Главная > Каталог станков > Узлы, оснастка и приспособления к металлорежущим станкам > Электрооборудование металлорежущих станков > ЭТ1Е Электропривод

ЭТ1 Электропривод однофазный постоянного тока
Устройство, неисправности и способы их устранения

Сведения о производителе тиристорного электропривода ЭТ1

Производитель электропривода ЭТ1 ТУ16-530.230-78, 3ХЛ.019.049: - .

Электроприводы для станков

Электропривод тиристорный постоянного тока нереверсивный однофазный серии ЭТ1. Назначение область применения

Электроприводы ЭТ1Е и ЭТ1Т предназначены для создания регулируемых приводов станков (включая и станки с ЧПУ), роботов и манипуляторов в качестве комплектующих изделий. Питаются от однофазной сети переменного тока частотой 50 или 60 Гц.

Преимущество электроприводов серии ЭТ1Е перед приводами серии ЭТО состоит в уменьшении массы и размеров и увеличении диапазона регулирования до 1:50.

В настоящее время однофазные электроприводы серии ЭТ1Е и ЭТ1Т сняты с производства. Возможная замена современный электропривод - БОТ электропривод однофазный тиристорный

Основные модификации приводов ЭТ1:

ЭТ1Е1 - Электроприводы нереверсивные с обратной связью по ЭДС
ЭТ1Е2 - Электроприводы нереверсивные с обратной связью по ЭДС
ЭТ1Т1 - Электроприводы нереверсивные с обратной связью по частоте вращения, с тахогенератором
ЭТ1Т2 - Электроприводы нереверсивные с обратной связью по частоте вращения, с тахогенератором

Электроприводы ЭТ1Е и ЭТ1Т имеют несколько модификаций, которые различаются напряжением питания, номинальной мощности, диапазон изменения частоты вращения и т.д.

2. Основные технические данные и характеристики некоторых моделей электроприводов

Электроприводов ЭТ1Е2-9 УХЛ4 (3ХЛ.019.049-25 ПЭ3)

Номинальное однофазное напряжение питания 380В ±10%, 50Гц
Диапазон изменения частоты вращения, 30..1500 об/мин
Номинальная мощность при номинальной частоте вращения, 1,0 кВт
Номинальный ток якоря в диапазоне частоты вращения:

n мин... 0,1 n ном = 5,4 А
0,1n ном...n ном = 5,4 А

Величина погрешности поминальной частоты вращения двигателя при номинальном напряжении питания, при номинальном токе якоря, температуре производственного помещения и крайнем правом положении задатчика скорости не должна превышать 5%.
Электродвигатель: ПБС-32УХЛ4, 1,2кВт, 1500об/мин
Резистор R54: ПЭВ-10-3,9кОм ±10%
Трансформатор 6ХЛ.170.032-17..20

Электроприводов ЭТ1Е2-10 УХЛ4 (3ХЛ.019.049-09 ПЭ3)

Номинальное однофазное напряжение питания 380В ±10%, 50Гц
Диапазон изменения частоты вращения, 30..1500 об/мин
Номинальная мощность при номинальной частоте вращения, 1,3 кВт
Номинальный ток якоря в диапазоне частоты вращения:

n мин... 0,1 n ном = 7,0 А
0,1n ном...n ном = 7,0 А

Величина погрешности поминальной частоты вращения двигателя при номинальном напряжении питания, при номинальном токе якоря, температуре производственного помещения и крайнем правом положении задатчика скорости не должна превышать 5%.
Электродвигатель: ПБС-33УХЛ4, 1,6кВт, 1500об/мин
Резистор R54: ПЭВ-10-3,9кОм ±10%
Трансформатор 6ХЛ.170.032-17..20

Электроприводов ЭТ1Е1-3 УХЛ4 (3ХЛ.019.048-02 ПЭ3)

Номинальное однофазное напряжение питания 220В ±10%, 50Гц
Диапазон изменения частоты вращения, 72..3600 об/мин
Номинальная мощность при номинальной частоте вращения, 0,2 кВт
Номинальный ток якоря в диапазоне частоты вращения:

n мин... 0,1 n ном = 2,2 А
0,1n ном...n ном = 2,2 А

Величина погрешности поминальной частоты вращения двигателя при номинальном напряжении питания, при номинальном токе якоря, температуре производственного помещения и крайнем правом положении задатчика скорости не должна превышать 5%.
Электродвигатель: ЭП110,245
Резистор R26: МЛТ-0,25-820 Ом ±10%
Резистор R54: ПЭВ-10-24кОм ±10%
Трансформатор 6ХЛ.170.032-02

3. Состав привода ЭТ1

3.1. В состав привода входит:

блок регулирования (БР);
дроссель (L);
двигатель (М);
задатчик скорости (ЗС) для типоразмеров ЭТ1Е1, ЭТ1Е2 - 1 шт.
задатчик скорости (ЗС) для типоразмеров ЭТ1Т1, ЭТ1Т2 - 2 шт.

Фото электропривода ЭТ1Е1-2

Фото электропривода ЭТ1Е1-2. Смотреть в увеличенном масштабе

4. Устройство и работа электроприводов серии ЭТ1Е И ЭТ1Т

Схема электрическая принципиальная из привод определенного типоразмера приведена в паспорте на привод.

Регулирование частоты вращения привода осуществляется вниз от номинальной частоты вращения двигателя путем изменения напряжения на якоре при постоянном напряжении возбуждения.

При таком способе регулирования сохраняется постоянный момент на валу двигателя.

Серия состоит из двух видов: ЭТ1Е1, ЭТ1Е2 (с обратной связью по ЭДС, без тахогенератора) и ЭТ1Т1, ЭТ1Т2 (с обратной связью по частоте вращения, с тахогенератором). В последнем случае диапазон регулирования 1:1000.

Устройство привода становится понятным из рассмотрения функциональной схемы (рис. 38, а).

Функциональная схема электропривода ЭТ1Е1

Функциональная схема электропривода ЭТ1Е1. Смотреть в увеличенном масштабе

Блок регулирования БР состоит из:

УТВ - управляемый тиристорный выпрямитель
L - дроссель
М - двигатель
УПТ - усилителя постоянного тока
ГПН - генератора пилообразного напряжения
ФИ - формирователя импульсов
РИ - распределителя импульсов
ИП - источника питания
СОТ - схемы ограничения тока
СОВ - стабилизатора обмотки возбуждения

Электрическая схема электропривода ЭТ1Е1

Электрическая схема электропривода ЭТ1Е1. Смотреть в увеличенном масштабе

УТВ служит для преобразования переменного напряжения в регулируемое выпрямленное напряжение. УТВ представляет собой однофазный полууправляемый выпрямительный, мост, состоящий (рис. 38, б) из вентилей V43, V44 и тиристоров V45, V46. Цепи R55, С20, R56, С21, R58 и С25 служат для защиты тиристоров и вентилей от коммутационных перенапряжений и перенапряжений, возникающих в первичной сети. Защита от короткого замыкания осуществляется предохранителями F1, F2.

УПТ служит для вычитания сигналов задатчика скорости и отрицательной обратной связи с тахомоста 1L, 2L, М для типоразмеров ЭТ1Е1, ЭТ1Е2, с тахогенератора для типоразмеров ЭТ1Т1, ЭТ1Т2 и усиления разностного сигнала.

УПТ усилитель собран на микросхеме А1. Цепь обратной связи усилителя R16, С4 служит для обеспечения устойчивости и формирования необходимой динамики привода. Цепи R19, С6, С5 обеспечивают устойчивую работу усилителя А1.

ГПН служит для создания пилообразных импульсов с частотой 100 Гц, синхронизированных с напряжением сети.

ФИ служит для формирования прямоугольных импульсов управления тиристорами.

РИ распределитель импульсов служит для распределения импульсов по полупериодам выпрямленного напряжения на соответствующие тиристоры, т. е. на те, которые в данный полупериод имеют на аноде положительное напряжение.

ИП источник питания служит для питания цепей управления и цепи задатчиков скорости.

Выпрямители собраны по двухполупериодной схеме на трансформаторе со средней точкой. Выпрямитель с фильтрами, собранный на полуобмотках трансформатора TV1,диодах Vll, V12,резисторе R27,стабилитронах V8, V9, V13, V14,конденсаторах C8,С9, С11, выдает четыре стабилизированных напряжения: +15 В; —15 В; +10 В; —10 В с отклонением не более ±2 В. Эти напряжения питают УПТ, эмиттерный повторитель, ГПН, однопереходный транзистор V23,цепь задатчика скорости.

Выпрямитель, соединенный с обмотками трансформатора TV1,состоит из диодов V17, V18 и служит для синхронизации ГПН с частотой 100 Гц.

Выпрямитель с фильтром, собранный на тех же обмотках трансформатора TV1, диодах V17, V18, V22 и конденсаторе С14, обеспечивает напряжение — 20 В. Это напряжение служит, для питания транзисторов V26, V27 распределителя импульсов.

Выпрямитель с фильтром, собранный на тех же обмотках трансформатора, диодах V19, V20,конденсаторе С13, обеспечивает напряжение +20 В. Этим напряжением питаются транзисторы V28, V29 согласующих трансформаторных каскадов.

СОТ служит для ограничения тока якоря, а СОВ — для питания постоянным напряжением обмотки возбуждения двигателя.

Выпрямитель стабилизатора собран по однофазной мостовой схеме, в плечи которого включены один тиристор и три диода. Тиристор обеспечивает стабильное напряжение на обмотке возбуждения двигателя независимо от колебаний сетевого напряжения. С этой целью тиристор управляется от схемы с обратной связью по напряжению на обмотке возбуждения двигателя. Схема состоит из фильтра R51, С17, транзистора V35,диода V38, резисторов R47, R48 и усилителя постоянного тока (транзистор V34, резисторы R45, R43,конденсатора С18 и однопереходного транзистора V37).При применении двигателя с номинальным напряжением 110 В диоды V40 и V42исключаются.

Принцип работы блока регулирования БР

Принцип работы блока регулирования основан на описанном ранее свойстве управляемых вентилей изменять в широких пределах среднее значение выпрямленного напряжения путем изменения времени отпирания тиристоров по отношению к началу положительной полуволны подводимого переменного напряжения. Сглаживание выпрямленного напряжения УТВ происходит посредством фильтра, образованного индуктивностью дросселя и сопротивлением ротора. На вход УПТ подаются два сигнала: один с выхода тахомоста (для типоразмеров ЭТ1Е1, ЭТ1Е2) или с тахогенератора (для типоразмеров ЭТ1Т1, ЭТ1Т2), пропорциональный частоте вращения двигателя, а другой — от задатчика скорости. Эти напряжения вычитаются. Усиленный разностный сигнал обеспечивает определенную величину зарядного тока накопительной емкости С10 через транзистор V10.В зависимости от величины зарядного тока меняется время заряда емкости до напряжения, равного пороговому уровню срабатывания однопереходного транзистора V23,с которым связан момент формирования импульсов, что приводит к изменению момента отпирания тиристоров. Таким образом, изменение напряжения на входе усилителя вызывает соответствующие изменения напряжения на двигателе.

Генератор ГПН вырабатывает пилообразное напряжение частотой 100 Гц. Генератор имеет автономный источник питания. Режим работы транзистора V15 выбран так, что большую часть полупериода он закрыт напряжением, поступающим через диоды V17, V18в виде пульсаций частотой 100 Гц, а конденсатор С10 заряжается через транзистор V10.В момент времени, когда напряжение смещения, поступающее через резистор R30,становится больше напряжения пульсации, поступающего через диоды V17, V18, транзистор V15 открывается и емкость С10 быстро разряжается. Поскольку заряд конденсатора происходит от источника тока (транзистор V10),пилообразное напряжение имеет хорошую линейность.

Схема формирователя импульсов собрана на однопереходном транзисторе V23, имеющем падающий участок вольтамперной характеристики, т. е. участок отрицательного динамического сопротивления, и представляет собой ждущий генератор. В момент времени, когда напряжение на накопительном конденсаторе С10 (ГПН) достигает порога срабатывания однопереходного транзистора V23, вырабатывается импульс.

Параметры импульса определяются в основном параметрами однопереходного транзистора V23, источником питания и сопротивлением резистора R32,Блокировка второго за полупериод импульса генератора происходит за счет того, что порог срабатывания однопереходного транзистора как бы повышается, так как происходит заряд конденсатора С12 через однопереходный транзистор V23и потенциал его эмиттера снижается. Восстановление схемы происходит при разряде конденсатора С10 через транзистор V15 и разряде конденсатора С12 через транзистор V15и диод V21.

Схема РИ собрана на транзисторах V26, V27. Транзисторы открываются поочередно: один — в один полупериод, другой — в следующий полупериод. Прямоугольный импульс управления тиристорами проходит по очереди через открытые транзисторы. Затем управляющие импульсы через согласующие усилительные каскады, собранные на транзисторах V28, V29,поступают на входы управления тиристоров через трансформаторы TV2и TV3.Для формирования сигнала обратной связи по противо-ЭДС применяется схема тахомоста, состоящего из якоря М, дросселя L1,дросселя L2и комбинации резисторов R1, R2и R3.

Напряжение, пропорциональное току якоря, и необходимое для работы системы токоограничения, снимается с двух встречно включенных обмоток (силовой и компенсационной) и при равенстве витков этих обмоток будет пропорционально только току якоря, применение дросселя позволяет полнее использовать номинальную мощность двигателя. Задатчик скорости (резистор R53)служит для приводов серии ЭТ1Е1, ЭТ1Е2 и задатчики скорости (резисторы R53, R57) — для приводов серии ЭТ1Т1, ЭТ1Т2.

Рассмотрим работу привода на холостом ходу. Пусть задатчиком скорости установлено определенное напряжение задания Uз. Двигатель вращается и создает определенную противо-ЭДС (Е). Вводному напряжению УПТ, равному К·Е — Uз,где К — коэффициент передачи тахомоста для ЭТ1Е1, ЭТ1Е2 и тахогенератора для ЭТ1Е1, ЭТ1Т2, соответствует определенный положительный потенциал на выходе УПТ (А1) относительно общей точки. Этому потенциалу соответствует определенный зарядный ток накопительного конденсатора С10 через транзистор V10,а значит и определенное время заряда С10 до порогового напряжения пробоя однопереходного транзистора V23формирователя импульсов.

Следовательно, тиристоры V45, V46 будут открываться в соответствующие этим параметрам моменты времени. Напряжение на входе УТВ соответствует оборотам двигателя. Схема автоматического регулирования находится в устойчивом состоянии, которое обеспечивается корректирующими цепями: R16, С4 и R8, С2 гибкая обратная связь по току). Если изменить положение задатчика скорости, например, поставить задатчик в положение, соответствующее более высокой частоте вращения двигателя, то при том увеличивается Uз. Так как напряжение задания подается на инвертирующий вход УПТ (А1) в виде отрицательного напряжения, то потенциал на выходе УПТ (А1) становится более положительным; величина зарядного тока конденсатора С10 возрастает; время заряда до порогового уровня срабатывания однопереходного транзистора V23уменьшается; импульсы управления появляются раньше, чем в предыдущем случае; тиристоры тоже открываются раньше и напряжение на выходе УТВ увеличивается. Двигатель начинает вращаться быстрее. Изменение положения ЗС в сторону уменьшения оборотов двигателя приводит аналогичным образом к уменьшению напряжения УТВ, а значит и оборотов двигателя.

При увеличении нагрузки на вал двигателя возрастает ток якоря и падение напряжения на нем. Увеличение падения напряжения на якоре двигателя при постоянном напряжении (УТВ) приводит к уменьшению его электродвижущей силы Е, а значит к уменьшению частоты вращения. Однако уменьшение частоты вращения при неизменном U3приводит к увеличению сигнала рассогласования Uвх, а значит к увеличению напряжения УТВ.

При изменении нагрузки на вал двигателя при неизменном положении ЗС автоматически изменяется напряжение на выходе УТВ, таким образом компенсируется падение напряжения IяRя, т. е. изменение частоты вращения двигателя в приводах ЭТ1Е1, ЭТ1Е2. В приводах ЭТ1Т1, ЭТ1Т2 работа происходит аналогично, с той только разницей, что входной сигнал усилителя UBX = Uтг — Up, где Uтг — сигнал с тахогенератора; U3— сигнал с ЗС

К переходным относятся режимы, при которых происходят быстрые изменения частоты вращения или нагрузки на вал двигателя. При быстром уменьшении частоты вращения или нагрузки навал двигателя схема привода работает, как указано выше. В режиме быстрого увеличения частоты вращения или нагрузки навал двигателя могут возникнуть дополнительные нежелательные явления. Так, при пуске электродвигателя в первый момент, когда К х Е = 0 для ЭТ1Е1, ЭТ1Е2 или напряжение на тахогенераторе равно нулю для ЭТ1Т1, ЭТ1Т2, напряжение Uвх достигает значительной величины, при которой возможен пробой микросхемы А1. В этом случае УТВ выдает максимально большое напряжение, при котором через якорь двигателя протекает недопустимо большой ток. Во избежание этого включена цепь VI, V2, R13, R14,R12,осуществляющая защиту микросхемы от перенапряжений. Защита двигателя от недопустимо больших токов осуществляется СОТ.

Схема ограничения тока представляет из себя такую же систему регулирования, как и основная цепь привода с той разницей, что она имеет существенно меньший коэффициент усиления (поскольку исключается микросхема А1). СОТ фиксирует определенное значение тока якоря, зависящее от потенциала уставки, снимаемого с резистора R20(обычно фиксируемый ток уставки Iуст=(2—4)IНом. дв). Информация о истинном токе двигателя поступает с обеих обмоток дросселя.

Схема ограничения тока работает следующим образом: если ток превышает установленное значение уставки (тока отсечки), срабатывает схема сравнения, состоящая из резисторов R22, R20 с одной стороны, и резистора R23с другой стороны, включенных в базы транзистора V4.Транзистор V4открывается и шунтирует выход микросхемы А1, что снижает ток якоря до допустимого значения. Для устойчивой работы СОТ, как системы регулирования, включена цепь R24, С7. При номинальном токе якоря транзистор V4закрыт и на работу привода влияния не оказывает.

Схема пуска привода должна обеспечивать такую последовательность, чтобы обмотка возбуждения двигателя включалась раньше или, в крайнем случае, одновременно с цепью якоря двигателя. Включение цепи якоря можно осуществлять двумя способами: включением сетевого напряжения или замыканием цепи якоря. Число включений привода ограничивается числом включений двигателя. Отключение привода можно производить в цепи сети переменного тока или в цепи якоря. При этом следует составить схему так, чтобы обмотка возбуждения двигателя отключалась позже якоря, либо вовсе не отключалась.

Приводы ЭТ1 с реверсивным двигателем допускают реверсирование изменением полярности в цепи якоря или в цепи возбуждения двигателя. Реверсирование рекомендуется осуществлять после отключения привода от сети и полной остановки двигателя. Погрешность частоты вращения при реверсе не нормируется. Коммутационная аппаратура для осуществления реверса в состав привода не входит. Реверс привода допускается с помощью реверсивного контактора в цепи якоря, если реверс осуществляется без отключения привода от сети. При этом необходимо на время реверса разрывать контакт 11 на клеммном наборе блока регулирования.