

6. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ

6.1. Реверсивный быстродействующий электропривод (ЭПУ 1—2... П)

На рис. 6.1 приведена функциональная схема реверсивного быстродействующего электропривода ЭПУ1—2... П.

Функциональная схема реверсивного быстродействующего электропривода ЭПУ1—2... П

Функциональная схема реверсивного быстродействующего электропривода ЭПУ1—2... П. Смотреть в увеличенном масштабе

Электропривод состоит из блока управления БС3203... П (преобразователя ТПЯ), электродвигателя постоянного тока Ml со встроенным тахогенератором BR1, согласующего трансформатора Т1, блока предохранителей U1, задатчика скорости Rl, пусковой аппаратуры (контакты «Работа», «Сброс защит»). При необходимости в цепь якоря двигателя Ml включается сглаживающий дроссель L1. В случае использования электродвигателя с электромагнитным возбуждением для питания обмотки возбуждения ОВМ1 используется блок возбудителя U2.

Система регулирования электроприводом выполнена одноконтурной с ПИ-регулятором скорости PC и обратной связью по току (Iя) на вход управляющего органа УО.

Управление тиристорами ТПЯ производится от трехканальной СИФУ, содержащей формирователи импульсов ФИ1.. ФИ3. Ввод управляющего сигнала в ФИ1.. ФИ3, а также его смещение (α нач) и ограничение (α мин, α макс) осуществляется с помощью переменных резисторов R26, R40, R39 соответственно управляющим органом УО. Переключение импульсов управления с комплекта тиристоров "В" на комплект тиристоров "Н" преобразователя ТПЯ производится блоком логического устройства ЛУ, которое работает в функции сигнала заданного направления тока и выходного сигнала датчика проводимости вентилей ДП. Сигнал заданного направления тока на вход ЛУ поступает с выхода нелинейного звена НЗ. Звенья НЗ и ФПЕ с резистором R47 образуют устройство линеаризации характеристик электропривода в режиме прерывистого тока (РПТ). При этом коэффициент передачи НЗ обратно пропорционален коэффициенту передачи ТПЯ, а коэффициент передачи ФПЕ имеет зависимость типа у =arc sin S (S — относительная ЭДС двигателя) и компенсирует внутреннюю отрицательную связь по ЭДС двигателя. С помощью устройства линеаризации осуществляется поддержание примерно одинакового коэффициента усиления линеаризованного таким образом преобразователя.

Для согласования реверсивного сигнала НЗ с нереверсивной регулировочной характеристикой УО служит переключатель характеристик ПХ, управляемый ЛУ (ключи «В» и «Н»).

На входе PC суммируются сигналы задания скорости U зад с задатчика скорости через резистор R4, R10 и обратной связи с тахогенератора через резисторы Rl, R6, R12. Вместо задатчика скорости регулятор PC может подключаться к аналоговому выходу системы с ЧПУ. Сигнал U зад подается на PC через фильтр R4, R10, С38. Реле К3 служит для снятия задающего напряжения U зад со входа PC при размыкании контакта «Р» — «Работа», т. е. реле К3 размножает контакт «Р». При отсутствии К3 и размыкании «Р» привод продолжал бы работу до снятия задающего сигнала.

Установка нулевой скорости обеспечивается регулировкой «Уставка нуля» PC с помощью переменного резистора R5. Элементы коррекции PC R15 и С8 установлены на лепестках, R17 — переменный резистор. Применение R17 позволяет облегчить подбор параметров коррекции в процессе наладки.

Токоограничение в данной системе регулирования обеспечивается за счет ограничения выходного напряжения регулятора RC резистором R22, который определяет максимальную уставку тока привода.

Узел зависимого токоограничения УЗТ обеспечивает снижение уставки токоограничения в функции скорости. Сигнал на вход УЗТ поступает с тахогенератора BR1 через делитель R2, R7. Резистором R42 (при введенном R22) устанавливается максимальное значение уставки токоограничения.

С целью более точной аппроксимации зависимости тока двигателя от частоты вращения, последняя разбивается на два участка с регулируемой точкой перегиба В (в Приложение 13, рис. 9.

Резистором R40 устанавливается точка перегиба, а резистором R41 угловой коэффициент за точкой перегиба.

Блок защит осуществляет блокирование выхода регулятора PC и снятие управляющих импульсов при включении и срабатывании защит.

Блокирование выхода PC транзистором V33 осуществляется в функции изменения скорости тахогенератора и включения контакта «Работа»: при равенстве нулю сигналов задания скорости и тахогенератора выход PC шунтируется V33.

Кнопка S1 осуществляет установку триггеров защиты блока Б3 в начальное состояние (сброс защит). Контактами «В1», «Н1» реле «В», «Н» (у потребителя) осуществляется подключение напряжения к задатчику скорости, а контактом «Р» — деблокирование PC через блок Б3.

При реверсировании сигнала Uзад реверсируется сигнал на входе ЛУ (с НЗ). Ток в силовой цепи начинает спадать. Как только с выхода ДП на вход ЛУ поступит сигнал, разрешающий переключение (ток равен нулю), с выхода ЛУ поступит сигнал разрешения выдачи импульсов Up на ФИ1... ФИ3 и Б3.

При этом с БЗ на управляющий орган УО поступает сигнал, переводящий углы в α макс.

Данный сигнал поступает на УО с БЗ и при срабатывании одной из защит.

Для улучшения динамических характеристик электропривода на вход УО введена отрицательная связь по току, уровень которой можно менять резистором R69.

При подстройке электропривода устанавливают:

• 1) в трансформаторных схемах α мин =10..30° эл. град., α нач =110..130° эл. градусов, α макс = 150..160° эл. градусов;
• 2) в бестрансформаторных схемах с Ud = 460 В α мин = 10..20° эл. град., α нач = 110..120° эл. град., α макс = 165..170° эл. град.

Резисторами R1 и R6 устанавливают такую величину тока в цепи обратной связи, чтобы при задающем сигнале «±10 В» обеспечивалась скорость двигателя ± n макс.

Резистором R47 производят компенсацию внутренней обратной связи ЭДС двигателя на процессы регулирования, в частности обеспечивают прямоугольную токовую диаграмму в переходных процессах на всех скоростях вращения двигателя (Регулирование резистором R47 существенно сказывается при скоростях n ≥ 0,5 n ном).

6.2. Реверсивные одно- и двухзонные электроприводы ЭПУ 1—2... М, Е, Д.

На рис. 6.2 приведена функциональная схема реверсивного однозонного электропривода ЭПУ 1—2... М с обратной связью по скорости (бестрансформаторный вариант).

Функциональная схема реверсивного однозонного электропривода ЭПУ 1—2... М с обратной связью по скорости

Функциональная схема реверсивного однозонного электропривода ЭПУ 1—2... М с обратной связью по скорости. Смотреть в увеличенном масштабе

Электропривод состоит из блока управления БС 3203... М, электродвигателя постоянного тока Ml со встроенным тахогенератором BR1, блока предохранителей U1, коммутационного реактора L2, блока ввода U3, задатчика скорости R1.

Силовая часть блока управления включает тиристорный преобразователь якоря ТПЯ, выполненный по трехфазной мостовой реверсивной схеме и тиристорный преобразователь возбуждения ТПВ, выполненный по однофазной мостовой нереверсивной схеме.

Система регулирования напряжением якоря двигателя аналогична системе управления электроприводом ЭПУ 1... П (см. 6.1).

Задающий сигнал U зад с задатчика скорости R1 поступает на вход регулятора скорости PC через задатчик интенсивности ЗИ разгона электропривода, который может регулировать длительность разгона электропривода с помощью сменного резистора R5 до 10 с.

На входе регулятора PC суммируются сигналы задания скорости с ЗИ через R8, R15 и обратной связи с тахогенератора через резисторы R6, R7, R17.

Вместо задатчика R1 вход ЗИ может подключаться к аналоговому выходу системы с ЧПУ.

Установка нулевой скорости обеспечивается регулировкой «Установка нуля» PC резистором R13. Элементы коррекции PC R21, С8 установлены на лепестках Вынесение точек «коррекция РС» и выхода PC на разъем блока дает возможность дистанционного изменения коррекции РС, например, при изменении момента инерции привода.

Токоограничение в данной системе обеспечивается за счет ограничения выходного напряжения РС резистором R25.

В целом система регулирования данного электропривода выполнена однозонной (φ = const). Однако, в целях унификации с двухзонным приводом источник питания обмотки возбуждения выполнен регулируемым на тиристорном и диодном модулях. Это позволяет иметь регулирование и стабилизацию тока возбуждения двигателя без существенных затрат на систему управления. Такое решение, кроме стабилизации тока возбуждения, позволяет при необходимости (например, для быстрых перемещений механизма) осуществить регулирование скорости двигателя с ослаблением поля по входу «Регулирование Ф».

Система регулирования током возбуждения выполнена одноконтурной с ПИ-регулятором тока возбуждения РТВ. Элементы коррекции РТВ R85 и С24 можно менять в процессе наладки.

Задающий сигнал iв.зад. на РТВ подается через резистор R80 с переменного резистора R78. Сигнал обратной связи по току поступает с датчика тока ДТВ через резистор R81.

Управляющий сигнал с РТВ поступает на формирователь импульсов возбудителя ФИВ, где происходит его сравнение с пилообразным напряжением, поступающим с одного из каналов СИФУ якоря (с ФИ1). Резисторами R27 и R28 выставляются углы α макс =160° эл.град, и α мин =50° эл.град.

Блок защит осуществляет блокирование:

• сигнала на выходе PC;
• управляющих импульсов.

Управление электроприводом, аналогично п. 6.1 и осуществляется контактами «В1», «Н1», «Р».

Управление транзистором V6, включенным на выходе PC, осуществляется в функции скорости и состояния контакта в цепи «Работа». При равенстве нулю скорости двигателя и отключении «Р», происходит закорачивание выхода регулятора PC через открытый транзистор V6. При включении контакта «Р» замыкается контакт К4.1 реле К4 и сигнал задания поступает на вход ЗИ, т. е. реле К4 размножает контакт «Р».

Кнопка S1 осуществляет установку триггеров защиты БЗ в начальное состояние (сброс защит).

Сигнал Up, поступающий на БЗ с УЛ, осуществляет перевод углов в α макс. Сигнал на перевод углов в α макс поступает на УО и при срабатывании одной из защиты электропривода.

Для улучшения динамических характеристик электропривода на вход УО введена отрицательная связь по току, уровень которой можно менять резистором R97.

Узел соответствия предназначен для выявления соответствия скорости двигателя заданному значению. При достижении скорости заданного значения замыкается контакт реле К1, управляющий приводом подачи.

На рис. 6.3 приведена функциональная схема реверсивного однозонного электропривода с обратной связью по ЭДС ЭПУ 1—2... Е.

функциональная схема реверсивного однозонного электропривода с обратной связью по ЭДС ЭПУ 1—2... Е-2

функциональная схема реверсивного однозонного электропривода с обратной связью по ЭДС ЭПУ 1—2... Е. Смотреть в увеличенном масштабе

Структура регулирования электроприводом аналогична однозонному электроприводу с тахогенератором (рис. 6.2).

Отличие данной схемы состоит в наличие датчика напряжения ДН и датчика ЭДС ДЕ. На вход датчика ДЕ поступают сигналы с ДН, пропорциональный напряжению на якоре двигателя, и с ПХ2, пропорциональный току якоря. Узел ПХ2 осуществляет преобразование нереверсивного сигнала ДТЯ в реверсивный сигнал.

Датчик ДЕ настраивается таким образом, чтобы при застопоренном двигателе под нагрузкой среднее значение выходного сигнала ДЕ было равно нулю. Обязательной является гибкая связь по ЭДС С58, Р116.

На рис. 6.4а приведена функциональная схема реверсивного двухзонного электропривода.

Функциональная схема реверсивного двухзонного электропривода ЭПУ1-2... Д

Функциональная схема реверсивного двухзонного электропривода ЭПУ1-2... Д. Смотреть в увеличенном масштабе

С целью обеспечения высокого быстродействия и универсальности для реверсивного двухзонного электропривода принята схема с реверсом тока якоря и нереверсивным однозонным возбудителем.

Система регулирования содержит два канала регулирования: канал регулирования напряжения якоря и канал регулирования потока и ЭДС двигателя.

Канал регулирования напряжения двигателя аналогичен однозонному электроприводу ЭПУ 1—2... М по рис. 6.2. Отличие заключается в подключении звена ФПЕ вместо тахогенератора через развязку ДН на якорь двигателя. Это обусловлено тем, что величина ЭДС якоря зависит как от скорости, так и от потока двигателя (в однозонном электроприводе при Ф = const величина ЭДС пропорциональна напряжению тахогенератора). Следует заметить, что более строго на вход ФПЕ следовало бы подать сигнал ЭДС, например, с выхода тахометрического моста. Однако, с учетом обратной связи по току iя эквивалентный сигнал на входе СИФУ содержит составляющую, пропорциональному ЭДС. Такое решение упрощает схему.

Канал регулирования потока и ЭДС двигателя содержит задатчик тока возбуждения резистор R78, ПИ-регулятор тока возбуждения РТВ, ПИ-регулятор ЭДС РЕ с задатчиком ЭДС R82. На входе РЕ, сравниваются сигнал задания ЭДС Езад и обратной связи по напряжению двигателя. Последний образуется выпрямлением при помощи выпрямителя В2 выходного сигнала ДН. Электропривод выполнен по зависимому от напряжения на якоре принципу регулирования скорости.

Резистором R79 задается величина минимального тока возбуждения двигателя.

Данный привод обеспечивает работу двигателя в первой зоне при постоянном магнитном потоке и во второй зоне регулирования при постоянной мощности двигателя

Узел зависимого токоограничения УЗТ действует в функции напряжения тахогенератора поступающего на вход узла через делитель R94, R95 и уменьшает уставку токоограничения для улучшения коммутации двигателя в режиме ослабления поля.

Узел соответствия предназначен для выявления соответствия скорости двигателя заданному значению. При достижении скорости заданного значения замыкается контакт реле К1, управляющий приводом подачи. Предусмотрена возможность подключения внешней дополнительной коррекции к регулятору PC, что может быть целесообразным при изменении Тм.

Величину углов регулирования устанавливают как и в ЭПУ 1—2... П (по п. 6.1).

Реле К4 размножает внешний контакт «Р» (см. рис. 6—4а).

На рис. 6.46 приведена функциональная схема электропривода ЭПУ 1—2... Д с блоком ориентации шпинделя (БОШ).

Функциональная схема Блока ориентации шпинделя (БОШ)

Функциональная схема Блока ориентации шпинделя (БОШ). Смотреть в увеличенном масштабе

При работе электропривода с блоком БОШ должны быть проведены следующие переключения в блоке № 2 (Приложение 13, рис. 12) преобразователя (заказчиком или по договоренности заводом-изготовителем):

• 1) исключены резисторы R8 и R26 и перемычка 89—90;
• 2) установлены перемычки 9—90 и 5—89.

6.3. Нереверсивные одно- и двухзонные электроприводы ЭПУ 1—1... М, Е, Д.

На рис. 6.5 приведена схема однозонного нереверсивного электропривода ЭПУ 1—1... М.

Функциональная схема однозонного нереверсивного электропривода ЭПУ 1—1... М

Функциональная схема однозонного нереверсивного электропривода ЭПУ 1—1... М. Смотреть в увеличенном масштабе

Электропривод по структуре регулирования аналогичен реверсивному однозначному электроприводу (рис. 6.2), в котором реверсивный ТПЯ заменен нереверсивным блоком.

На рис. 6.6 приведена схема однозонного нереверсивного электропривода с обратной связью по ЭДС ЭПУ 1—1... Е.

Функциональная схема однозонного нереверсивного электропривода с обратной связью по ЭДС ЭПУ 1—1... Е

Функциональная схема однозонного нереверсивного электропривода с обратной связью по ЭДС ЭПУ 1—1... Е. Смотреть в увеличенном масштабе

По структуре регулирования электропривод аналогичен однозонному нереверсивному электроприводу (рис. 6.5), в котором обратная связь по скорости на вход PC поступает не с тахогенератора, а с датчика ЭДС ДЕ.

На вход ДЕ поступают сигналы с ДН, пропорциональный напряжению на якоре двигателя, и с датчика ДТЯ, пропорциональный току якоря. В таких схемах целесообразна стабилизация тока возбуждения за счет РТВ, который определяет стабильность обратной связи по ЭДС в САУ при нагреве двигателя и колебании сети (Е =n·iв ). Обязательной является гибкая связь по скорости С16, R28.

На рис. 6.7 приведена схема двухзонного нереверсивного электропривода ЭПУ 1—1... Д.

Функциональная схема двухзонного нереверсивного электропривода ЭПУ 1—1... Д

Функциональная схема двухзонного нереверсивного электропривода ЭПУ 1—1... Д. Смотреть в увеличенном масштабе

Канал регулирования напряжения двигателя алогичен однозонному нереверсивному электроприводу (рис. 6.5). Отличие заключается в подключении звена ФПЕ через развязку датчика ДН на якорь двигателя. Такое подключение обусловлено тем, что величина ЭДС якоря зависит как от скорости, так и потока двигателя.

Канал регулирования потока и ЭДС двигателя аналогичен реверсивному двухзонному электроприводу (п. 6.2, рис. 6.4).

Задание тока осуществляется резистором R37, задание ЭДС — резистором R43.

На входе РТВ резистором R38 задается величина минимального тока возбуждения двигателя.

Данный привод обеспечивает работу двигателя в первой зоне при постоянстве магнитного потока и во второй зоне регулирования при постоянном напряжении на якоре двигателя.

Углы регулирования: α нач = 120.. 160° эл. градусов (допустимо совмещать с α макс), α макс =150.. 160° эл. градусов, α мин = 10.. 30° эл. градусов.

7. ОПИСАНИЕ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩЕГО РЕВЕРСИВНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ЭПУ 1... П И ЕГО СОСТАВНЫХ ЧАСТЕЙ

7.1. Схема электропривода, подключение и управление

Принципиальная электрическая схема привода представлена в Приложение 5, рис. 12, где:

• Т1 - силовой трансформатор (серии ТС, ТСТ и др.)
• U4 - блок управления БС 3203... П (преобразователь);
• U1 - блок предохранителей;
• U2 - блок возбудителя (для двигателей с электромагнитным возбуждением);
• L1 - сглаживающий дросель (для высокомоментных двигателей);
• L2 - сетевой реактор (коммутационный или токоограничивающий);
• Ml - двигатель со встроенным тахогенератором BR1 и температурным датчиком R3;
• Rl, R2 - задатчик частоты вращения двигателя.

Силовой трансформатор Т1 подключается к сети через коммутационный аппарат (автомат), который не входит в комплект поставки электропривода.

Трансформатор имеет две вторичные обмотки, первая — для питания силовой схемы блока БС 3203... П через блок предохранителей U1, а вторая — для питания обмотки возбуждения двигателя ОВМ1 через блок возбуждения U2. При применении двигателей с постоянными магнитами блок возбуждения U2 отсутствует. Блок возбудителя U2, нерегулируемый для сетей 220—230 В состоит из трехфазного мостового выпрямителя, выполненного на диодных модулях VI.1.. V3.2, предохранителей F4... F6 и защитной RC-цепи от перенапряжения на диодах выпрямительного моста.

Схема блока возбудителя регулируемого для сетей 380... 440 В дана в приложении 10.

В варианте подключения многокоординатного привода для исключения взаимного влияния электропривода предусмотрены коммутационные реакторы L2. При ручном управлении цепь управления электроприводом включает в себя задатчик скорости Rl, R2.

Резистором R1 ограничивается максимальное напряжение на выходе задатчика скорости на уровне 10 В. Напряжение задания скорости 0 ≤ (U зад) ≤ 10 В поступает на «Вход I РС» блока БС3203... П.

Напряжение обратной связи по скорости с тахогенератора BR1 поступает на «Вход 3 РС» и «U BR»

Включение электропривода производится в соответствии с п. 5.4.1.

7.2. Блок управления БС3203.. П (преобразователь)

Основой силовой схемы блока БС 3203... П являются два трехфазных управляемых моста  V1.1... V3.2 и V4.1... V6.2, включенных встречно-параллельно и работающих по принципу раздельного управления. Трехфазный мост выполнен на оптронных тиристорных модулях VI... V6 типа МТОТО (Приложение 13, рис. 1) или МТТ (Приложение 13, рис. 14, 15), установленных на общий охладитель. Кроме того, на охладителе установлены RC-цепи — для защиты тиристоров от перенапряжений, трансформаторы тока Т1... ТЗ, датчик температуры R19.

Силовая схема на токи 80 и 200 А выполнена на таблеточных тиристорах Т133—320 (Приложение 13, рис. 5).

В систему управления блока БС включены все необходимые блоки (панели), позволяющие выполнить замкнутую по скорости систему регулирования:

• блок управления № 1 (плата Е1);
• блок управления № 2 (плата Е2);
• блок межплатных соединений (плата ЕЗ);
• трансформатор Т4;
• блок питания и датчика проводимости (платы Е4, ЕЮ);
• блоки трансформаторов импульсных (платы Е6... Е9).

Конструктивно система управления блока БС 3203... П размещена на печатных платах, из которых Е1, Е2, Е4, Е10 выполнены на разъемах и являются съемными.

7.3. Блок управления № 1 (Е1)

В блоке управления № 1 (Е1) (Приложение 13, рис. 8) размещены:

• система импульсно-фазного управления — СИФУ;
• логическое устройство — ЛУ;
• формирователь импульсов возбудителя — ФИВ.

7.3.1. Система импульсно-фазового управления

Система импульсно-фазового управления (СИФУ) предназначена для преобразования постоянного управляющего напряжения в последовательность управляющих импульсов соответствующей фазы, подаваемых на управляющие переходы тиристоров силовых вентильных комплектов.

Функциональная схема СИФУ изображена на рис. 7.1.

Функциональная схема СИФУ

Функциональная схема СИФУ. Смотреть в увеличенном масштабе

СИФУ состоит из следующих основных узлов:

• источника синхронизирующего напряжения — ИСН;
• формирователей импульсов — ФИ1... ФИЗ;
• управляющего органа — УО;
• усилителей импульсов — УИ;
• вводных устройств — ВУ (импульсных трансформаторов).

Формирователь импульсов (ФИ) состоит, в свою очередь, из следующих узлов:

• фильтра (Ф) на элементах Rl, R2, С1;
• двух пороговых элементов (ПЭ1, ПЭ2) на транзисторах VI... V4;
• формирователя синхронизирующих импульсов (ФСИ) на микросхеме Д1;
• генератора пилообразного напряжения (ГПН) на элементах V6, С2, А1.1;
• нуль-органа (НО) на микросхеме А1.2;
• RS-триггера (Т) на микросхеме Д2;
• формирователя длительности импульсов (ФДИ) на элементах С4, V8.

Диаграмма работы СИФУ приведена на рис. 7.2, при этом по вертикальной оси даны диаграммы напряжений на элементах схемы, а в скобках указаны точки элементов (например К—коллектор и др.).

Диаграмма работы СИФУ

Диаграмма работы СИФУ. Смотреть в увеличенном масштабе

Схема работает следующим образом:

Синхронизирующее фазное напряжение, поступающее из ИСН сдвигается фильтром Ф на угол 30° эл. градусов. С выхода фильтра напряжение с помощью пороговых элементов ПЭ1, ПЭ2 преобразуется в прямоугольные противофазные импульсы. Длительность импульсов определяет зону разрешения выдачи управляющих импульсов для двух тиристоров силового моста (анодной и катодной группы) одной и той же фазы сети.

При логическом сигнале «0» на выходах обоих пороговых элементов на выходе ФСИ формируется синхроимпульс (сигнал логической «1»), который осуществляет разряд емкости С2 ГПН через открывшийся транзистор V6. Напряжение ГПН начинает снова линейно нарастать от нуля до 8 В. Момент превышения напряжения ГПН над управляющим Uy, поступающим с выхода УО через резистор R14, фиксируется нуль-орган НО, который изменяет свое состояние с «1» на «0», и происходит переключение RS-триггера, вызывая появление на выходе ФДИ импульса, который совместно с сигналами пороговых элементов ПЭ1 и ПЭ2 формирует управляющие импульсы на выходах усилителей импульсов УИ «а» или УИ «х». Усилители импульсов собраны на транзисторах V9... V14, нагрузкой которых являются излучающие диоды оптронных тиристоров или вводные устройства ВУ при использовании обычных тиристоров (без оптронного входа).

Вводное устройство (ВУ) служит для гальванического разделения силовой цепи и цепи управления и состоит из 12 импульсных трансформаторов, защитных диодов и резисторов.

Усилители импульсов имеют два входа: один для «своего» импульса, другой — для «чужого», поступающего с другого формирователя импульсов со сдвигом на 60° эл. Это необходимо для получения сдвоенных импульсов, обеспечивающих нормальную работу трехфазной мостовой схемы выпрямления.

Управляющий орган (УО) выполнен на микросхеме А2.2 и служит для согласования выхода канала регулирования с входами СИФУ, а также для установки углов α мин, α макс, α нач. Начальный угол регулирования (α нач) устанавливается примерно 120° эл. градусов переменным резистором R26 при нулевых сигналах на входе УО. Угол α мин устанавливается резистором R40, угол α макс - резистором R39.

7.3.2. Логическое устройство

Логическое устройство ЛУ осуществляет управление силовыми комплектами вентилей преобразователя и выполняет следующие функции:

• выбор нужного комплекта вентилей в зависимости от знака входного сигнала Uнз путем включения соответствующих ключей направления работы («Вперед» или «Назад»);
• переключение комплектов тиристоров преобразователя на бестоковом интервале, что достигается введением блокировки в ЛУ по сигналу датчика проводимости тиристоров;
• формирование задержки в момент снятия импульсов с работавшего ранее комплекта и подачи их на вступающий в работу комплект.

Функциональная схема ЛУ

Функциональная схема ЛУ. Смотреть в увеличенном масштабе

Функциональная схема ЛУ изображена на рис. 7.3 и включает в себя:

• нуль-органы (НО) Al.l, А1.2;
• триггер заданного направления тока ТЗН (Д1.2, Д1.3);
• триггер истинного направления тока ТИН (Д2.2, Д2.3);
• элементы совпадения «И-НЕ» на входах триггера ТЗН (Д1.1, Д1.4) и ТИН (Д2.1, Д2.4);
• элементы совпадения на выходах триггеров (Д3.1... ДЗ.3);
• элементы отсчета выдержки времени на переключение (Д3.4, C10, R41);
• общие транзисторные ключи (КН, КВ).

Работа логического устройства в электроприводе поясняется диаграммой напряжений, приведенной на рис. 7.4 (по вертикали обозначены напряжения на элементах схемы, а в скобках — точки этих элементов). Регулирующий сигнал с промежуточного выхода нелинейного звена Uнз поступает на инвертирующий вход НО, при этом отрицательный сигнал устанавливает НО в состояние логической «1», а положительный — в состояние логического «0»

Диаграмма напряжений логического устройства

Диаграмма напряжений логического устройства. Смотреть в увеличенном масштабе

Если на блокирующем входе 3 имеется сигнал«1» датчика проводимости вентилей (ДПВ), то элементы совпадения Д1.1, Д1.4 разрешают прохождение сигналов НО на триггер заданного направления ТЗН. Элементы совпадения Д2.1, Д2.4 при наличии на их общем входе сигнала «1» переводят триггер ТИН в положение, соответствующее триггеру ТЗН. Выходы триггеров подключены на элементы совпадения Д3.1, ДЗ.З, которые управляют транзисторными ключами КН, КВ.

Силовые транзисторные ключи Hl, В1 разрешают выдачу управляющих импульсов на комплекты тиристоров «Назад» или «Вперед», а ключи Н2, В2осуществляют управление переключателем характеристик на выходе управляющего органа СИФУ.

При наличии управляющих импульсов и тока в силовой цепи с датчика проводимости вентилей (ДП) поступает на блокирующий вход 3 сигнал «0»,запрещающий прохождению сигнала с выхода НО на вход триггера ТЗН до исчезновения тока на вентилях. При этом триггеры ТЗН и ТИН остаются в первоначальном состоянии, т. е. находятся в положении выбранного направления.

При реверсировании сигнала Uнз реверсируется сигнал на выходе НО. Ток в силовой цепи начинает спадать и как только достигнет нуля, с ДП навход 3 поступит сигнал «1», разрешающий нуль-органам через элементы совпадения Д1.1 Д1.4 перевести триггер ТЗН в новое состояние. На выходе элементов совпадения Д2.1, Д2.4 поступит соответствие (сигналы «1»), ключ КН выключается. Одновременно с выхода Д3.2 снимается сигнал разрешения выдачи импульсов Up и запрещается выдача импульсов ФИ, начинается отсчет выдержки времени на приведение триггеров в новое состояние. На выходах Д3.1, ДЗ.З наступает соответствие (сигналы «1»), ключ КН выключается. Одновременно с элемента Д3.2 вырабатывается сигнал разрешения выдачи импульсов в ФИ и начинаете отсчет выдержки времени на приведение триггеров в новое положение: на выходе Д3.4 появляется сигнал «1»,конденсатор С10 начинает заряжаться, и при достижении на нем напряжения, соответствующего уровню «1», элементы совпадения Д2.1, Д2.4 переводят триггер ТИН в положение, соответствующее триггеру ТЗН. После этого включается ключ КВ. На выходе элемента Д3.2 появится сигнал разрешения выдачи импульсов в ФИ только после включения одного из каналов устройства (ключ В1 или Н1). Таким образом, после снятия импульсов с ранее работавшего канала, для надежности осуществляется кратковременная задержка выдачи управляющих импульсов по каналу нового направления тока, исключающее аварийное включение тиристоров из-за ограниченной чувствительности датчика проводимости.

Если во время отсчета выдержки времени на вход нуль-органа поступит команда на включение в первоначальное положение, то триггер ТЗН возвращается в прежнее состояние, и мгновенно разрешается выдача управляющих импульсов на тиристоры первоначально выбранного комплекта. На принципиальной электрической схеме платы Е1 силовые ключи В1 и Н1 выполнены соответственно на транзисторах V39, V42 и V38, V41.

Узел ЛУ в нереверсивных электроприводах не устанавливается.

7.3.3. Формирователь импульсов возбудителя

Формирователь импульсов возбудителя (ФИВ)предназначен для формирования управляющих импульсов в источнике питания обмотки возбуждения двигателя в приводах главного движения. В приводах подач ФИВ не используется, поэтому элементы, входящие в его состав, в плате Е1 не устанавливаются.

ФИВ работает только совместно с формирователем импульсов ФИ1 и включает в себя следующие функциональные узлы:

• нуль-орган А2.1;
• RS—триггер (элементы Д4.2, Д4.3);
• элементов совпадения (Д4.1, Д4.4);
• усилитель импульсов (V33, V34).

Диаграмма напряжений ФИВ приведена на рис. 7.4.

На вход нуль-органа А2.1 поступают следующие сигналы:

• положительный сигнал ГПН с формирователя импульсов ФИ1 через резистор R29;
• отрицательный сигнал смещения Uсм с источника питания «—15 В»;
• положительный сигнал управления возбуждением Uув через резистор R28.

В момент превышения линейно-нарастающего напряжения ГПН над алгебраической суммой сигналов Uсум = Uсм — Uyв нуль-орган изменяет свое состояние, что вызывает переключение RS-триггера и усилителей импульсов.

Резистором R27 устанавливается максимальный угол регулирования, резистором R28 — минимальный угол.

Длительность выходных импульсов ФИВ составляет около 180° эл. градусов, что необходимо для надежной работы тиристорных возбудителей.

7.4. Блок управления № 2 (Е2)

В состав блока управления № 2 (Приложение 13, рис. 9) входят:

• регулятор скорости — PC;
• нелинейное звено — НЗ;
• переключатель характеристик — ПХ;
• узел зависимого токоограничения — УЗТ;
• функциональный преобразователь ЭДС двигателя — ФПЕ;
• узел блокировки регулятора скорости — БРС;
• узел защит и сигнализаций — УЗ.

7.4.1. Регулятор скорости (PC)

Пропорционально-интегральный регулятор скорости (PC) выполнен на термостабильном операционном усилителе А1.

Параметры обратной связи задаются номиналами элементов R15, R17, С8. Выходной сигнал PC—Upc является задающим для токового контура, поэтому ограничение величины Upc с помощью резистора R22 приводит к ограничению тока двигателя.

Для сокращения времени реверсирования привода под нагрузкой при малых скоростях в регулятор скорости введено устройство переключения корректирующей RC-цепи, выполненное на элементах V6, К1.

Резисторами R1 и R6 устанавливается необходимая величина обратной связи по скорости.

Резистор R5 служит для установки нуля усилителя Al PC.

7.4.2. Адаптивное устройство (АУ)

Адаптивное устройство позволяет линеаризировать структуру электропривода в режиме прерывистых токов и тем самым улучшить динамические свойства электропривода.

АУ состоит из нелинейного звена НЗ и функционального преобразователя ЭДС двигателя ФПЕ.

Нелинейное звено НЗ имеет характеристику, обратную регулировочной характеристике управляемого выпрямителя в режиме прерывистого тока и выполнено на операционном усилителе А5.1 с нелинейной обратной связью на диодах V8... V13 и резисторах R24, R25. Благодаря этому обеспечивается постоянство коэффициента усиления управляемого выпрямителя в режимах прерывистого и непрерывного токов.

7.4.3. Переключатель характеристик (ПХ)

ПХ служит для согласования однополярной регулировочной характеристики СИФУ α =f (UBX) С реверсивным сигналом Uy на выходе НЗ и выполнен на операционном усилителе А5.2 и транзисторных ключах VI4.

7.4.4. Узел зависимого токоограничения (УЗТ)

Для изменения уставки токоограничения в зависимости от скорости двигателя в системе регулирования предусмотрен узел зависимого токоограничения УЗТ. Принцип действия УЗТ основан на ограничении (по модулю) выходного напряжения регулятора скорости PC в зависимости от величины напряжения тахогенератора и выполнен на операционных усилителях А2.1, А2.2, А6.1. С целью более точной аппроксимации зависимости допустимого значения максимального тока двигателя от скорости, последняя разбита на два участка АВ и ВС с регулируемой точкой перегиба В (Приложение 13, рис. 9).

Схема работает следующим образом.

Реверсивный сигнал U BR выпрямляется на прецизионном двухполупериодном выпрямителе, выполненном на операционном усилителе А3.1, А2.1. Выходное напряжение положительного знака через резисторы R43 и R37 поступает на суммирующий вход усилителя А2. 2. Через резистор R42 подается напряжение смещения, определяющее максимальное значение выходного напряжения УЗТ. Величины напряжений на выходах усилителей А2.2, А6.1 создают опорное напряжение на диодах V20 и V21. С увеличением скорости двигателя их величина уменьшается, поэтому диоды V20 или V21 откроются уже при меньших значениях напряжения Upc, которое, в конечном счете, - определяет величину тока на якоре двигателя.

В схеме УЗТ можно изменять как положение точки перегиба аппроксимированной кривой, так и ее наклон — угловой коэффициент прямолинейных отрезков АВ и ВС.

Методика расчета регулируемых параметров УЗТ

Механические характеристики двигателя

Механические характеристики двигателя. Смотреть в увеличенном масштабе

Методика расчета регулируемых параметров УЗТ

Методика расчета регулируемых параметров УЗТ. Смотреть в увеличенном масштабе

7.4.5. Функциональный преобразователь ЭДС (ФПЕ)

Управляющее напряжение Uy на выходе НЗ представляет сумму сигналов, пропорциональных величине тока и ЭДС двигателя:

Uу =Кнз · Upc + Ue

Сигнал, пропорциональный ЭДС двигателя Ue, формируется с помощью функционального преобразователя ЭДС двигателя (ФПЕ), имеющего арксинусную характеристику и выполненного на операционном усилителе А7.1.

Усилитель А6.2 является инвертором. Величина сигнала Ue выставляется с помощью резистора R47 таким образом, чтобы среднее значение выходного напряжения регулятора скорости Upc, при номинальной скорости двигателя на холостом ходу, было близким к нулю. При такой настройке сигнал Upc становится пропорциональным току двигателя, поэтому ограничение его уровня с помощью резистора R22 обеспечивает также ограничение максимальной величины выпрямленного напряжения Uд — E= Iд ·Rэ, которая определяет ток якоря двигателя. Таким образом, осуществляется ограничение максимально возможного тока двигателя. Проверка правильности регулировки сигнала Ue (резистором R47) дополнительно контролируется по диаграмме пуска (реверса) двигателя: при правильной настройке диаграмма близка к прямоугольной форме. В случае недокомпенсации (Uе - мало) по мере возрастания скорости в процессе разгона двигателя его ток уменьшается, при пере компенсации (Ue —велико) по мере разгона пусковой ток возрастает.

7.4.6. Узел блокирования регулятора скорости (БРС)

Узел БРС предназначен для устранения ползучей скорости двигателя при снятии задающего напряжения и состоит из нуль-органа, АЗ.2, элементов «И-НЕ» — Д1.2, Д3.1, Д3.2, элементов выдержки времени R67, С17, транзисторных ключей V33, V34.

Схема работает следующим образом.

В исходном состоянии (Uзад =0, ωдв = 0) регулятор скорости PC заблокирован открытым транзистором V33, т. к. на его базе отрицательный потенциал. Транзистор V34 закрыт, на выходе А2.1 напряжение равно нулю, а на выходе АЗ.2 имеем «1».

Сигнал управления транзисторными ключами V33, V34 формируется на выходе элемента Д3.2 в функции двух сигналов: сигнала задания (состояние входа «Работа») и напряжения тахогенератора.

При подаче напряжения плюс 15 В на вход «Работа» на выходе элемента Д1.2 появляется сигнал логического «0», поэтому на выходе элемента совпадения Д3.2 устанавливается сигнал «1», который через инвертирующий элемент Д3.1 открывает транзистор V34. Транзистор V33 закрывается положительным напряжением источника питания. Регулятор скорости оказывается разблокированным.

При подаче на вход «Работа» сигнала «0» (снятие «+15 В») и одновременном снятии сигнала задания (Uзад=0) электропривод перейдет в режим торможения. На входе элемента Д1.2 устанавливается логическая «1», но элемент совпадения ДЗ.2 сохранит прежнее свое состояние. По мере уменьшения скорости двигателя напряжение на выходе выпрямителя А2.1 падает. Как только потенциал на входе нуль-органа А3.2 станет отрицательным, последний изменит свое состояние и перейдет в область насыщения с положительным выходным напряжением. На входах элемента сравнения Д3.2 установятся сигналы логической «1», а на его выходе — «0», который запускает элемент выдержки времени, величина которой (несколько Мс) определяется параметрами RC-цепи. Напряжение на конденсатореС17 падает и при достижении логического «0» на входе элемента Д3.1 транзистор V33 открывается, блокируя регулятор скорости PC. Выдержка времени необходима для обеспечения электрического торможения двигателя в области малых скоростей, что необходимо из-за некоторой зоны нечувствительности в узлах А2.1 и А3.2.

7.4.7. Устройство защит и сигнализаций (УЗ)

Функциональная схема узла защит и сигнализаций УЗ ЭПУ1-2..П

Функциональная схема узла защит и сигнализаций УЗ ЭПУ1-2..П. Смотреть в увеличенном масштабе

На рис. 7.5 приведена функциональная схема узла защит и сигнализаций УЗ. Он обеспечивает следующие виды защит:

• от исчезновения напряжения питающей сети в силовой цепи или цепи управления (в том числе по причине сгорания предохранителей);
• максимально-токовая защита, время-токовая защита;
• от допустимого времени перегрузки высоко- моментного двигателя в переходных режимах;
• от перегрева двигателя (от токовых перегрузок);
• от перегрева преобразователя (в том числе по причине исчезновения вентиляции);
• от превышения максимальной скорости двигателя;
• от обрыва цепи тахогенератора;
• от неправильного чередования фаз.

Все виды защит воздействуют на RS-триггер Т1,выполненный на элементах «И-НЕ» Д2.2, Д2.3. Готовность электропривода к работе определяется отсутствием свечения светодиода V50.

Для приведения системы управления электропривода в состояние готовности необходимо выполнить следующие операции:

• запитать систему управления (при этом загорается светодиод зеленого цвета VI5 «В» (Приложение 13, рис. 9);
• включить силовой автомат.

При этом включается «Сухой» контакт реле сигнализации «Готовность к работе» К2.

При срабатывании любой из защит триггер Т1 изменит свое первоначальное состояние. Сигнал логического «0» с не инверсного выхода Q через логический элемент «И-НЕ» Д2.1, диод V44, резистор R88 подается на вход управляющего органа СИФУ переводит углы управления в а макс, а сигнал инверсного выхода с выдержкой времени, определяемой параметрами элементов R89, С27, с выхода элемента Д1.4 подается (сигнал логического "0" — Uз) на запрет выдачи управляющих импульсов. Одновременно загорается светодиод V50, включенный в коллекторную цепь транзистора V51.

1) Защита от исчезновения напряжения в силовой цепи или цепи управления (в том числе по причине сгорания предохранителей).

Защита срабатывает при снижении напряжения всех или одной из фаз сети управления более чем на 50% и состоит из трех диодов, элемента Д1.3, транзистора V38, сглаживающего фильтра R77, С4, триггера Т5 на элементах Д4.3 и Д4.4.

При номинальных значениях напряжения сети управления напряжение конденсатора С4 равно логической «1». При снижении напряжения сети или исчезновении фазы на выходе элемента Д1.3 установится сигнал логической «1». Транзистор V38 открывается и на вход триггера Т5 подается сигнал "0", триггер переключается, угол управления переводится в α макс и одновременно загораются светодиоды V50 и V56.

Защита от исчезновения напряжения в силовой цепи осуществляеется на диодах V15... V20, реле К1, установленном в блоке датчика проводимости. При пропадании фазы или значительном снижении напряжения реле К1 размыкает свой контакт, и на вход триггера Т5 поступает сигнал логического «0». Это приводит к загоранию светодиода V56 и переводу углов управления в положение α макс.

2) Максимально-токовая защита.

Максимально-токовая защита вступает в работу токах двигателя, превышающих величину токовой уставки, и выполнена на делителях R71, R72, транзисторе V40. На вход делителя поступают отрицательное напряжение с источника питания минус 15 В и положительное напряжение с выхода датчика тока, величина которого пропорциональна току двигателя.

Величина тока срабатывания определяется номиналом резистора R71*. При превышении тока нагрузки транзистор V40 открывается и на вход триггера Т1 подается сигнал «0», триггер переключается и переводит углы управления в α макс.

3) Время-токовая защита.

Время-токовая защита осуществляется интегратором, собранным на операционном усилителе А4.1. Напряжение на выходе усилителя определяется выражением:

U = k ·интеграл от 0 по t ·(I - Iуст) dt

где К — коэффициент пропорциональности;

I — текущее значение тока;

Iуст — заданная уставка тока (устанавливается резистором R70).

При токах двигателя I ≤ Iуст на выходе А4.1 положительное напряжение, транзистор V45 закрыт.

При превышении током заданного значения выходное напряжение А4.1 уменьшается со скоростью, пропорциональной нагрузке. Транзистор V45 открывается, что вызывает срабатывание триггеров Т1 и Т2.

Триггер Т1 переводит углы управления в α макс, а Т2 включает светодиод V55, сигнализируя о срабатывании время-токовой защиты. Величину заданной уставки тока I уст при необходимости можно изменить по входу «Уставка Т°».

Время-токовая защита используется при отсутствии тепловой защиты в двигателе и настраивается на определенное время протекания максимального тока двигателя. При необходимости она отключается исключением резистора R76 в цепи токовой связи.

4) Защита от допустимого времени перегрузки высокомоментного двигателя в переходных режимах.

Защита ограничивает время работы двигателя в пуско-тормозных режимах на предельной коммутационной механической характеристике с учетом работы узла зависимого токоограничения — УЗТ и состоит из следующих функциональных узлов:

• выпрямителя, выполненного на усилителе А9.1, резисторах R114... R117, диода V74 и V75;
• транзисторного ключа V53;
• интегрирующего звена — на резисторах R120, R121 и конденсатора С37;
• компаратора — на усилителе А9.2.

В режиме стопорения двигателя защита настраивается на время отключения примерно 0,2 с.

Схема работает следующим образом.

На вход выпрямителя поступает выходное напряжение регулятора скорости PC и при нахождении его в режиме насыщения транзисторный ключ V53 закрывается. Через резисторы R120 и R121 сигналом, пропорциональным току двигателя с выхода ДТ, начинается заряд емкости С37.  

При достижении порога срабатывания компаратора, величина которого устанавливается резистором R122, последний изменит свое состояние с положительного уровня насыщения на отрицательный, что вызовет срабатывание триггеров Т1 и Т2.

Одновременно углы управления переводятся в α макс, загораются светодиоды V50 и V55.

5) Защита от перегрева двигателя (от токовых перегрузок).

Защита осуществляется с помощью датчика температуры — позистора, встроенного в электродвигатель. При достижении температуры двигателя выше допустимой сопротивление позистора возрастет настолько, что элемент Д7.3 изменит состояние триггера ТЗ. При этом загорается светодиод V61. Одновременно с переключением триггера ТЗ переключается и триггер Т1. Управляющие импульсы переводятся в положение α макс.

6) Защита от перегрева преобразователя.

Защита выполнена на усилителе А7.2, на вход которого поступают два разнополярных напряжения: опорное напряжение с источника минус 15 В через резистор R98 и положительное напряжение через терморезистор R19, установленный на общем охладителе силового блока. С увеличением температуры охладителя сопротивление R19 уменьшается, что приводит к увеличению потенциала на входе нуль-органа. При достижении температуры охладителя выше допустимой нуль-орган изменит свое состояние с «1» на «О». Это приводит к срабатыванию триггеров Т4 (элементы Д5.3, Д5.4) и Т1, т. е. загорается светодиод V62, углы управления переводятся в положение α макс.

7) Защита от превышения максимальной скорости двигателя.

Защита выполнена на транзисторе V69.

На базу транзистора подаются разнополярные напряжения: опорное напряжение через резистор R14* и выпрямленное напряжение тахогенератора с усилителя А2.1 через резистор R13. С увеличением частоты вращения двигателя напряжение на тахо-генераторе пропорционально растет, что приводит к увеличению потенциала базы транзистора. При превышении максимальной скорости двигателя на 20% транзистор V69 открывается, триггер Т1 изменит свое состояние, угол управления переходит в α макс, загораются светодиоды V52 и V50.

8) Защита от обрыва цепи тахогенератора.

Защита осуществлена на операционном усилителе А4.2, выполняющем роль управляемого генератора синусоидального напряжения на основе генератора Винна, диода V46, фильтра R87, С26, элемента ДЗ.З. Условие генерации записывается выражением R84 · C25 = R80 · С20. В состоянии целостности цепей тахогенератора конденсатор С18 оказывается подключенным к общей точке, что нарушает условие генерации, поэтому напряжение фильтра равно нулю.

При обрыве в цепи тахогенератора генератор А4.2 самовозбуждается. Напряжение генератора подается на первый вход элемента сравнения ДЗ.З.

На второй вход элемента ДЗ.З через резистор R36 поступает сигнал, контролирующий наличие напряжения на тахогенераторе. Этим исключается ложное срабатывание защиты при кратковременных отскоках щеток тахогенератора на высоких скоростях Необходимым условием срабатывания защиты является наличие логических сигналов «1» одновременно на обоих входах элемента сравнения ДЗ. З, а это возможно только при отсутствии напряжения на тахогенераторе и самовозбуждении генератора, т. е. при обрыве цепи тахогенератора. При этом углы управления переводятся в α макс, загораются светодиоды V52 и V50.

9) Защита от неправильного чередования фаз.

Защита состоит из формирователя узких импульсов — одновибратора, собранного на элементах Д7.1, Д7.2, Д7.3, резистора R110, конденсатора С31 и Д-триггера — на элементах Д6.1... Д6.4.

Схема защиты работает следующим образом.

С выходов пороговых элементов формирователей импульсов ФИ1 и ФИ2 СИФУ на входы Д-триггера и одновибратора поступают прямоугольные импульсы длительностью около 180 эл. градусов. С выхода одновибратора на синхронизирующий вход «С» Д-триггера поступает узкий единичный импульс. При правильном чередовании фаз синхронизирующих напряжений происходит совпадение передних фронтов импульсов на входах «С» и «Д» — Д-триггера, поэтому на инверсном выходе последнего присутствует логическая «1». Светодиод V63 не горит.

При неверном чередовании фаз импульс на вход «С» Д-триггера поступает тогда, когда на входе «Д» присутствует сигнал логического «0». Д-триггер опрокидывается, на его выходе устанавливается сигнал «0», переводящий угол управления в а макс. Одновременно загораются светодиоды V63 и V50 и снимается через элемент Д3.4 сигнал готовности привода к работе.

Кроме того, в узел защиты входят: узел минимальной скорости и узел автоматического обнуления триггеров защит.

Узел минимальной скорости состоит из компаратора, выполненного на усилителе А8.1, резисторов R103, R105, усилителя мощности на транзисторе V73 и выходного реле К2, который обеспечивает выдачу информации во внешнюю цепь при помощи «сухого» контакта о достижении скорости двигателя минимальной скорости мин. Величина n мин определяется порогом срабатывания компаратора А8.1 и устанавливается заказчиком подбором номинала резистора R103* в диапазоне (0,01.. 0,015) n макс. I

Контакт реле КЗ используется для наложения тормоза на механизм при команде на останов и достижении двигателем скорости n мин.

Узел автоматического обнуления триггеров защит выполнен на дифференциаторе, содержащем усилитель А8.2, диоды V64, V65, конденсаторы С32, СЗЗ, и работает следующим образом. При подаче на входы «Работа» или «Р» напряжения «+15 В» на выходе дифференциатора формируется узкий импульс отрицательного напряжения, который через диод V78 и R113 соединен с шиной «Сброс» триггеров защит. Наличие данного узла позволяет включать в любой последовательности коммутационные аппараты силовых цепей и цепей управления, осуществляя при этом автоматическое обнуление триггеров защит для их установки в исходное рабочее состояние.

Внимание!!!

При работе ЭПУ 1... П с роботами М10П, М20П, в которых используется общий преобразователь с коммутатором, подключающий якорные цепи и тахогенераторы к преобразователю, в блоке № 2 (Приложение 13, рис. 9) следует выполнить заказчику (или по договоренности заводу-изготовителю):

• 1. Установить между точками 67, 68 резистор R124 100 Ом.
• 2. Установить диод V26 между точками 49, 50.
• 3. Установить резистор R62 = 47 кОм.
• 4. Исключить перемычку между точками 68, 71.

Электропривод ЭПУ 1—2... П с двигателями, имеющими электромагнитное возбуждение, можно использовать для работы в двухзонном режиме со ступенчатым ослаблением поля для обеспечения ускоренных перемещений механизмов. В этом случае заказчиком вводятся, например, следующие элементы:

1) Дополнительный резистор в цепь тахогенератора, обеспечивающий неизменное напряжение обратной связи по скорости в режиме ослабления поля двигателя, исключаемый контактом при работе двигателя в первой зоне со скоростью n ≤ n ном.

2) Резистор соответствующий ступени ослабления, в цепь обмотки возбуждения.

3) Реле напряжения с высоким коэффициентом возврата с последовательно включенным резистором. Этот узел подключается параллельно якорю двигателя.

Кроме того, в узле ФПЕ (рис. 6—1) (Приложение 13, рис. 9) должны быть изменены резисторы R49 и R56: R49~91 кОм (подбор 75.. 100 кОм) и R56~51 кОм (подбор 43.. 56 кОм). При этом узел ФПЕ должен быть настроен так, чтобы при номинальной скорости напряжение в контрольной точке 22 было на уровне насыщения усилителя (11.. 13В).

В исполнении ЭПУ 1—2... М алгоритм переключения аналогичен. При этом (Приложение 13, рис. 11) сменным резистором R38 в узле ФПЕ при номинальной скорости двигателя в контрольной точке 19 добиваются насыщения усилителя А4. 1 (ориентировочно 11.. 13 В).

Ослабление поля здесь осуществляют по цепи «Регулирование Ф» подбором R79 с подключением данной цепи контактом к источнику «+15 В».

7.5. Блок межплатных соединений ЕЗ

Блок межплатных соединений ЕЗ (Приложение 6) осуществляет соединения между платами Е1 и Е2. На торцевой части платы предусмотрены контактные площадки для подключения объемным монтажом соответствующих элементов блока БС 3203... П.

7.6. Блок питания (Е4) и блок датчика проводимости (Е10).

В блоке питания Е4 (Приложение 7) размещены:

• двуполярный стабилизатор напряжения;
• элементы узла защиты и сигнализации.

Блок питания обеспечивает питание всех цепей управления напряжениями «±24 В», «±12 В» и стабилизированным напряжением «±15 В» — 10%.

Питание блока осуществляется от трехфазного трансформатора Т4, первичная обмотка W1 которого через предохранители подключена к питающей сети.

Трансформатор Т4 имеет четыре вторичные обмотки Обмотки W2, W3 предназначены для получения выпрямленного напряжения «±24 В», «±12 В» в блоке питания.

Обмотка W4 служит для получения синхронизирующих напряжений в СИФУ, а обмотка W5 — для получения независимого источника ИДП датчика проводимости.

Двухполярный стабилизатор напряжения служит для получения симметричных относительно общей точки стабилизированных напряжений ±15 В для питания схем, требующих высокого коэффициента стабилизации. Источник «+15 В» должен быть настроен заводом на уровень (±14 ±0,1) В подбором резистора R6.

Стабилизаторы напряжения выполнены по компенсационной схеме с регулирующими усилителями Al.l, А1.2 и регулирующими элементами V11, V14.

Стабилитрон V10 является источником опорного напряжения. Обратная связь снимается с делителя R5, R6. Положительное выходное напряжение +15 В используется в качестве опорного для стабилизации отрицательного напряжения. Это необходимо для того, чтобы оба напряжения независимо от их абсолютной величины как можно более точно равнялись друг другу. Это условие будет выполняться при равенстве номиналов резисторов R3 и R4.

При колебаниях напряжения сети и изменения нагрузки на выходе усилителя появляется сигнал соответствующей полярности, воздействующий на регулирующий элемент, вызывая компенсацию возмущающих отклонений. Резисторы R12, R13 служат для ограничения тока короткого замыкания и выделяемой мощности на транзисторах V11, V14.

В электроприводах ЭПУ 1—2... Д, Е, М используется исполнение блока питания с реле КЗ и К4, в ЭПУ 1 —1... Д, Е, М — с реле КЗ.

Реле КЗ является исполнительным органом узла контроля минимальной скорости, расположенного в блоке № 2. Уровень n мин выставляется в диапазоне (0, 01... 0, 015) n макс.

В приводах главного движения контакт реле КЗ дает разрешение на переключение редукции при достижении двигателем безопасной скорости.

Контактом реле К4 (К4.1) осуществляется подача задающего сигнала на вход задатчика интенсивности («вход ЗИ») блока № 2 при включении сигнала «Работа».

Блок датчика проводимости Е10 (Приложение 8) включает: датчик проводимости вентилей ДП с независимым источником питания ИДП.

Элементы узла защиты от исчезновения напряжения питающей сети в силовой цепи (в том числе по причине сгорания предохранителей).

Датчик проводимости (ДП) предназначен для определения состояния (открыт или закрыт) тиристоров и работает по принципу контроля напряжения на вентилях анодной или катодной группы.

ДП состоит из трех двухполярных нуль-органов соответственно на транзисторах VI, V4, V2, V5, V3, V6, схем «ИЛИ» на транзисторах V7, V8, V9, транзисторного ключа V10 и узла развязки, выполненного на оптроне V11 типа МДО-1 и транзисторе V12.

При проводящем состоянии хотя бы одного из контролируемых тиристоров соответствующие транзисторы двуполярных нуль-органов закрыты. Соответствующей схеме «ИЛИ» транзистор открыт, а VI0 закрыт, оптрон находится в непроводящем состоянии, запрещая переключение ЛУ.

При закрытых тиристорах всех 3-х плеч преобразователя транзисторы нуль-органов открыты, V7... V9 закрыты, VI0 открыт, светодиод оптрона включен, VI2 закрыт и разрешается переключение ЛУ.

Питание датчика проводимости ДП осуществляется от независимого источника питания 12 В, выполненного на диодах V13.1... V13.4, V14.1... V14.2 и конденсаторе С1.

Узел защиты от исчезновения силового напряжения расположен в ДП и состоит из выпрямителя на диодах V15... V20 и реле K1 контакт которого замкнут при наличии напряжения во всех фазах силовой цепи. При исчезновении напряжения в одной из фаз или во всех фазах контакт реле отпадает и дает сигнал в блок № 2 на срабатывание защиты.

Данная защита контролирует также целостность предохранителей (в исполнениях электропривода на 25, 50, 100 А).

7.7. Блок питания обмотки возбуждения регулируемый используется для приводов исполнения ЭПУ 1—2... П с выпрямленным напряжением 460 В при питании от сети напряжением 380... 440 В (см. приложение 10).

Источник выполнен стабилизированным и обеспечивает изменение напряжения нагрузки не более 2% при колебаниях напряжения питающей сети в пределах (0,85... 1,1) UH. Кроме того, резистором R2 можно подрегулировать выпрямленное напряжение. Теоретические пределы регулирования напряжения даны в табл. 7—1.

Таблица 7—1

Напряжение сети, В - Диапазон выпрямленного напряжения, В

• 380 В - 171... 342 В
• 400 В - 179... 360 В
• 415 В - 186... 373 В
• 440 В - 197... 396 В

Система управления работает по принципу заряда конденсатора С2 до напряжения пробоя порогового элемента VI7 с последующим разрядом конденсатора на управляющую цепь тиристора V7.

Уровень срабатывания V17 определяется напряжением стабилитрона V3.

Изменяя ток заряда С2, можно регулировать фазу а управляющего импульса V7. Ток заряда определяется током коллектора транзистора V15, управление которым осуществляется транзистором VI6.

Резисторы R1 и R6 ограничивают углы регулирования соответственно α мин и α макс.

8. ОПИСАНИЕ ПРИНЦИПИАЛЬНЫХ СХЕМ РЕВЕРСИВНЫХ ОДНОЗОННЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ ИСПОЛНЕНИЙ ЭПУ1—2... М и ЭПУ1—2... Е И ИХ СОСТАВНЫХ ЧАСТЕЙ

8.1. Схема электропривода, подключение и управление

Принципиальные электрические схемы реверсивных однозонных электроприводов представлены в Приложение 5, рис. 5, 15, где схемы, приведенные на рис. 5, 15 распространяются на электропривод с обратной связью по скорости ЭПУ 1—2... М, а схемы, приведенные на рис. 7.18 — на электропривод с обратной связью по ЭДС — ЭПУ 1—2... Е.

В состав электропривода входят:

• блок предохранителей — U1*;
• блок ввода — U3;
• блок управления (преобразователь) типа БС 3203... М, Е — U4;
• согласующий трехфазный трансформатор Т1 или трехфазный сетевой реактор L2 (на токи 400 и 630 А в составе блока U5);
• электродвигатель постоянного тока M1 со встроенным тахогенератором BR1 и терморезистором R3 (в зависимости от конструкции двигателя);
• задатчик скорости Rl, R2 (для наладки привода).

Согласующий трансформатор Т1 устанавливается в приводах с выпрямленным напряжением 230 В и напряжением сети 380, 400, 415, 440 В, а также для приводов с выпрямленным напряжением 460 В и напряжением сети 220, 230, 415, 440 В. Во всех остальных случаях ставится сетевой реактор L2 (коммутационный или токоограничивающий).

*В исполнениях на токи 80, 200, 400 и 630 А вместо блока предохранителей используется автоматический выключатель F7 (см. п. 5).

8.2. Блок управления БС (преобразователь)

Принципиальная электрическая схема блока управления БС 3203... М, Е на токи 25, 50 и 100 А приведена в Приложение 13, рис. 3 (на модулях МТОТО) и рис. 16б, 16в (на модулях МТТ), а на токи 80, 200, 400 и 630 А — в Приложение 13, рис. 6а.. 6г.

В состав блока управления входят:

• тиристорный преобразователь якорный — ТПЯ;
• тиристорный преобразователь возбуждения — ТПВ;
• трансформатор тока Т1... Т4;
• трансформатор питания Т5;
• вентилятор (для исполнения на токи 100 А и более);
• предохранители F1... F4;
• блоки управления № 1 и №2 (панели El, Е2);
• блок межплатных соединений (панель ЕЗ);
• блок питания (панель Е4) и блок датчика проводимости (Е10);
• блок датчика напряжения и защит (панель Е5);
• Для защиты тиристоров от перенапряжений установлены R—С цепочки;
• Для защиты тиристоров от перегрева в охладитель ТПЯ (до 630 А) встроен терморезистор R19.

8.3. Блок управления № 1 (панель СИФУ и логики — Е1).

===============стр 39

8.4.7. Выпрямитель (В)

Выпрямитель выполнен на микросхемах А9.1, А6.1 и осуществляет преобразование реверсивного сигнала, пропорционального скорости (в исполнении М) или ЭДС двигателя (в исполнении Е), в нереверсивный, управляющий транзистором V54 узла защиты от превышения максимальной скорости в приводе.

Максимальное напряжение на выходе А6.1 (ориентировочно 10 В) должно соответствовать максимальной скорости электропривода n макс.

8.4.8. Датчик ЭДС (ДЕ).

Датчик предназначен для получения на его выходе сигнала, пропорционального ЭДС двигателя. Он выполнен на операционном усилителе А8.1, на вход которого поступают реверсивные сигналы, пропорциональные току и напряжению якоря двигателя.

Нереверсивный сигнал с датчика ДТЯ поступает на переключатель характеристик (ПХ2 на рис. 6.2), выполненный на инверторе А7.2 и транзисторе V28, управление которым осуществляется логическим устройством («Ключ В2», «Ключ Н2»). Уровень сигнала, пропорционального току якоря, регулируется резистором R82.

Сигнал, пропорциональный напряжению на якоре двигателя, поступает на вход ДЕ с датчика напряжения ДН (Uдн) через фильтр R88, С23. Датчик ДЕ балансируется так, чтобы при нулевой скорости и наличии тока в застопоренном двигателе напряжение на выходе ДЕ было равно нулю,максимальное Uвых.ДН — (2,5.. 3 В).

8.4.9. Регулятор тока возбуждения (РТВ).

Регулятор предназначен для задания и поддержания на заданном уровне тока возбуждения двигателя. Он выполнен на операционном усилителе А8.2. На входе регулятора РТВ суммируются сигнал задания тока возбуждения, снимаемый с резистора R78 и сигнал обратной связи по току возбуждения, который поступает с диодного моста V22 и сглаживается Т-образным фильтром на элементах R63, С46, R81.

Элементы коррекции РТВ — сменные, что позволяет осуществить их подбор при наладке.

Вход РТВ «Регулирование Ф» позволяет дистанционно осуществить быстрые перемещения в однозонном приводе, где привод может переходить в режим ослабления поля на максимальной скорости.

8.4.10. Узел защиты (УЗ).

Функциональная схема узла защит и сигнализаций ЭПУ1-2..М,Е,Д

Функциональная схема узла защит и сигнализаций ЭПУ1-2..М,Е,Д. Смотреть в увеличенном масштабе

На рис. 8.1 представлена функциональная схема узла защиты. Он обеспечивает следующие виды защит:

• максимально-токовая защита и время-токовая защита;
• от перегрева двигателя (от токовых перегрузок);
• от перегрева преобразователя (в том числе по причине исчезновения вентиляции);
• от исчезновения напряжения питающей сети в цепи управления и силовой цепи (в том числе по причине сгорания предохранителей);
• от обрыва цепи тока возбуждения;
• от обрыва цепи тахогенератора (только в исполнении М, Д);
• от неправильного чередования фаз;
• от превышения максимальной скорости двигателя;
• от перенапряжений на двигателе (в исполненении Д).

Защиты воздействуют на R—S триггер Т1, выполненный на логических элементах «И—НЕ» Д2.3 и Д2.4, который при срабатывании переводит угол регулирования в инверторный режим (а макс), вызывает зажигание светодиода V52 и через выдержку времени Δt2=10 мс снимает управляющие импульсы с якорного преобразователя (сигнал Uз в СИФУ). Кроме того, подается сигнал «0» с транзистора V51 на «Выход 1У3» к внешней сигнализации, которая включается между указанной точкой и источником « + 24 В».

1) Максимально-токовая защита.

Максимально-токовая защита цепи якоря (Iя макс) выполнена на транзисторе V37, а цепи возбуждения (Iвмакс) на транзисторе V77. Уставкасрабатывания защиты по Iя макс определяется величиной сменного резистора R92, а по Iв макс — величиной резистора R164.

Защиты воздействуют на основной триггер Т1, при этом загорается светодиод V52 и снимаются импульсы с якорного преобразователя. При срабатывании защиты цепи возбуждения дополнительно загорается светодиод V64 (перегрев двигателя) и снимаются импульсы с формирователя импульсов возбудителя ФИВ (сигналом U бл. ФИВ).

2) Время-токовая защита.

Время-токовая защита от перегрузок двигателя выполнена на операционном усилителе А11.1, работающем в режиме интегратора и пороговом элементе ПЭ1. Данная защита воздействует на основной триггер Т1 и триггер ТЗ, при этом загорается сигнальный светодиод V64—«Т1» (перегрев двигателя) и светодиод V52—«X» (запрет импульсов).

Уставка срабатывания защиты определяется резистором R103 и, дополнительно, сигналом на резистор R104 (если необходима дистанционная установка время-токовой защиты). Данная защита является вспомогательной и настраивается на определенное время перегрузки двигателя максимальным (пусковым) током в застопоренном состоянии (вход «Уставка Т°»).

3) Защита от перегрева двигателя (от токовых перегрузок).

Защита от перегрева двигателя выполняется на элементе Д3.2 при наличии в двигателе встроенного позистора R3 (RT°M). Уставка срабатывания защиты определяется величиной сопротивления резистора R121. При перегреве двигателя сопротивление позистора резко возрастает, на входах микросхемы Д3.2 формируется сигнал логической "1" При этом на выходе Д3.2 формируется сигнал логического «0», переключающий триггеры Т1 и ТЗ. Управляющие импульсы якорного преобразователя переводятся в положение α макс, снимаются импульсы с возбудителя и якорного преобразователя, загораются светодиоды V64 («Т1») и V52.

4) Защита от перегрева преобразователя.

Защита от перегрева преобразователя срабатывает при перегреве тиристоров преобразователя или токоограничивающего реактора на токи 400 и 630 А и выполнена на усилителе А10.2 и относящихся к нему элементах Чувствительным элементом защиты является терморезистор R19 (RT°П), установленный на общем охладителе. При достижении охладителем температуры выше допустимой сопротивление R19 уменьшается, и на выходе усилителя А10.2 появляется сигнал логического нуля «0», который приводит к срабатыванию триггера Т4, выполненного на элементах Д5.3 и Д5.4. На выходе Т4 появляется сигнал логического «0», загорается светодиод V69 (Т2), по цепи диода V67 срабатывает основной триггер Т1, загорается светодиод V52, снимаются импульсы в СИФУ.

5) Защита от исчезновения напряжения питающей сети в цепи управления или силовой цепи (в том числе по причине сгорания предохранителей).

Защиты объединены в одну и действуют на один триггер (Д5.1, Д5.2). При переключении триггера (срабатывании защиты) загораются светодиоды V70 («F») и V52 («Х»), снимаются импульсы управления с якорного преобразователя.

Защита от исчезновения напряжения питающей сети в силовой цепи выполнена на выпрямителе и реле К1, расположенных в блоке датчика проводимости и действуют на триггер Т5 (элементы Д5.1, Д5.2). Вход выпрямителя подключен ко входу ТПЯ. При исчезновении напряжения во всех фазах или в одной из фаз контакт реле К1 отпадает. При этом сигнал логического нуля с резистора R165 поступает на вход элемента ДЕЗ, с него на триггер Т5 и переключает его.

Данная защита контролирует также целостность предохранителей в фазах преобразователя (в исполнениях электропривода на 25, 50, 100 А).

Защита от исчезновения напряжения питающей сети в цепи управления выполнена на элементах Д1.3, V44, R101, С51 и триггере Т5 (Д5.1, Д5.2).

При исчезновении или снижении напряжения управления всех или одной из фаз более чем на 50%, транзистор V44 открывается, и триггеры Т1, Т5 переключаются.

6) Защита от обрыва цепи тока возбуждения.

Защита выполнена на операционном усилителе А10.1, включенном по схеме порогового элемента, и на элементе ДЗ.З.

При включенном приводе в нормальном состоянии на выходе ДЗ.З — положительный сигнал («логическая «1»). При обрыве цепи возбуждения на выходе А10.1 появляется положительный сигнал, обусловленный отрицательным смещением, подаваемым на инверсный вход А10. 1 через резистор R136. На выходе ДЗ. З появляется сигнал логического «0», загорается светодиод V57 «Ф». Перебрасывается общий триггер Т1, загорается V52 («Х»).

Уставка определяется резистором R136 и выбирается такой, чтобы защита не срабатывала при минимально-возможном в работе токе возбуждения.

7) Защита от обрыва цепи тахогенератора.

Защита выполнена на операционном усилителе А11.2, включенном по схеме автогенератора, и относящихся к нему элементам. Настройка узла проводится при отключенном тахогенераторе с помощью сменного резистора R129. Величина R129 выбирается такой, чтобы выходной сигнал автогенератора из синусоидального превратился в прямоугольный, т. е. чтобы усилитель начал насыщаться. При подключении цепи тахогенератора якорной цепью последнего шунтируется автогенератор и прекращается его работа (генерация). В аварийном режиме при обрыве цепи тахогенератора происходит включение (самовозбуждение) автогенератора.

Импульсное напряжение на выходе А11.2 выпрямляется диодом V59, сглаживается фильтром Ф1 (элементы С43, R137) и открывает транзистор V61 (см. схему платы Е2), который включен последовательно (по схеме «И») с транзистором V35 узла контроля минимальной скорости n ≤ n мин. При таком включении защиты исключается ложное срабатывание последней из-за возможного отскока щеток тахогенератора на высоких скоростях. При обрыве цепи тахогенератора транзистор V35 также открывается, загорается светодиод V65 («BR»). Перебрасывается общий триггер Т1, загорается V52 («Х»).

8) Защита от неправильного чередования фаз.

Защита от неправильного чередования фаз выполнена на элементах «И—НЕ» и состоит из одновибратора, собранного на элементах Д6.1, Д6.2, Д6.4 и Д-триггера, собранного на элементах Д7.1.. Д7.4. Описание работы узла см. в разделе 7 (п. 7.4.7). При исчезновении одной из фаз или неправильном чередовании фаз питающей сети загораются светодиоды V73 («АВС»), V52 («Х»).

9) Защита от превышения максимальной скорости.

Защита от превышения максимальной скорости (n>n макс) выполнена на базе транзистора V54. Уставка срабатывания V54 определяется величиной сопротивления резистора R119. Через резистор R117 на базу транзистора поступает сигнал с выпрямителя В1, выполненного на микросхемах А9.1, А6.1 (Приложение 13, рис. 11, пропорциональный скорости двигателя (в исполнении М) или ЭДС двигателя с датчика ДЕ (в исполнении Е).

При превышении максимальной скорости двигателя на 20% транзистор открывается, срабатывает триггер Т1 и загорается светодиод V52 («Х»), углы управления переводятся в α макс и снимаются импульсы с ТПЯ.

10) Блокирование выхода регулятора.

Блокирование выхода регулятора РС выполнено на операционных усилителях А6.1, А9.1, работающих в режиме выпрямителя (В1) нуль-органе (НО1), на микросхемах Д1.1, Д3.1, Д3.4, элементах R126, С38 (задержка Δt1), ключах V56, V6 (см. рис. 8.1 и Приложение 13, рис. 11).

На вход Bl поступает сигнал с тахогенератора (в исполнении М) или с датчика ЭДС (в исполнении Е).

В исходном состоянии скорость равна нулю UBR =0 или UДЕ =0), контакт «Р» («Работа») разомкнут. На выходах Н01, Д1.1 и Д3.4 — логическая «1», на Д3.1 — ноль. Выход регулятора РС закорочен транзистором V6, т. к. на его базе — отрицательный потенциал (транзистор V56 закрыт).

В работающем приводе при UBR ≤ ≥ 0 (или (UДЕ ≤ ≥ 0) и замкнутом контакте «Р» на выходах Н01, Д1.1 — сигнал логического «0», на выходе Д31 — «1», на выходе Д3.4 — «0». Транзистор V6 закрыт положительным потенциалом источника питания, поступающим на его базу через открытый транзистор V56, при этом регулятор скорости оказывается разблокированным. В режиме торможения на выходе Д1.1 устанавливается сигнал логической «1», а выход Н01 сохранит свое прежнее состояние («0») до момента, пока скорость двигателя не станет близкой к нулю. При этом Н01 изменит свое состояние. На входах элемента Д3. 1 установятся сигналы логической «1», а на его выходе — «0», который запускает элемент выдержки времени, выполненной на элементах R126, С38. Напряжение на С38 начинает уменьшаться и при достижении ровня логического нуля переключает элемент Д3.4. Транзистор V6 открывается, закорачивая сигнал на выходе регулятора скорости. Выдержка времени необходима для обеспечения электрического торможения двигателя в области малых скоростей, что необходимо из-за некоторой зоны нечувствительности в узлах А9.1, А6.1.

11) Защита от перенапряжений двигателя

Защита действует на регулятор ЭДС при исчезновении обратной связи по напряжению (это может произойти из-за неполадок в датчике напряжения ДН или обрыва цепи ДН).

Если при этом привод работал на максимальной скорости (n макс), то произойдет форсированное возрастание поля и ЭДС двигателя:

Е = n макс · Фном/Фмин

При отсутствии защиты величина Е макс может достигать 2 кВ, что вызывает прорыв инвертора и выход из строя тиристоров.

Схема узла работает следующим образом.

При возникновении на двигателе перенапряжения пробивается стабилитрон V8, замыкается контакт реле К1 и перебрасывается триггер Т2, управляющий транзисторными ключами V3 и V33. Ключ V3 шунтирует сигнал задания, а ключ V33 — выход регулятора РТВ, с ограничением потока до Ф мин. Таким образом, идет торможение двигателя с ограничением его ЭДС.

12) Узел соответствия (УС).

Узел соответствия (УС) скорости заданному значению осуществляет включение привода подачи при достижении приводом главного движения заданной скорости (описание узла УС см. п. 8.4.6).

8.5. Блок межплатных соединений (ЕЗ)

Принципиальная электрическая схема блока выведена на рис. 2 в Приложение 6.

Блок представляет собой печатную плату с двумя разъемами XI и Х2, в которые вставляются съемные печатные блоки № 1 и № 2 (Е1 и Е2).

8.6. Блок питания (Е4) и блок датчика проводимости (Е10).

Принципиальные электрические схемы блоков приведены в Приложение 7.

В преобразователе БС 3203... Д, Е, М используется исполнение блока питания с реле КЗ и К4.

Подробное описание блоков приведено в п. 7.6.

8.7. Блок датчика напряжения и защит (Е5).

Принципиальная электрическая схема блока приведена в Приложение 9.

Блок включает в себя:

• узел датчика напряжения — ДН;
• узел защиты от перенапряжений — УЗ.

Датчик напряжения предназначен для гальванической развязки системы управления от силовой части и получения напряжения на выходе, пропорционального напряжению на якоре двигателя ДН выполнен по системе модулятор—демодулятор и содержит трансформаторы Tl, Т2, высокочастотный автогенератор на транзисторах VI, V4, модулятор V5 и демодулятор V6.

Перемычка 2—8 устанавливается в ДН при напряжении на якоре двигателя, равном 230 В. Максимальное напряжение на выходе ДН устанавливается сменным резистором R7 (2.. 3) В.

В однозонных электроприводах элементы узла защиты УЗ не устанавливаются. Описание работы узла приведено в разделе 8 (п. 8.4.10) (защита от перенапряжений двигателя).

Узел защиты включает в себя:

• узел защиты от перенапряжений на якоре двигателя;
• узел защиты от перенапряжений на обмотке возбуждения двигателя.
• Узел защиты от перенапряжений на якоре двигателя выполнен на делителе R3... R6, R8, R13... R18, выпрямителя V7, пороговом элементе V8, реле К1. При возникновении перенапряжения более 550 В происходит пробой стабилитрона V8 и замыкание контакта реле К1, включенного в схему защиты электропривода (Δ Е).
• Узел защиты от перенапряжений возбудителя в блоке БС 3403... Д выполнен на резисторе R25, диоде V18 установленных в блоке БС и варисторе R20 в блоке датчика напряжения. Данная цепочка управляет включением тиристора, включенного параллельно обмотке возбуждения машины (ОВМ). При отключении возбудителя возникающее перенапряжение на ОВМ ограничивается на определенном уровне варистором и включает тиристор.

9. ОПИСАНИЕ ПРИНЦИПИАЛЬНЫХ СХЕМ РЕВЕРСИВНОГО ДВУХЗОННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ЭПУ 1—2... Д И ЕГО СОСТАВНЫХ ЧАСТЕЙ

9.1. Схема электропривода, подключение и управление.

Принципиальные электрические схемы реверсивного двухзонного электропривода представлены в Приложение 13, рис. 3, 4, 12... 14.

Привод выполнен с обратной связью по скорости.

В состав электропривода входят:

• блок управления (преобразователь) типа БС 3403... Д — U4;
• электродвигатель постоянного тока M1 со встроенным тахогенератором BR1 и терморезистором R3 (в зависимости от конструкции двигателя);
• блок предохранителей — U1 (на токи до 100 А) или выключатель F7 (на токи 80, 200, 400, 630 А);
• блок ввода — U3;
• согласующий трансформатор Т1 или сетевой реактор L2 (на токи 400 и 630 А в составе блока U5);
• задатчик скорости Rl, R2 (для наладки привода).

Установка согласующего трансформатора или сетевого реактора аналогична указанной в п 8.1

9.2. Блок управления БС (преобразователь)

Принципиальная электрическая схема блока управления типа БС 3403... Д на токи 25, 50 и 100 А приведена в

• Приложение 13, рис. 2 схема блока управления типа БС 3403... Д на токи 25, 50 и 100 А (на модулях МТОТО)
• Приложение 13, рис. 16а, 16в на модулях МТТ
• Приложение 13, рис. 6а.. 6г на токи 80, 200 400 и 630 А

Состав блока управления для двухзонного привода аналогичен составу блока БС 3203... Е, М (см. п. 8.2.). Отличие состоит в схеме преобразователя возбуждения ТПВ, выполненной на двух оптронных тиристорных модулях V7, V8 и защитном шунтирующем тиристоре V9.

9.3. Блок управления № 1 (панель СИФУ и логики — Е1).

Принципиальная электрическая схема блока представлена в Приложение 13, рис. 8.

В двухзонных реверсивных приводах панель Е1 включает в себя:

• СИФУ с каналами ФИ1... ФИЗ;
• формирователь импульсов возбудителя — ФИВ;
• логическое устройство — ЛУ
• Подробное описание блока № 1 приведено в разделе 7.3.

9.4. Блок управления № 2 (панель регуляторов и защит — Е2)

Принципиальная электрическая схема блока представлена в Приложение 13, рис. 12, функциональная — на рис. 6—4а.

Описание узлов ЗИ, PC, НЗ, ПХ, ФПЕ, УС приведено в разделе 8 в пп. 8.4.1... 8.4.6 соответственно.

9.4.1. Узел зависимого токоограничения (УЗТ)

Токоограничение в электроприводе осуществляется резистором R25, регулирующим напряжение на выходе регулятора скорости (PC).

Величина напряжения PC и резистор R26 определяют ток двигателя.

УЗТ состоит из усилителей А6.2, А7.1.

На вход УЗТ поступают 2 сигнала: задающий с потенциометра R19 и сигнал с выпрямителя В1, выполненного на усилителях А9.1 и А6.1. Сигнал с А6.1 обеспечивает зависимое от скорости ограничение тока двигателя, например, во второй зоне регулирования. Резистор R67 определяет минимальную уставку тока при скорости n ≥ n ном, а уровень напряжения PC, с которого начинается снижение уставки токоограничения — R19

Настройка токоограничения привода производится в наихудших условиях, т. е. когда задатчик интенсивности (ЗИ) имеет минимальное время формирования. После настройки токоограничения при помощи ЗИ следует установить необходимую интенсивность разгона двигателя.

9.4.2. Выпрямитель (В2)

Узел предназначен для преобразования реверсивного сигнала датчика напряжения в однополярный сигнал. Узел выполнен на операционных усилителях А7.2, А8.1.

9.4.3. Регулятор тока возбуждения (РТВ)

Регулятор РТВ предназначен для задания и поддержания на заданном уровне тока возбуждения двигателя. РТВ выполнен на операционном усилителе А8.2. Задание тока осуществляется резистором R78.

Резистором R79 осуществляется установка минимального потока возбуждения (Фмин).

На выходе РТВ включен регулятор ЭДС, выполненный на транзисторе V32 и относящихся к нему элементах. Регулятор ЭДС обеспечивает постоянство ЭДС двигателя при регулировании скорости выше номинальной.

Задание ЭДС устанавливается с помощью резистора R82. Задатчик ЭДС настраивается таким образом, чтобы при номинальной скорости двигателя транзистор V32 начал открываться, это ведет к снижению напряжения на выходе РТВ, и, следовательно, к уменьшению тока обмотки возбуждения двигателя. С увеличением скорости происходит дальнейшее уменьшение тока возбуждения, таким образом ЭДС двигателя поддерживается постоянной.

9.4.4. Узел защиты (УЗ)

Функциональная схема узла защиты представлена на рис. 8.1.

Сигнал с ФПЕ выставлять таким образом, чтобы в точке ослабления поля Uфпе =(8..9) В. При U фпе ≥ 10 В возникает перенапряжение на двигателе, а недокомпенсация (Uфпе ≤ 7 В) приводит к насыщению регулятора скорости при снижении U сети на «—15%», что обуславливает снижение скорости двигателя.

Описание защит приведено в разделе 8.4.10.

9.5. Блок межплатных соединений (ЕЗ)

Принципиальная электрическая схема блока приведена на рис. 2 в Приложение 6.

В двухзонных и однозонных приводах используется общее исполнение блока.

9.6. Блок питания (Е4) и блок датчика приводимости (Е10)

Принципиальные электрические схемы блоков приведены в Приложение 7.

Описание блока приведено в п. 7.6.

9.7. Блок датчика напряжения и защит (Е5)

Принципиальная электрическая схема датчика приведена в Приложение 9.

Описание ДН приведено в п. 8.7.

10. ОПИСАНИЕ ПРИНЦИПИАЛЬНЫХ СХЕМ НЕРЕВЕРСИВНЫХ ОДНО- И ДВУХЗОННЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ ИСПОЛНЕНИЙ ЭПУ 1—1... М, ЭПУ 1—1... Е, ЭПУ 1—1... Д И ИХ СОСТАВНЫХ ЧАСТЕЙ

10.1. Схема электропривода, подключение и управление

Принципиальная электрическая схема нереверсивных электроприводов представлена в приложении 5.

• Схемы, приведенные Приложение 13, рис. 8, 19, распространяются на электроприводы двухзонные ЭПУ 1... Д и 2 однозонные с обратной связью по скорости ЭПУ 1—1... М.
• Схемы Приложение 13, рис. 10, 22 — на однозонные электроприводы с обратной связью по ЭДС — ЭПУ 1—1... Е.

В состав электропривода входят:

• блок управления (преобразователь) типа БС 3003... Д, Е, М — U4;
• блок предохранителей U1 (на токи 25, 50, 100 А) и выключатель F7 (на токи 80, 200, 400, 630 А);
• блок ввода U3;
• согласующий трансформатор Т1 или сетевой реактор L2 (на токи 400 и 630 А в составе блока U5);
• электродвигатель постоянного тока Ml со встроенным тахогенератором BR1 и терморезистором R3 (в зависимости от конструкции двигателя);
• задатчик скорости (для наладки привода).

Установка согласующего трансформатора или сетевого реактора аналогична указанной в п. 8.1.

10.2. Блок управления БС (преобразователь).

Принципиальная электрическая схема блока управления БС 3003... Д, Е, М (U4) на токи 25, 50, 100 А приведена в приложении 13, рис. 4 (на модулях МТОТО) и рис. 17а, 17б (на модулях МТТ), а на таблеточных тиристорах на токи 80, 200, 400, 30 А — в приложении 13, рис. 7а.. 7в.

Состав блока управления БС 3003... Д, Е, М аналогичен составу блока БС 3203... Е, М (см. п. 8.2).

10.3. Блок управления № 1 (Е1)

Схема электрическая принципиальная блока управления Е1 представлена в Приложение 13, рис. 8.

Подробное описание блока управления № 1 приедено в разделе 7.3.

Для нереверсивных электроприводов элементы, относящиеся к логическому устройству с ключами "В", "Н" не устанавливаются.

10.4. Блок управления № 2 (Е2)

Принципиальная схема блока управления Е2 представлена в Приложение 13, рис. 10.

Состав блока управления см. п. 6.3.

Для функционального исполнения привода М однозначный с обратной связью по скорости) элементы узлов датчика ЭДС ДЕ и регулятора ЭДС РЕ не устанавливаются. Сигнал обратной связи по скорости подается на вход регулятора скорости PC через перемычку 20—21 и инвертор И на функциональный преобразователь ЭДС ФПЕ. Перемычка 17—21 в исполнении М не устанавливается.

Для функционального исполнения привода Е однозонный с обратной связью по ЭДС) элементы регулятора РЕ, узлов «обрыв ВР», n≤ n мин в узлезащит УЗ не устанавливаются. Сигнал обратнойсвязи, пропорциональный скорости, снимается сдатчика ЭДС ДЕ и через перемычку 20—21 подается на регулятор скорости, а через инвертор И —на ФПЕ.

Для функционального исполнения привода Д (двухзонный с обратной связью по скорости) перемычка 20—21 и элементы не устанавливаются. Сигнал обратной связи по скорости UBRподается нарегулятор скорости PC. Датчик ЭДС ДЕ используется как инвертор для инвертирования знака сигнала, снимаемого с датчика напряжения Uдн. Обратная связь по току якоря (R26) устанавливается нулевой.

10.4.1. Задатчик интенсивности (ЗИ ) Описание узла см. п. 8.4.1.

10.4.2. Регулятор скорости (PC)

Пропорционально-интегральный регулятор скорости PC выполнен на операционном усилителе А2.1.

Уровень сигнала задания подбирается при наладке сменными резисторами R6, R7, а уровень сигнала обратной связи — сменным резистором R11 и переменным резистором R10. Элементы коррекции R15, С7 в цепи обратной связи установлены на лепестках, что позволяет осуществить их подбор при наладке; резистор R13 обеспечивает плавную регулировку коррекции. Установка нулевой скорости обеспечивается подачей положительного напряжения смещения на вход А2.1, в результате усилитель оказывается смещен в нерабочую зону.

Ограничение величины Uрс с помощью резистора R17 приводит к ограничению тока двигателя в переходных режимах пуска и торможения или при перегрузках.

10.4.3. Нелинейное звено (НЗ) и функциональный преобразователь ЭДС (ФПЕ)

Описание узлов см. в п. 8.4.5.

Нелинейное звено НЗ и функциональный преобразователь ЭДС ФПЕ выполняют в приводе функцию адаптивного устройства, позволяющего линеаризовать структуру электропривода в режиме прерывистых токов и тем самым обеспечить постоянство коэффициента усиления управляемого выпрямителя в режиме прерывистого тока.

Нелинейное звено выполнено на операционном усилителе А2.2 с нелинейной обратной связью на диодах V4... V6. Функциональный преобразователь ЭДС ФПЕ выполнен на операционном усилителе А4.1.

10.4.4. Датчик ЭДС (ДЕ)

Датчик ЭДС ДЕ предназначен для получения на его выходе сигнала, пропорционального ЭДС двигателя. Он выполнен на операционном усилителе А3.1, на входе которого алгебраически суммируются сигналы, пропорциональные току и напряжению якоря двигателя. Сигнал по току регулируется переменным резистором R26.

Инвертор И выполнен на операционном усилителе А3.2 и предназначен для инвертирования сигнала обратной связи по ЭДС, снимаемого с датчика ЭДС, для приводов исполнения Д и М.

10.4.5. Регулятор тока (РТВ)

Регулятор тока возбуждения РТВ предназначен для задания и поддержания на заданном уровне тока возбуждения двигателя. Он выполнен на операционном усилителе А4.2. На входе усилителя суммируются сигнал задания тока возбуждения, снимаемый с резистора R37, с сигналом обратной связи по току возбуждения, который снимается с диодного моста VI8. Элементы коррекции R41, С21 в цепи обратной связи установлены на лепестках, что позволяет осуществить их подбор при наладке. Диод V15 в цепи обратной связи исключает включение РТВ в переходных режимах в нерабочую зону.

В двухзонных приводах (исполнение Д) на вход усилителя А4.2 через резистор R38, установленный на лепестках, подается отрицательное смещение. Величину резистора R38 выбирают из условия обеспечения максимальной скорости в режиме ослабления поля.

10.4.6. Регулятор ЭДС (РЕ)

Регулятор ЭДС РЕ предусмотрен только в двухзонных приводах (исполнение Д). Он обеспечивает постоянство ЭДС двигателя при регулировании скорости вращения привода выше номинальной. РЕ выполнен на транзисторе VI9 и относящихся к нему элементах. На базу транзистора через сопротивление R44 подается положительное напряжение с датчика ЭДС ДЕ, пропорциональное напряжению на двигателе, и отрицательное напряжение смещения, снимаемое с задатчика ЭДС (R43). Задатчик ЭДС настраивается таким образом, чтобы при номинальной скорости вращения привода транзистор VI9 начал открываться. Открытие транзистора ведет к снижению напряжения на выходе РТВ. Это приводит к уменьшению тока возбуждения и увеличению скорости вращения двигателя. Так как ЭДС двигателя пропорциональна потоку возбуждения и скорости вращения, то она поддерживается таким образом постоянной.

Корректирующие элементы РЕ С23 и R48 установлены на лепестках, что позволяет осуществить их подбор при наладке (при стабилизации САР в режиме изменения поля двигателя).

10.4.7. Узел защиты (УЗ)

Функциональная схема узла защит и сигнализаций ЭПУ1-1..М,Е,Д

Функциональная схема узла защит и сигнализаций ЭПУ1-1..М,Е,Д. Смотреть в увеличенном масштабе

На рис. 10.1 представлена функциональная схема узла защиты. Он обеспечивает следующие виды защит:

• от перегрева преобразователя (в том числе по причине изчезновения вентиляции);
• от перегрева двигателя (от токовых перегрузок);
• максимально-токовая защита и время-токовая защита;
• от превышения максимальной скорости двигателя;
• от обрыва цепи тахогенератора (в исполнении М, Д);
• от обрыва цепи тока возбуждения;
• от исчезновения напряжения питающей сети в цепи управления или в силовой цепи, в том числе по причине сгорания предохранителей;
• от неправильного чередования фаз.

Все виды защит воздействуют на R—S триггер Т2, выполненный на логических элементах «И—НЕ» Д2.3, Д2.4.

При срабатывании любой защиты триггер Т2 перебрасывается, на выходе Q-сигнал равен «0». При этом через логический элемент Д2.1, диод V33 и резистор R67 сигнал логической «1» подается на вход управляющего органа СИФУ и переводит управляющие импульсы в положение α макс, а также, с выдержкой времени, определяемой элементами R68, С30, с выхода логического элемента Д6. 3 подается сигнал логического «0», запрещающий подачу управляющих импульсов на тиристоры. Одновременно загорается светодиод V34, включенный в коллекторную цепь транзистора V35. При этом отключается реле готовности к работе К2. Через транзистор V35 может быть включена внешняя сигнализация, которая включается между « + 24 В» и коллектором V35.

1) Защита от перегрева преобразователя.

Защита выполнена на усилителе А5.1 и относящихся к нему элементах. Чувствительным элементом защиты является терморезистор R19 (RT°n), установленный на охладителе. При увеличении температуры охладителя сопротивление RT°n уменьшается и на выходе усилителя А5. 1, включенного по схеме порогового элемента появляется сигнал логического «0», который приводит к срабатыванию триггера Т1 (элементы Д1.3, Д1.4). На выходе 0 триггера Т1 появляется сигнал логического «0», загорается светодиод V26 («Т2») и одновременно срабатывает триггер защит Т2, что приводит к переводу управляющих импульсов в положение α макс.

2) Защита от перегрева двигателя (от токовых перегрузок).

Защита осуществляется с помощью датчика температуры — позистора R3 (RT°M), встроенного в электродвигатель. При перегреве двигателя сопротивление позистора резко возрастает и на входах микросхемы Д1.1 формируется сигнал, соответствующий логической «1». При этом на выходе Д1. 1 формируется сигнал «0», переключающий триггеры Т2 и ТЗ. Управляющие импульсы переводятся в положение α макс и загораются светодиоды V35 («Х»), V40 («Т1»).

3) Время-токовая защита.

Время-токовая защита от перегрузок двигателя выполнена на операционном усилителе А6.1 и пороговом элементе на транзисторе V57. Напряжение на выходе усилителя U = f (I—Iуст) · dt,

где Iуст — заданная уставка тока (устанавливается резистором R91);

I — текущее значение тока;

t—время.

При токе двигателя, меньшем заданного значения, напряжение на выходе А6.1 положительно, транзистор V57 закрыт. При превышении током заданного значения выходное напряжение на А6.1 уменьшается и меняет знак со скоростью, пропорциональной перегрузке и обратно пропорциональной постоянной интегрирования.

По достижении напряжением порога срабатывания транзистор V57 открывается и происходит переключение триггеров Т2, ТЗ. Резистор R89 служит для дистанционной регулировки уставки срабатывания защиты путем подключения через клеммник к «+15 В» или «—15 В» и выбором резистора R89.

Время-токовая защита используется в электроприводах, в которых терморезисторы не встроены в двигатель и позволяет ограничить время перегрузки двигателя максимальным током. Настраивается защита при максимальном (пусковом) токе, время действия выбирается равным допустимому времени перегрузки двигателя данным током

4) Максимально-токовая защита

Максимально-токовая защита цепи якоря (Iя макс), действующая при коротких замыканиях, осуществляется транзистором V54 с относящимися к нему элементами. На базу транзистора с датчика тока через резистор R87 подается положительное напряжение, пропорциональное току нагрузки. При токах нагрузки, меньших максимально допустимого тока (задается сменным резистором R86), транзистор закрыт. При превышении током уставки транзистор V54 открывается, вызывая срабатывание триггера Т2, управляющие импульсы якорного преобразователя переводятся в положение α макс и снимаются. Защита цепи возбуждения (Iв макс) выполнена на транзисторе V27. При срабатывании защиты переключаются триггеры Т2, ТЗ, загораются светодиоды V40 («Т1»), V34 («Х») и снимаются импульсы с формирователя импульсов возбудителя (сигналом U бл. ФИВ).

5) Защита от превышения максимальной скорости двигателя.

Защита от превышения максимальной скорости выполнена на транзисторе V38, включенном по пороговой схеме. На базу транзистора подается напряжение с тахогенератора, пропорциональное скорости двигателя. При превышении скорости уставки транзистор открывается, срабатывает триггер Т2 и загораются светодиоды V41 («BR»),V34 («Х»).

6) Защита от обрыва в цепи тахогенератора.

Защита осуществляется с помощью усилителя А6.2 и относящихся к нему элементов. При обрыве в цепи тахогенератора автогенератор, выполненный в усилителе А6.2 самовозбуждается. Импульсное напряжение, выпрямленное диодом V59 и сглаженное фильтром Ф (элементы С44, R100) поступает на вход элемента «И—НЕ» Д3. 4, на второй вход которого приходит сигнал логической «1» с выхода узла минимальной скорости. На выходе Д3.4 появляется сигнал логического «0», загорается светодиод V41 («BR»), переключается общий триггер Т2 и загорается светодиод V34 («Х»).

7) Защита от обрыва цепи тока возбуждения.

Защита выполнена на усилителе А5.2, включенном по схеме порогового элемента и элемента Д6.4. Напряжение положительной полярности, пропорциональное току возбуждения, снимается с диодного моста V18, сглаживается Т-образным фильтром R40, R46, С22 и подается на инверсный вход А5. 2. При нормальном режиме работы привода на выходе А5.2 — отрицательный потенциал (логический «0»). При обрыве поля на выходе А5.2 появляется положительный сигнал, на выходе Д6.4 — логический «0». Загорается светодиод V61 («Ф») срабатывает триггер защит Т2. Управляющие импульсы переводятся в положение а макс и снимаются.

8) Защита от исчезновения напряжения питающей сети в цепи управления или в силовой цепи (в том числе по причине сгорания предохранителей).

Защита выполнена на элементах Д1.2, V29, R63, С45 и триггере Т4 (Д6.2, Д6.3). При снижении напряжения всех или одной из фаз цепи управления более чем на 50% транзистор V29 открывается, переключаются триггеры Т4 и Т2 При исчезновении напряжения во всех или в одной из фаз силовой цепи или при сгорании предохранителя размыкается контакт герконного реле К1. При этом сигнал нулевого уровня подается на вход Д1.2, открывает транзистор V29 и переключает триггеры Т4, Т2.

Загораются светодиоды V62 («F»), V34 («Х»). Снимаются управляющие импульсы с якорного преобразователя.

9) Защита от неправильного чередования фаз сети.

Защита от неправильного чередования фаз сети выполнена на элементах «И—НЕ» и состоит из одновибратора, выполненного на элементах Д5.1, Д5.2, Д5.4 и Д- триггера, выполненного на элементах Д4.1... Д4.4. Описание работы узла см. в разделе 7 (п. 7.4.7).

При исчезновении одной из фаз или неправильном чередовании фаз питающей сети загораются светодиоды V49 («АВС»), V34 («2»).

10.5. Блок межплатных соединений (ЕЗ)

Принципиальная электрическая схема блока управления ЕЗ приведена на Приложение 6, рис. 3.

Блок представляет собой печатную плату с двумя разъемами XI и Х2, в которые вставляются выемные печатные блоки № 1 и № 2.

10.6. Блок питания (Е4) и блок датчика проводимости (Е10).

Принципиальные электрические схемы блока управления Е4, Е10 приведены в Приложение 7.

Подробное описание блока Е4, Е10 приведено в п. 7.6.

10.7. Блок датчика напряжения и защит (Е5)

Принципиальная электрическая схема блока управления Е5 приведена в Приложение 9.

Элементы схемы, относящиеся к узлу УЗ, для нереверсивных электроприводов не устанавливаются. Подробное описание блока Е5 приведено п. 8.7.

11. УКАЗАНИЯ МЕР БЕЗОПАСНОСТИ

11.1. Требования безопасности должны соответствовать ГОСТ 12.2.007.0—75, ГОСТ 12.2.007.11 —75.

К обслуживанию электроприводов допускаются лица высокой квалификации, прошедшие специальный технический инструктаж и изучившие техническое описание и инструкцию по эксплуатации. Обслуживание электроприводов должно проводиться в соответствии с действующими «Правилами устройств электроустановок», «Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей» и «Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей».  

Заземление электроприводов

Заземление электроприводов. Смотреть в увеличенном масштабе

12. РАЗМЕЩЕНИЕ И МОНТАЖ

13. ОСОБЕННОСТИ НАЛАДКИ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ ЭПУ1 У ПОТРЕБИТЕЛЕЙ

13.1. Электропривод ЭПУ 1, прошедший наладку и приемо-сдаточные испытания на заводе-изготовителе, у потребителя должен быть смонтирован (соединение составных частей между собой) и подключен к сети в соответствии с принципиальными схемами на соответствующее исполнение. При этом необходимо убедиться в полном сочленении съемных соединений, правильности монтажа и чередовании фаз силовой цепи и цепи управления.

Далее производится проверка и наладка электропривода, необходимая в связи с тем, что электропривод ЭПУ 1 на заводе-изготовителе допустимо настраивать на стендовый двигатель, несколько отличающийся от реального двигателя у потребителя, а также из-за возможных сбоев регулируемых резисторов при транспортировке.

Проверка-наладка электропривода производится с использованием следующих приборов класса точности 1, 5:

• цепь якоря — амперметр М42100 с соответствующим шунтом, выбирается ориентировочно равным 1, 5 I ном блока вольтметр М42100 500-0-500 В;
• цепь возбуждения — амперметр М42100 прямого включения, выбирается по паспортным данным двигателя;
• осциллограф С1—83 (С1—68 и т. п. );
• тахометр — Т410-Р, 30—3000 об/мин, ±1%.

Допускается использовать другие типы измерительной аппаратуры с техническими данными, близкими к перечисленным.

13.2. Реверсивный быстродействующий электропривод ЭПУ 1—2... П.

13.2.1. Наладка системы управления

Подать напряжение питания только на систему управления. Должны загореться следующие светодиоды на лицевой панели блока:

• V15 — «Вкл.»
• V50 — «Х»;
• V56 — «Uc ≤ Uc min»

Примечание: загорание светодиода V63 — «АВС» свидетельствует о неправильном чередовании фаз в цепи управления. Отключить цепь управления и установить правильное чередование фаз осциллографом

13.2.2. Наладка электропривода

Подать напряжение питания на систему управления и силовую часть. При этом должен гореть только светодиод VI5. Включенное состояние светодиода V50 свидетельствует о неисправности в приводе

Установить на выходе задатчика скорости сигнал U зад. = 0.

Включить тумблер разрешения работы «Р». При правильном подключении полярности тахогенератора скорость двигателя равна нулю, при неправильном — скорость достигнет максимального значения. В последнем случае поменять полярность подключения тахогенератора.

Подключить потенциальный вход осциллографа к к. т. 28 (выход датчика тока), а второй вход к к. т. 30 (общий).

Зафиксировать по осциллографу следующую форму тока якоря (рис. 13—1).

форма тока якоря

форма тока якоря. Смотреть в увеличенном масштабе

Если форма тока якоря значительно отличается от указанной, наблюдаются выбросы в токовой диаграмме, то необходимо подстроить регулировку α анач резистором R26 на второй плате (в блоке управления № 1).

Обеспечить максимальную скорость привода при максимальном задающем сигнале резисторами Rl, R6. Для этого предварительно установить на выходе задатчика скорости U зад. = 5 В, что должно соответствовать скорости n макс /2 привода (отрегулировать эту скорость резистором в цепи тахогенератора). Характер осциллограммы при реверсе задающего напряжения представлен на рис. 13—2.

При необходимости регулировкой резистора R47 блока управления № 2 добиться прямоугольной формы токовой диаграммы.

Проконтролировать осциллографом величину напряжения в к. т. 4, блока управления № 2 при Uзад. = 5 В. Величина напряжения должна быть около ±5 В. При необходимости подбором номинала резистора R2* добиться необходимой величины напряжения.

Установить по двигателю требуемый ток отсечки резистором R22 блока управления № 2, контролируя сигнал с шунта осциллографом в режимах пуска и торможения.

Установить на выходе задатчика скорости Uзад. = 10 В, соответствующий максимальной скорости двигателя n макс. Проконтролировать осциллографом в к. т. 13 блока управления № 2 формунапряжения на выходе регулятора скорости PC режиме реверса (см. рис. 13—3).

Для двигателей с электромагнитным возбуждением устройство УЗТ может быть отключено (снята перемычка 13—15).

Корректирующие цепи (С8, R17) подбираются из условия оптимизации переходных процессов электропривода (см. приложение 4).

13.3. Реверсивный двухзонный электропривод ЭПУ 1—2... Д

13.3.1. Наладка системы управления и возбудителя

Подать отдельным автоматом напряжение питания на систему управления и цепь возбуждения.При этом на лицевой панели блока должны загореться светодиоды: V34 — «Вкл», V52 — «Х», V70 — «Uc ≤ Ucmin»

Проконтролировать ток возбуждения и отрегулировать при необходимости резистором R78 на передней панели блока требуемый ток возбуждения.

Подключить напряжение питания к силовой цепи На лицевой панели блока должны погаснуть светодиоды V52 и V70.

Установить на выходе задатчика скорости сигнал Uзад. = 0. Подать сигнал «Работа». При правильном подключении тахогенератора скорость двигателя должна быть равна нулю.

Подключить потенциальный вход осциллографа к к.т. 50 (выход датчика тока), а второй — к к.т. «Заземление» на передней панели блока.

Включить сигнал «Работа» и проконтролировать по осциллографу следующую форму тока якоря в к.т. 50. (Рис. 13—4).

Если форма тока якоря значительно отличается от указанной, наблюдаются «рывки» двигателя, то необходимо подстроить регулировку α нач. резистором R26 на плате СИФУ.

Обеспечить при Uзад. = 10 В максимальную скорость двигателя п макс резисторами R6, R7 и уровень сигнала в к. т. 25 около 10 В резистором R94.

Предварительно наладочным задатчиком скорости установить напряжение на якоре двигателя для исполнения 230 В ориентировочно 150 В или 350 В (для исполнения 460 В), контролируя ток якоря по амперметру и осциллографом, осуществить реверс двигателя.

Ориентировочная форма тока представлена на рис. 13—5.

При необходимости резистором R39 на передней панели добиться формы тока якоря в режимах реверса, близкой к прямоугольной.

Установить по двигателю требуемый ток отсечки (для машин 4ПФ 1,5.. 2,0 I ном) резистором R25 на передней панели блока, контролируя сигнал с шунта осциллографом в режиме реверса на скоростях, несколько меньших номинальной. Например, для исполнения блока на 460 В реверсировать двигатель при Uя ~ 350 В.

Задатчиком скорости плавно разгонять двигатель до номинальной скорости. Для исполнения блока на 230 В при напряжении на якоре =220 В должно начаться снижение тока возбуждения (переход во вторую зону).

Для исполнения блока на 460 В снижение тока возбуждения должно начаться при Uякоря ~ 390.. 400 В. При необходимости отрегулировать переход во вторую зону резистором R82 на передней панели. Скорость двигателя при этом будет близка номинальной.

Разогнать двигатель на скорость примерно 2 · n ном и, переключив осциллограф в к. т. 13, проконтролировать форму напряжения на выходе регулятора скорости PC в режиме реверса. (Рис. 13—6).

При необходимости добиться снижения выхода U рс резистором R19 на передней панели блока (вступление УЗТ в работу).

Поставить задатчик скорости в положение «0» и отрегулировать «настройку нуля» «резистором R13, добиваясь исключения самохода двигателя.

Установить требуемый темп разгона привода, подбирая резистор R5 на передней панели блока в пределах до 470 кОм.

Корректирующие цепи (С8, R21, R97) подбираются из условий оптимизации переходных процессов электропривода (см. приложение 4). Следует при этом помнить, что увеличение резистора R97 приводит к возрастанию отсечки, и наоборот. Увеличение резистора R21 до 100.. 200 кОм повышает быстродействие системы регулирования, там, где требуется повышенное быстродействие главного привода. Выбор коррекции регулятора скорости (стабилизация) производится для наихудшего режима — непрерывного тока (например, при Iн).

13.4. Реверсивный однозонный электропривод ЭПУ 1—2... М, Е

13.4.1. Электропривод ЭПУ 1—2... М

Проверка-наладка электропривода производится аналогично ЭПУ 1—2... Д (см. п. 13.3).

Отличие заключается в отсутствии наладки узла ослабления по полю.

13.4.2. Электропривод ЭПУ 1—2... Е

Проверка-наладка электропривода производится аналогично п. 13.3 за исключением настройки цепи обратной связи: вместо тахогенератора используется датчик ЭДС ДЕ.

При настройке ДЕ необходимо ограничить резистором R25 ток якоря до Iном. двигателя. Узел ДЕ настраивается так, чтобы среднее значение сигнала на выходе ДЕ было равно нулю при заторможенном двигателе.

Максимальная величина выходного сигнала ДЕ не должна превышать 9 В.

13.5. Нереверсивный электропривод ЭПУ 1—1... М, Е, Д

13.5.1. Электропривод ЭПУ 1—1... Д

Проверка-наладка электропривода производится аналогично ЭПУ 1—2... Д (см. п. 13.3).

Подать напряжение питания на систему управления и цепь возбуждения. При этом на лицевой панели блока должны гореть светодиоды: V20 — «Вкл. », V34 — «Х», V62 — «Uc ≤ Uc t min».

Установить ток возбуждения двигателя резистором R37.

Подключить напряжение питания к силовой цепи. Светодиоды V34 и V62 должны погаснуть.

Установить сигнал задания U зад. =0. Проверитьп равильность подключения тахогенератора. Проконтролировать форму тока на датчике тока вк. т. 55 (см. рис. 13—4).

Обеспечить при U зад. = 10 В максимальную скорость двигателя резисторами R10, R11 предварительно проконтролировать при скорости, близкой к номинальной, форму тока по амперметру и осциллографу в режимах пуска. При необходимости резистором R31 добиться формы тока, близкой к прямоугольной.

Установить по двигателю требуемый ток отсечки резистором R17.

Разогнать двигатель до номинальной скорости и резистором R43 выставить переход во вторую зону.

13.5.2. Электропривод ЭПУ 1—4... М

Проверка-наладка электропривода производится в соответствии с п. 13.5.1.

13.5.3. Электропривод ЭПУ 1—4... Е

Проверка-наладка электропривода производится в соответствии с п. 13.5.1.

Отличие состоит в наличии ДЕ вместо тахогенератора. Настройка узла ДЕ проводится как и в реверсивном электроприводе ЭПУ 1—2... Е.

13.6. Внимание! Во избежание аварийного режима в работе электропривода запрещается менять местами печатные платы, устанавливаемые в поворотный узел. Печатная плата со светодиодами должна находиться с внешней стороны (со стороны расположения фирменной таблички).

Перед наладкой преобразователя необходимо снять крепежный винт, который фиксирует поворотную панель. После проведения наладки закрепить панель снова.

14. ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ

14.1. С целью контроля за нормативным техническим состоянием электропривода необходимо периодически проводить планово-предупредительные осмотры. В зависимости от объема и сроков проведения осмотры разделяются на осмотр 1, осмотр 2 и освидетельствование.

Осмотр 1 проводить не реже одного раза в мес.

Осмотр 2 не реже одного раза в 3 мес.

Освидетельствование электропривода проводить после выработки гарантийного ресурса при авариях и поломках.

При осмотре 1 необходимо устранить с наружных и легко доступных частей электропривода пыль, грязь, масло и посторонние предметы. Очистить коллектор электродвигателя от пыли. Продуть электродвигатель, блок управления БС сухим сжатым воздухом давлением не более 1, 01 · 105 Па.

При осмотре 2 необходимо выполнить требования осмотра 1 и, кроме того, проверить надежность крепления элементов электропривода, соединение муфты, арматуры и щеткодержателей электродвигателя, крепление траверсы электродвигателя и установку ее по заводской метке, состояние рабочей поверхности коллектора и износ щеток, надежность заземления элементов электропривода. Проверить мегомметром сопротивление изоляции электропривода относительно корпуса. Сопротивление изоляции блока БС относительно корпуса при отключенном двигателе должно быть не менее 3 МОм.

Особо тщательно следует проверить тахогенератор: протереть спиртом коллектор, проверить щетки и отрегулировать нажатие в щеткодержателях.

При освидетельствовании выполнить все требования осмотров 1 и 2, кроме того, проверить весь крепеж электропривода и поджать крепежные детали, установить равномерность нажатия пружин.

16. КОНСТРУКЦИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ ЭПУ1

16.1. Основной элемент электропривода — тиристорный преобразователь (блок управления) БС имеет конструктивные исполнения в зависимости от тока. При этом блоки управления БС для электроприводов подачи имеют конструктивные исполнения на токи 25, 50, 80, 100 и 300 А, а для электроприводов главного движения конструктивные исполнения — на токи 25, 50, 80, 100, 200, 400, 630 А. При этом исполнения на токи 25, 50, 100 А выполняются на силовых тиристорных модулях МТОТО и МТТ, и исполнение на токи 80, 200, 400, 630 А — на таблеточных тиристорах.

Исполнения конструкций блоков управления БС на токи 25, 50 и 100 А нереверсивных и реверсивных электроприводов являются одинаковыми по габаритам и отличаются по массе, что обусловлено применением модулей с общим охладителем.

Габаритные размеры и масса блоков управления БС приведены в табл. 16—1 и Приложение 1.

Каждый блок управления БС содержит:

• два съемных блока управления на разъемах размером 160 х 230 мм, на которых размещена система управления приводом (плата El, Е2);
• блок соединений съемных плат (ЕЗ);
• блок питания и блок датчика проводимости тиристоров — на разъемах (платы Е4 и Е10);
• блок датчика напряжения (в приводах исполнений Е, М, Д) (плата Е5).

Отдельным элементом конструкции электропривода являются

• сглаживающие реакторы
• сетевые реакторы (коммутационные или токоограничивающие)
• блок предохранителей (ПРС или ПП57)
• блок ввода и блок возбуждения (последний выполнен отдельно только в приводах исполнения П)

В Приложение 1 приведены масса и габаритные размеры составных частей электропривода, дано размещение их выводов и разъемов (разъем Х2 — только для БС... Д, Е, М).

форма тока якоря

форма тока якоря. Смотреть в увеличенном масштабе

ЭПУ 1-2 Электропривод. Видеоролик.

Связанные ссылки. Дополнительная информация