ЭПУ1-2..П Электропривод постоянного тока унифицированный трехфазный подач
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 ЭПУ1-2..П. Назначение область применения

Электропривод постоянного тока унифицированный трехфазный ЭПУ1-2..П изготовлен по ТУ16-530-304-83 (Снят с производства).

Электропривод унифицированный трехфазный ЭПУ1-2..П (в дальнейшем именуемый электропривод) предназначен для реверсивных быстродействующих широкорегулируемых приводов с однозонным регулированием скорости, в том числе для механизмов подач станков с ЧПУ, промышленных роботов и других механизмов.

Электропривод ЭПУ1-2..П 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

• Напряжение сети - ~380 В, 50 Гц;
• Мощность двигателя (длительный момент) - 9,5 кВт;
• Максимальный диапазон регулирования скорости вращения электродвигателя - 1000

Электроприводы предназначены для работы

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

Во всех режимах работы среднеквадратичный ток нагрузки не должен превышать номинальный.

Статические характеристики электропривода в зависимости от скорости вращения электродвигателя приведены в табл. 2.

Содержание драгоценных материалов в блоке управления: золота - 0,1016 г, серебра - 0,00117 г.

Ведомость цветных металлов, содержащихся в блоке управления, приведена в прил. 1.

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

4. Комплектность трехфазный серии ЭПУ1-2..П

• Блок управления (преобразователь)
• Электродвигатель типа 4ПБМ160LP04
• Согласующий силовой трансформатор
• Реактор сглаживающий (при необходимости)
• Аппаратура защиты (предохранители и автоматический выключатель)
• Задатчик скорости технологический ППБ-15Г 15Вт 470 (резистор переменный - потенциометр)
• Запасные части - ИГФР.654673.001 ЗИ
• Паспорт - ИГФР.654673. Электропривод унифицированный трехфазный серии ЭПУ1-2..П

5. Конструкция и состав электропривода ЭПУ1-2..П

Комплект электропривода состоит:

• блок управления (преобразователь)
• согласующий силовой трансформатор
• электродвигатель постоянного тока
• аппаратура защиты при коротких замыканиях
• сглаживающий реактор
• технологический задатчик скорости

Вся аппаратура выполнена в открытом исполнении и предназначена для встраивания в шкаф.

Состав комплекта электропривода, включая конкретный тип двигателя, силового трансформатора, при заказе определяется опросным листом на основании информационных материалов.

Структура условного обозначения электропривода и блока управления приведена в прил. 2.

Габаритные, установочные размеры и масса блока управления и сглаживающего реактора приведены в прил. 3.

Схемы расположения элементов на печатных платах приведены в прил. 4.

6. Устройство и принцип работы электропривода и его составных частей

6.1. Электропривод

Функциональная схема электропривода ЭПУ1-2..П

Функциональная схема электропривода ЭПУ1-2..П. Смотреть в увеличенном масштабе

• АУ - адаптивное устройство
• БВ - блок возбудителя (U2)
• БОШ - блок ориентации шпинделя
• БП - блок питания
• БЗиИ - блок защиты и индикации
• BR1 - тахогенератор
• БС - блок управления (U4)
• БРС - Узел блокирования регулятора скорости
• BR - тахогенератор
• 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 угол регулирования в °эл. градусах
• n макс - скорость двигателя, об/мин
• U BR - напряжение обратной свзи

Электропривод представляет собой электромеханическое устройство, служащее для регулирования и стабилизации скорости вращения электродвигателя достоянного тока в диапазоне до 10000.

Для электропривода принята структура с ПИ-регулятором скорости, адаптивным устройством для линеаризации характеристик электропривода и обратной связью по току на вход управляющего органа СИФУ.

Функциональная схема электропривода приведена на рис. 1.

Принципиальные электрические схемы электропривода приведены в прил. 5. Допускаются изменения принципиальной схемы и замена элементов, не влияющие на технические характеристики привода

6.2. Силовая схема электропривода

Силовая схема электропривода (см. рис.5, прил.5) состоит из двух полностью управляемых выпрямителей, выполненных по трехфазной мостовой схеме, включенных встречно-параллельно и работающих по принципу раздельного управления. Выпрямители выполнены на модульных тиристорах, для повышения надежности параллельно тиристорам включены защитные RC-цепи.

В силовой схеме блока управления в зависимости от применяемого электродвигателя допускается использовать модули на ток 63А, 10..12 класса.

6.3. Система импульсно-фазового управления (СИФУ)

Функциональная схема СИФУ

Функциональная схема СИФУ. Смотреть в увеличенном масштабе

Диаграмма напряжений СИФУ

Диаграмма напряжений СИФУ. Смотреть в увеличенном масштабе

Система импульсно-фазового управления (СИФУ) предназначена для преобразования постоянного управляющего напряжения в последовательность управляющих импульсов соответствующей фазы, подаваемых на управляющие электроды тиристоров силовых вентильных комплектов (см. рис. 3, прил. 5/.

Функциональная схема СИФУ приведена на рис. 2, диаграмма напряжений СИФУ - на рис. 3.

Формирователь импульсов (ФИ) состоит из фильтра (Ф) Rl, R2, С3, двух пороговых элементов (ПЭ) VT1, VT2, VT3, VT4, формирователя синхронизирующих импульсов (ФСИ) DD1, генератора пилообразного напряжения (ГПН), VT5, С4, DA1, нуль-органа (НО) DA2, RS-триггера (Т), DD2, формирователя длительности импульсов (ФДИ) R15, R17, С5, VT6. Схема работает следующим образом.

Синхронизирующее фазное напряжение, поступающее от источника синусоидального напряжения (ИСН), сдвигается по фазе фильтром Ф на угол 30°. С выхода фильтра синусоидальное напряжение поступает на пороговые элементы ПЭ1, ПЭ2, где преобразуется в прямоугольные импульсы. Длительность этих импульсов определяет зону разрешения выдачи управляющих импульсов для соответствующих тиристоров и составляет для каждой фазы примерно 176°, что исключает одновременную выдачу управляющих импульсов в двух противофазных вентилях выпрямительного моста.

При логическом сигнале "0" на выходах обоих пороговых элементов на выходе ФСИ формируется синхроимпульс (сигнал логической 1), которым через транзистор VT5 осуществляется разряд интегрирующей емкости ГПН. С момента исчезновения синхроимпульса напряжение на выходе ГПН начинает линейно нарастать от нуля до 10 В. Момент превышенияуpoвня. Напряжения ГПН над управляющим напряжением, поступающим с выхода управляющего органа (УО), фиксируется нуль-органом, который изменяет свое состояние с ”1” на ”0”. При этом триггер переключается и на его выходе устанавливается сигнал "0”, вызывающий появление на выходе ФДИ импульса, который в соответствии с сигналами пороговых элементов ПЭ1 и ПЭ2 формирует управляющие импульсы на входах усилителей импульсов (УИ) "а" или "х".

Далее усиленный импульс поступает на вводное устройство (ВУ) комплекта "вперед" или "назад". Триггер после появления "0" на выходе нуль-органа сохраняет свое состояние до тех пор, пока с ФСИ на другой его вход не поступит синхроимпульс, подготавливающий его для выдачи очередного управляющего импульса. Триггер может подготовиться к выдаче управляющего импульса также и сигналом с блока логики (Up).

Усилители импульсов выполнены на транзисторах, нагрузкой которых являются вводные устройства. УИ имеют два входа: один для "своего" импульса, другой для "чужого", идущего с другого формирователя импульсов. Это необходимо для получения сдвоенных импульсов, обеспечивающих нормальную работу трехфазной мостовой схемы выпрямления.

Вводное устройство служит для гальванического разделения силовой цепи и цепи управления. Вводным устройством является импульсный трансформатор и включенный последовательно с ним ограничивающий резистор. Управляющий орган служит для согласования выхода канала регулирования с входами СИФУ и для установки углов a_min, a_max, а_нач. Начальный угол регулирования (а_нач) устанавливается равным 120° переменным резистором R51 при нулевых сигналах на входе УО.

Угол a_min, Равный 10-15°, устанавливается переменным резистором R54. Угол а_мах, равный 160°, устанавливается переменным резистором R53.

6.4. Логическое устройство (ЛУ)

Функциональная схема логического устройства

Функциональная схема логического устройства. Смотреть в увеличенном масштабе

Диаграмма напряжений логического устройства

Диаграмма напряжений логического устройства. Смотреть в увеличенном масштабе

Логическое устройство (ЛУ) осуществляет управление силовыми вентильными комплектами преобразователя и выполняет следующие функции:

• выбор нужного направления вращения в зависимости от знака входного сигнала UH3 путем включения соответствующих ключей, определяющих требуемое направление тока преобразователя;
• блокировку входа ЛУ сигналом датчика состояния тиристоров;
• формирование выдержки времени между моментом снятия импульсов с работавшего ранее комплекта и подачей их на вступающий в работу комплект (см. рис. 3, прил. 5).

Функциональная схема логического устройства изображена на рис. 4 и включает в себя: нуль-орган, элементы совпадения "И-НЕ" (DD3.1, DD3.4) на входе триггера заданного положения (ТЗП); триггер ТЗП (DD3.2, DD3.3); элементы совпадения "И-НЕ" (DD4.1, DD4.4) на входе триггера истинного положения (ТИП); триггер ТИП (DD4.2; DD4.3), элементы совпадения на выходе триггеров (DD5.1, DD5.3), элементы отсчета выдержки времени на переключение (DD5.4, С9, R54); элемент совпадения (DD5.2); общие транзисторные ключи (КН, КВ). Работа логического устройства в электроприводе поясняется диаграммами напряжений, приведенными на рис. 5.

Регулирующий сигнал UH3 поступает на инвертирующий вход НО, при этом отрицательный сигнал устанавливает НО в положение логической 1, а положительный - в положение логического 0.

Если на блокирующем входе 2 имеется сигнал "1" датчика проводимости вентилей (ДПВ), то элементы совпадения DD3.1, DD3.4 разрешают прохождение сигнала НО на триггер заданного положения. Элементы совпадения DD4.1, DD4.4 при наличии на их общем входе сигнала ”1” переводят триггер ТИП в положение, соответствующее триггеру ТЗП. Выходы триггеров ТЗП и ТИП подключены на элементы совпадения DD5.1, DD5.3, которые управляют транзисторными ключами КН, КВ.

Силовые транзисторные ключи Hl, В1 разрешают выдачу управляющих импульсов на комплекты тиристоров "назад" или "вперед", ключи Н2, В2 осуществляют управление переключателем характеристик на входе управляющего органа СИФУ.

При наличии управляющих импульсов и тока в силовой цепи с ДПВ поступает на блокирующий вход 2 сигнал ”0", запрещающий прохождение сигнала с выхода НО на вход триггера ТЗП до исчезновения тока. При этом триггеры ТЗП и ТИП остаются в первоначальном положении, идет режим работы в выбранном направлении.

При реверсировании регулирующего сигнала реверсируется сигнал на выходе НО. Ток в силовой цепи начинает спадать, и как только ток прекратится, с ДПВ на вход 2 поступает сигнал "1”, разрешающий нуль-органу через элементы совпадения DD3. 1, DD3. 4 перевод триггера ТЗП в новое состояние. На выходе элементов совпадения DD5,1, DD5.3 наступает соответствие (сигналы "1"), ключ КН выключается. Одновременно с выхода элемента DD5.2 снимается сигнал разрешения выдачи импульсов формирователями ФИ и начинается отсчет выдержки времени на приведение триггеров в новое положение: на выходе DD5.4 появляется сигнал "1", конденсатор С9 начинает заряжаться и при достижении на нем напряжения, соответствующего уровню "1”, элементы совпадения DD4.1,DD4.4 переводят триггер ТИП в положение, соответствующее триггеру ТЗП. После этого включается ключ КВ. На выходе элемента DD5.2 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, исключающая 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 ТЗП возвращается в прежнее состояние. Сразу разрешается выдача управляющих импульсов на тиристоры первоначально выбранного комплекта. Это позволяет. уменьшить время регулирования тока нагрузки и способствует устойчивой работе электропривода.

6.5. Датчик проводимости вентилей (ДПВ)

Датчик проводимости вентилей (ДПВ) предназначен для контроля состояния ("открыт" - "закрыт”) тиристоров и работает по принципу контроля падения напряжения на переходе анод - катод тиристоров.

ДПВ имеет три идентичных канала на транзисторах VT1..VT3, входы которых подключены к фазам сети через резистор R7, а общая точка к выводу 13 (см. рис. 5, прил. 5).

При наличии тока в силовой цепи открытые тиристоры выпрямительного моста шунтируют входы датчика проводимости, при этом транзисторы VT1, VT2 закрыты, a VT3 открыт.

При наличии тока в силовой цепи хотя бы один из транзисторов VT3 во входных каналах открыт и шунтирует цепь база-эмиттер транзистора VT4. Транзисторы VT3 входных каналов и транзистор VT4 осуществляют логическую операцию "И".

При отсутствии тока в силовой цепи (тиристоры закрыты) на входы всех трех каналов датчика проводимости поступает напряжение сети, транзисторы VT3 закрыты, транзистор VT4 открывается, по излучающему диоду оптопары VD1 протекает ток, при этом открывается фотодиод оптопары и в логическое устройство поступает сигнал об отсутствии тока. Оптопара VD1 осуществляет гальваническую развязку датчика проводимости от схемы управления. Для этой же цели датчик проводимости подключен к отдельному источнику питания, не связанному с цепями питания блока управления.

6.6. Адаптивное устройство (АУ)

Адаптивное устройство (АУ) позволяет линеаризовать структуру электропривода в режиме прерывистых токов и тем самым улучшить динамические свойства электропривода.

АУ (см. рис. 2, прил. 5) состоит из нелинейного звена и функционального преобразователя ЭДС (ФПЕ). Нелинейное звено имеет характеристику обратную регулировочной характеристике управляемого выпрямителя в режиме прерывистого тока и выполнено на операционном усилителе DA3 с нелинейной обратной связью на диодах VD11..VD16.

ФПЕ имеет арксинусную характеристику и выполнен на операционном усилителе DA5.

Для согласования однополярной регулировочной характеристики СИФУ a = f(U_вх) с реверсивным сигналом Uy служит переключатель характеристик (ПХ), выполненный на операционном усилителе DA4 и транзисторных ключах VT1.

6.7. Регулятор скорости (РС)

Регулятор скорости (РС) выполнен на операционных усилителях DА1, DA2 и построен по схеме, обеспечивающей диапазон регулирования скорости не менее 10000. Регулятор скорости (см. рис. 2, приложение 5) выполнен двухканальным. Первый канал-усилитель DA1 обеспечивает усиление сигнала и быстродействие, второй канал-усилитель DA2, по входу включенный параллельно, обеспечивает требуемую температурную и временную нестабильность регулятора.

Усилитель DA2 представляет собой усилитель постоянного тока, работающий по принципу МДМ (модулятор-демодулятор). Модулирующая частота, равная 1.. 2 кГц, задается конденсатором С10 и определяет приведенный ко входу дрейф усилителя DA2, равный 0,5.. 1 мкВ/°С, что позволяет обеспечить необходимый диапазон регулирования.

На входе РС суммируются сигналы задания скорости через Rll, R12 и обратной связи с тахогенератора через R7, R8, R9. Глубина отрицательной обратной связи по скорости регулируется переменным резистором R8, установка нулевой частоты вращения обеспечивается подачей смещения на первый каскад PC (DA1) через резистор R6 с помощью переменного резистора R4. Элементы коррекции R10, С4, С5, С6 в цепи обратной связи позволяют осуществлять их подбор в процессе наладки.

6.8. Схема ограничения тока якоря

Кривые перегрузки тока двигателя

Кривые перегрузки тока двигателя. Смотреть в увеличенном масштабе

Схема ограничения тока якоря (см. рис. 2, прил. 5) обеспечивает, в зависимости от подключения, ограничение тока якоря на заданном уровне ("токовая отсечка") и зависимое ограничение в функции скорости вращения. Принцип работы схемы токоограничения основан на ограничении выходного напряжения РС, которое определяет максимальный заданный ток якоря.

В состав схемы ограничения тока якоря входят делитель R35, R36, выпрямитель на усилителе DA6, повторитель на DA7, усилитель DA8, инвертирующий повторитель на усилителе DA9.

Схема работает следующим образом.

В режиме работы "токовая отсечка" движок резистора R36 находится в крайнем нижнем положении (соединен с нулевой шиной), и требуемая максимальная уставка тока устанавливается резистором R52.

При работе в режиме зависимого от скорости токоограничения кривая перегрузки по току (для высокомоментных электродвигателей) аппроксимируется тремя прямыми АВ, ВС, СД (см. рис. 6).

Точка А определяет максимальную уставку токоограничения (Iмах) и Устанавливается переменным резистором R52.

В формировании прямой ВС участвуют четыре звена: делитель напряжения тахогенератора R35, R36 и делитель R48, R57 определяют наклон (угол β1), выпрямитель на DA6 обеспечивает работу звена при изменении направления вращения электродвигателя, повторитель на DA7 с цепями смещения R42, R43 определяет точку В. Точка перегиба С задается напряжением подпора на катоде VD20 и устанавливается переменным резистором R53. При пробое диода VD20 изменяется коэффициент передачи делителя R48, R57 за счет подключения резистора R56 параллельно резистору R57.

Разность напряжений на резисторе R52 и в КТ10 усиливается микросхемой DA8 и подается на вход инвертирующего повторителя на DA9. Выходные напряжения UDA8 и UDA9 (КТ12 и КТ13) создают напряжения подпора диодов VD9 и VD10, которые вместе с резистором R23 образуют регулируемый ограничитель напряжения PC.

6.9. Защита, сигнализации и сервисные сигналы

В электроприводе предусмотрено 2 варианта защит и обменных сигналов.

Вариант 1 содержит все нижеперечисленные защиты.

Вариант 2 не содержит защит, отмеченных знаком.

Все виды защит при срабатывании воздействуют на триггер на элементах DD2.3 и DD2.4 и через элемент DD2.1 воздействуют на управляющий орган УО, переводя управляющие импульсы в положение а_мах.

В электроприводе также осуществляется блокировка регулятора, блокировка управляющих импульсов и предусмотрена выдача сервисных сигналов с помощью замыкающихся контактов реле ("Готовность к работе").

6.9.1. Максимально-токовая защита и защита от короткого замыкания. Защита от коротких замыканий осуществляется при помощи силового автомата и устройства, устанавливающего угол регулирования тиристоров в положение а_мах.

Устройство выполнено на транзисторе VТ3 и триггере, образованном двумя элементами микросхемы DD2. Через резистор R85 на базу VT3 подается Запирающее отрицательное напряжение (уставка срабатывания защиты). От датчика тока, через резистор R86, на базу VT3 подается положительное напряжение, пропорциональное току якоря. При превышении уставки транзистор VT3 отпирается и происходит срабатывание общего триггера защиты.

6.9.2. Защита от токовых перегрузок осуществляется интегратором, собранным на операционном усилителе DA12. Напряжение на выходе DA12 пропорционально входному напряжению согласно зависимости

U = t/I- I_yст/dt

где U - выходное напряжение;

I - текущее значение тока;

Iуст - заданная уставка тока (устанавливаемая резистором R81);

t - время.

Эта защита может быть использована для тепловой защиты двигателя.

6.9.3. Защита от понижения напряжения питающей сети*. Схема защиты от понижения напряжения питающей сети срабатывает при снижении напряжения всех или одной из фаз более чем на 15 %. В состав схемы входят диоды VD9..VD11, резисторы R24, R23, конденсатор С9 (см. рис. 1, прил. 5) и триггер на элементах DD4.1, DD4.2. При снижении напряжения питающей сети более чем на 20% на конденсаторе С9 устанавливается сигнал низкого уровня, который воздействует на триггер DD4.1, DD4.2, с выхода которого низкий уровень напряжения через диод VD5 поступает на общий триггер защиты и через резистор R19 включается светодиодный индикатор VD4H (см. рис. 2, прил. 5).

6.9.4. Защита от исчезновения напряжения питающей сети в силовой цепи или цепи управления и от неправильного чередования фаз питающей сети.

Схема защиты от исчезновения напряжения питающей сети в силовой цепи или цепи управления и неправильного чередования фаз питающей сети (см. рис. 1, прил. 5) состоит из входных делителей R14, R15, R7, R8, фазосдвигающей цепочки С5, R16, микросхем DD3,DD1.4, разделительных диодов VD3, VD4, накопительного конденсатора С6.

Схема работает следующим образом. На элементах микросхемы DD3 и DD1.4 суммируются синусоидальные напряжения фаз А, В, С, причем напряжение фазы В с помощью цепочки С5, R16 сдвигается в сторону опережения на 60°. При этом на выходе элемента DD3.4 формируются прямоугольные импульсы частотой 50 Гц и длительностью 5 мс, которые заряжают конденсатор С6 и в виде сигнала, соответствующего логической 1, поступают на вход элемента DD1.4 (см. рис. 2, прил. 5), на выходе которого включен светодиодный индикатор VD1H, а также на вход микросхемы DD1.2, блокируя цепь включения реле К1.

При исчезновении одной из фаз или неправильном чередовании фаз питающей сети на выходе DD3.4 импульсы отсутствуют, конденсатор С6 разряжен и с выхода формируется сигнал "0", выключающий электропривод (блокируется цепь включения реле К1).

Защита от исчезновения напряжения питания в силовой цепи осуществляется с помощью выпрямителя на диодах VD4..VD9, реле К1, резисторов R12..R15 (см. рис. 5, прил. 5) и триггера на элементах DD2.1, DD2.2 (см. рис. 1, прил. 5). При наличии напряжения всех трех фаз на силовом блоке реле К1 включено и через его контакт напряжение +15 В поступает на вход триггера. Пропадание напряжения фазы силовой цепи приводит к выключению реле К1, его контакт размыкается, на выходе DD2. 1 триггера появляется сигнал логического 0, переключающий через VD1 триггер общей защиты и через резистор R12 включается светодиодный индикатор VD5H.

6.9.5. Защита электродвигателя от перегрева при перегрузках осуществляется с помощью датчика температуры - позистора, встроенного в электродвигатель. При достижении температуры двигателя выше допустимой сопротивление позистора возрастает и на входе микросхемы DD4.4 /см. рис. 1, прил. 5) формируется сигнал логического 0, триггер DD4. 3, DD4.4 переключается, на выходе микросхемы DD4.3 появляется сигнал логического 0, воздействующий через диод VD6 на триггер общей защиты и через резистор R20 включается светодиодный индикатор VD6H.

6.9.6. Защита от обрыва цепи тахогенератора осуществляется с помощью управляемого автогенератора на DA16, диода VD46, сглаживающей цепочки С27, R119, транзистора VT7 (см. рис. 2, прил. 5). При обрыве в цепи тахогенератора автогенератор на DA16 самовозбуждается, его выходное импульсное напряжение выпрямляется диодом VD46, сглаживается; фильтром С27, R119 и отпирает транзистор VT7. На выходе VT7 при этом формируется сигнал "0", переключающий триггер общей защиты и включающий через резистор R122 светодиодный индикатор VD3H. Цепочка на стабилитроне VD45 и резисторе R114 обеспечивает защиту DA16 при высоких напряжениях тахогенератора.

При необходимости, для исключения ложных срабатываний защиты, возникающих из-за изменения параметров входных цепей тахогенератора (при монтаже), потребителю следует устранить их резистором R116.

6.9.7. Защита от перегрева преобразователя осуществляется с помощью терморезистора, установленного на охладителе, порогового элемента на усилителе DA1, триггера на элементах DD2.3 и DD2.4 (см. рис. 1, прил. 5). При перегреве силового блока сопротивление терморезистора падает, пороговый элемент переключает триггер, на выходе микросхемы DD2. 3 устанавливается потенциал логического "О", воздействующий на триггер общей защиты через диод VD2 и светодиодный индикатор VD7H через резистор R13.

6.9.8. Защита от превышения допустимого времени перегрузки высокомоментного двигателя в переходных режимах*. В состав узла защиты от превышения допустимого времени перегрузки в переходных режимах входят схема сравнения на микросхеме DA10 (см. рис. 2, прил. 5), схема задания времени на DA12 и схема перезаряда интегрирующего конденсатора на DA11. На вход схемы сравнения поступает напряжение с выхода узла зависимого токоограничения (задание тока, КТ 13) и напряжение, пропорциональное реальному току якоря (КТ 18).

При возникновении условий, при которых напряжение пропорциональное реальному току превышает заданную, зависимую от скорости уставку напряжения, например, работа на упор, на выходе DA10 (КТ 14) установится положительное напряжение, которое через резистор R79 поступает на вход схемы задания времени (интегратора). Выходное напряжение интегратора за заданное время изменяется до уровня переключения триггера защиты от токовых перегрузок. Схема перезаряда на DA11, на вход которой подается сигнал "Выход УО, обеспечивает после завершения каждого цикла (Пуск или "Торможение") перезаряд конденсатора С18 интегратора напряжением отрицательной полярности через резистор R80 и тем самым устанавливает выходное напряжение интегратора в исходное состояние.

6.9.9. Защита от превышения максимальной скорости вращения двигателя*. Схема защиты от превышения скорости вращения двигателя больше установленной максимальной (n ≥ n_mах) состоит из транзисторного ключа на транзисторе VT6. На базу VT6 через резистор R108 подается запирающее отрицательное напряжение, а через резистор R107 - положительное напряжение с КТ16 (выходное напряжение схемы выделения модуля напряжения тахогенератора на DA13, DA14). При превышении скорости п > 1.1..1.2n_max транзистор VT6 отпирается и через диод VD41 переключает общий триггер защит на DD2.

6.9.10. Формирование сигнала "Скорость меньше минимальной" (n ≤ n_min).В состав схемы формирования сигнала (n ≤ n_min) входит схема выделения модуля напряжения тахогенератора на микросхемах DA13, DA14 с входным делителем на резисторах R92, R93, компаратор на DA15, транзисторный ключ на VT4 и реле К1 (см. рис. 1, прил. 5).

При n ≤ n_min отрицательное напряжение подается через резистор R101 на инвертирующий вход. DА15 и устанавливает на его выходе положительное напряжение, отпирающее транзистор VT4. При этом через обмотку реле К2 протекает ток и его контакты замкнуты.

При превышении уровня выходного напряжения схемы выделения модуля (КТ16), заданного резистором R101, выходное напряжение DA15 меняет знак и VT4 запирается, контакты реле К1 размыкаются.

6.9.11. Формирование сигнала "Готовность к работе"*. Сигнал "Готовность к работе" формируется при замыкании контактов реле К2 (см. рис. 1, прил. 5), которое срабатывает после установки общего триггера защит в исходное состояние, транзистор VT5 (см. рис. 2, прил. 5) закрыт,

6.9.12. Установка триггеров защит в исходное состояние и формирование команды "Сброс". Установка триггеров защит в исходное состояние осуществляется при подаче питания на блок управления автоматически, во время заряда конденсатора С1 через резистор R1 (см. рис. 1, прил. 5). При этом на выходе микросхемы DD1. 2 формируется сигнал логического нуля, устанавливающий все триггеры защит в исходное состояние. После окончания заряда конденсатора С1 на выходе микросхемы DD1.2 устанавливается сигнал логической 1.

Установка триггеров в исходное состояние может осуществляться и по команде Сброс. При этом, через кнопку "Сброс" нулевой потенциал подается на дифференцирующую цепочку С2, R4 с разрядным резистором R3. На выходе микросхемы DD1. 1 формируется импульс с длительностью, достаточной для переключения всех триггеров кроме общего триггера защит. Для сброса общего триггера защит необходимо повторное нажатие на кнопку "Сброс".

Формирование импульса "Установка триггеров защит в исходное состояние" происходит и при подаче питающего напряжения на силовую схему блока управления (команда F) через дифференцирующую цепочку C3, R6 с разрядным резистором R5.

Импульсное включение команды "Сброс" выполнено с целью предотвращения блокирования схемы защит электропривода в процессе эксплуатации.

6.9.13. Блокировка регулятора. Узел блокировки регулятора предназначен для исключения ползучей скорости двигателя при снятии задающего напряжения. Узел состоит из элементов DD1.1 и DD1.2 транзистора VT2 реле К1, времязадающей цепочки на элементах С17, R71, R72.

При подаче напряжения +15 В на вход "Работа" на выходе 6 микросхемы DD1 появляется сигнал "1". При этом конденсатор С17 быстро заряжается через резистор R71, транзистор VT2 открывается. Срабатывает реле К1, расшунтирует регулятор скорости и подается напряжение на вводные устройства СИФУ. При снятии задающего напряжения +15 В происходит медленный перезаряд конденсатора С17 через R71, R72, что обеспечивает выдержку времени для торможения двигателя. Выключение реле К1 произойдет при уменьшении напряжения на конденсаторе С17 до уровня, соответствующего логическому 0 и при достижении скорости электродвигателя уровня n < n_min, что обеспечивается подачей положительного напряжения высокого уровня через резистор R102 с выхода кампаратора DA15 на вход DD1.

6.9.14. Блокировка управляющих импульсов. Узел блокировки управляющих импульсов состоит из элемента DD1.3, резистора R104 и конденсатора С20. Переключение триггера на DD2, вызванное срабатыванием защит (см. выше), приводит к появлению на выходе микросхемы DD1.3 сигнала, соответствующего логическому ”0” (U3), блокирующего выдачу управляющих импульсов с СИФУ.

6.9.15. Схема изменения начального угла регулирования (см. рис. 2, прил. 5) предназначена для уменьшения пульсаций тока якоря при высоких скоростях вращения электродвигателя.

В состав схемы входят выпрямитель с зоной нечувствительности на DA13, DA14, VD37 и звено ограничения на стабилитроне VD42.

В установившемся и переходных режимах на малых скоростях вращения электродвигателя схема не влияет на работу электропривода. При достижении скорости вращения уровня, при котором напряжение тахогенератора превышает зону нечувствительности выпрямителя, на выходе схемы появляется сигнал, поступающий через резистор R110 на выход управляющего органа /см. рис. 3, прил. 5/ и увеличивающий значение начального угла регулирования (а_нач). При этом снижается величина пульсаций тока якоря и повышается устойчивость на высоких скоростях вращения.

6.9.16. Сигнализация. В схеме электропривода предусмотрено 8 светодиодных индикаторов.

Индикатор VD8H (свечение зеленое) включается при наличии напряжения питания (электропривод включен). Включение остальных индикаторов (свечение красное) сигнализирует о срабатывании защит (см. табл. 3).

В схеме предусмотрен контакт на входном разъеме для подключения внешней индикации срабатывания общего триггера защит.

6.10. Блок питания

6.10. Блок питания (см. рис. 1, прил. 5) обеспечивает питание всех цепей управления постоянным стабилизированным напряжением 15 В, нестабилизированным напряжением ±24 В, ±12 В.

Стабилизатор напряжением ±15 В собран по схеме двухканального стабилизатора с общей точкой и последовательно включенными регулирующими транзисторами VT1 и VT2. Усилители постоянного тока в цепи обратной связи стабилизатора собраны на операционных усилителях DA2, DA3.

Фото электропривода ЭПУ1-2..П

Фото электропривода ЭПУ1-2..П. Смотреть в увеличенном масштабе

Фото электропривода ЭПУ1-23417П УХЛ4

Фото электропривода ЭПУ1-23417П УХЛ4. Смотреть в увеличенном масштабе

Структура условного обозначения электропривода ЭПУ1-2..П

Структура условного обозначения электропривода ЭПУ1-2..П. Смотреть в увеличенном масштабе

Принципиальная схема блока блока питания

Принципиальная схема блока блока питания. Смотреть в увеличенном масштабе

Принципиальная схема платы №1

Принципиальная схема платы №1. Смотреть в увеличенном масштабе

Принципиальная схема платы №2

Принципиальная схема платы №2. Смотреть в увеличенном масштабе

Принципиальная схема блока управления

Принципиальная схема блока управления. Смотреть в увеличенном масштабе

Принципиальная схема силового блока

Принципиальная схема силового блока. Смотреть в увеличенном масштабе

Принципиальная схема блока межплатных соединений

Принципиальная схема блока межплатных соединений. Смотреть в увеличенном масштабе

Электрическая схема соединений электропривода серии ЭПУ1-2..П

Электрическая схема соединений электропривода серии ЭПУ1-2..П. Смотреть в увеличенном масштабе

ЭПУ 1-2 Электропривод. Видеоролик.

Связанные ссылки. Дополнительная информация