ПТ3 Электропривод постоянного тока комплектный
Устройство и принцип работы

Сведения о производителе тиристорного электропривода ПТ3

Производитель электропривода ПТ3: - Прокопьевский завод Электромашина.

Электропривод тиристорный унифицированный трехфазный серии ПТ3. Назначение область применения

В настоящее время трёхфазные электроприводы серии ПТ3 сняты с производства. Возможная заменена на ЭПУ1М и ЭПУ1М7

Электроприводы серии ПТ3 предназначены для использования в металлорежущих станках с ЧПУ и других станках и машинах, в которых по условиям работы может применяться двигатель постоянного тока с реверсом поля (за счет изменения направления магнитного потока двигателя).

Электроприводы ПТ3 предназначены для регулирования частоты вращения рабочих органов станка или машины в диапазоне от 100.. 200 с высокой точностью поддерживания частоты вращения на заданном уровне

Привод ПТ3 питается от промышленной трехфазной сети переменного тока напряжением 380В и частотой 50Гц.

В состав электропривода ПТ3 входит:

• тиристорный преобразователь ПТ3 модульной конструкции открытого исполнения со степенью защиты IP00 для встройки в шкаф
• блок реакторов
• задатчик скорости технологический ПП36-11
• Трансформатор серии ТТ
• двигатель ПБСТ со встроенным тахогенератором.

Привод рассчитан на работу с двигателями постоянного тока мощностью от 1,6..30кВт следующих серий: 2ПФ132МГ..2ПФ200Г; 2ПБ112LГ..2ПБ200LГ; 2ПО2ПФ132МГ..2ПФ200Г.

По дополнительному согласованию в приводе можно использовать двигатели других серий, в том числе двигатели серии 4ПФ.

Регулирование скорости до номинальной величины производится изменением напряжения якоря при полном потоке возбуждения двигателя, регулирование скорости выше номинальной – изменением тока в обмотке возбуждения при номинальной Э.Д.С. двигателя.

Структура условного обозначения электропривода ПТ3

ПТ3 -Х₁ /ХХХ₂ -ХХ₃ /ХХХХ₄

ПТ3-6/110-23/2200 - Пример заказа

ПТ3-11/220-52/3000 - Пример заказа

• ПТ → Привод Тиристорный 3-трезфазное включение вентилей по мостовой схеме, нереверсивный;


• -Х₁ - Мощность трансформатора:
• 6 кВа
• 8 кВа
• 11 кВа
• 14 кВа
• 19 кВа
• /ХХХ₂ - Выпрямленное напряжение блока управления на якоре двигателя:
• 110 В
• 220 В
• -ХХ₃ - Габарит двигателя:
• /ХХХХ₄ - Номинальная скорость двигателя, об/мин:

Фото электропривода ПТ3

Фото электропривода ПТ3. Смотреть в увеличенном масштабе

Техническое описание электропривода ПТ3

Электроприводы комплектные регулируемые нереверсивные тиристорные серии ПТ3 выпускаются шести типоразмеров.

Электропривода ПТ3 выпускаются в комплекте с электродвигателями серии ПБСТ мощностью от 1,15 до 11,3 кВт.

Технические данные электропривода ПТ3

• Мощность электродвигателя: - 1,15.. 11,3 кВт
• Номинальное напряжение электродвигателя: - 220В, 110В
• Диапазон регулирования: - (100.. 200).. 1
• Изменение частоты вращения при изменении нагрузки: - 0,1 Мн. 1 Мн, % ±5%
• Изменение частоты вращения при изменении напряжения сети: - в пределах от 0,9 Uн до 1,1 Uн, ±5%
• Изменение частоты вращения при прогреве элементов электропривода: - ±5%

Электроприводы серии ПТ3 предназначены для работы в следующих условиях:

• а) высота над уровнем моря не более 1000 м;
• б) температура окружающего воздуха от 5 до 40°С;
• в) относительная влажность воздуха 90% при 20±5°С 50% при 40±5°С;
• г) окружающая среда должна быть не взрывоопасной и не содержащей токопроводящей пыли, агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих металлы и изоляцию;
• д) содержание пыли и масел допустимо только в пределах санитарных норм.

Вся аппаратура электропривода, за исключением электродвигателя с встроенным тахогенератором, открытого исполнения предназначена для установки в электрошкафах.

Электропривод 1113 обеспечивает длительную, кратковременную и повторнократковременную работу электродвигателя с номинальным моментом на валу во всем диапазоне частот вращения.

С одним блоком тиристорного преобразователя могут работать поочередно электродвигатели ПБСТ различных мощностей.

Отношение мощности большего электродвигателя к мощности меньшего электродвигателя не должно превышать четырех.

Конструкция электропривода ПТ3

Электроприводы серии ПТ3 состоят:

• тиристорного преобразователя
• электродвигателя серии ПБСТ с встроенным тахогенератором
• трехфазного трансформатора серии ТТ
• регулятора скорости

Тиристорный преобразователь включает в себя:

• шесть тиристоров, включенных по трехфазной мостовой схеме;
• блоки управления тиристорами;
• промежуточный транзисторный усилитель;
• блок питания электронных узлов;
• корректирующее устройство;
• блок токоограничения;
• блок питания обмоток возбуждения электродвигателя и тахогенератора;
• блок пилообразных напряжений;
• релейно-контакторную аппаратуру, приспособленную для применения электропривода в металлорежущих станках.

В электроприводе применены электроизоляционные материалы класса нагревостойкости В. Все детали электропривода из черных и цветных металлов покрыты антикоррозионным покрытием.

Устройство и принцип работы электропривода ПТ3

Структурная схема

Электропривод тиристорный серии ПТ3 представляет собой систему автоматического регулирования, охваченную отрицательной обратной связью по скорости.

Структурная схема электропривода серии ПТ3 приведена на рис. 1, принципиальная схема электропривода приведена в прил. 1, схема монтажная электрическая - в прил. 8.

Структурная схема электропривода серии ПТ3

Структурная схема электропривода серии ПТ3. Смотреть в увеличенном масштабе

• А - безинерционное звено;
• У - промежуточный усилитель;
• ТП - тиристорный преобразователь;
• М - электродвигатель;
• ТГ - тахогенератор;
• ТО - система токоограничения;
• КУ - корректирующее устройство;
• Uз - задающее напряжение;
• Uтг - напряжение отрицательной обратной связи;
• Uку - напряжение коррекции;
• Uвхy - напряжение на входе промежуточного усилителя;
• Uупр - напряжение на выходе тиристорного преобразователя;
• Uдв - напряжение на якоре электродвигателя;
• Iдв - ток якоря электродвигателя;
• Uто - напряжение токоограничения;
• n - частота вращения якоря электродвигателя.

Принцип работы электропривода ПТ3

Сигнал постоянного напряжения от регулятора скорости алгебраически суммируется с сигналом обратной связи и поступает на вход промежуточного усилителя. Усиленный сигнал накладывается на периодическое пилообразное напряжение, формируемое блоком пилообразных напряжений, и подается на вход блоков управления.

Знак и величина сигнала от регулятора скорости определяют изменение фазы выходных импульсов блоков управления. В свою очередь фаза управляющих импульсов определяет величину угла проводимости тиристоров, напряжение на якоре электродвигателя и его частоту вращения.

Для компенсации влияния колебаний напряжения сети на величину задающего напряжения питания регулятора скорости осуществляется от стабилизатора, выполненного на кремниевом стабилитроне.

Защита электропривода от коротких замыканий осуществляется автоматическим выключателем.

Блок питания

Питание блоков управления, промежуточного усилителя и регулятора скорости осуществляется от выпрямителей Д101... Д124, включенных по трехфазной мостовой схеме с емкостными фильтрами. Напряжение питания регулятора скорости стабилизируется кремниевым стабилитроном Д125.

Блок пилообразных напряжений

Блок пилообразных напряжений электропривода серии ПТ3

Блок пилообразных напряжений электропривода серии ПТ3. Смотреть в увеличенном масштабе

Пилообразное напряжение, формируемое блоком пилообразных напряжений, служит для фиксации моментов формирования управляющих импульсов. Блок пилообразных напряжений выполнен на трех трансформаторах (Тр1, Тр2, Тр3) (рис. 2), каждый из которых имеет одну первичную и шесть вторичных обмоток. Пилообразное напряжение получается в результате сложения трех напряжений вторичных обмоток трансформаторов. Конденсаторы С604... С606 служат для фильтрации питающего напряжения.

Блок управления включает в себя три идентичных системы управления углом отпирания тиристоров одной группы (катодной или анодной). Система управления (рис. 3) состоит из фазосдвигающего устройства с формирователем (транзистор Т304), усилителя (транзистор Т303) и генератора импульсов (составной транзистор Т302 и Т301), выполненного по схеме ждущего блокинг-генератора.

В электроприводах серии ПТ3 применяется фазовый способ управления тиристорами, т. е. изменение фазы выходных импульсов системы управления вызывает изменение угла отпирания тиристоров при неизменном анодном напряжении.

Фазосдвигающее устройство работает по принципу вертикального управления. На вход системы управления подается два напряжения: пилообразное напряжение, формируемое блоком пилообразных напряжений, и управляющее напряжение постоянного тока, которое снимается с выхода промежуточного усилителя.

Необходимый сдвиг рабочей зоны пилообразного напряжения обеспечивается соответствующим включением обмоток трансформаторов пилообразных напряжений относительно вторичных обмоток силового трансформатора.

В цепи базы транзистора Т304 и его коллекторной цепи протекает ток, имеющий форму прямоугольных импульсов, длительность и положение которых определяются величиной и полярностью управляющего напряжения, снимаемого с выхода промежуточного усилителя. С формирователя импульс подается на базу транзистора Т303, который усиливает его и меняет фазу, после чего импульс дифференцируется.

Образующийся при этом положительный импульс срезается диодом Д305, а отрицательный подается на базу транзистора Т302 и запускает ждущий блокинг-генератор, выполненный на сдвоенном транзисторе Т302, Т301 с трансформаторной обратной связью.

Чтобы исключить возможность запуска блокинг-генератора от ложных импульсов, в цепи база-коллектор транзистора Т302установлен конденсатор С301, снижающий чувствительность блокинг-генератора к коротким сигналам. Управляющий импульс снимается с вторичной обмотки и через последовательно включенный диод Д301 подается на управляющий электрод тиристора. Так как в трехфазной мостовой схеме одновременно работают два тиристора (один —в анодной, другой — в катодной группах) на управляющие электроды тиристоров подается два отпирающих импульса, сдвинутых относительно друг друга на 60 эл. град. Для этого на базу выходного транзистора Т302 через диод Д303 подается импульс с формирователя фазы данной системы управления, а через диод Д304 поступает импульс, отстающий на 60 эл. град., с другой системы управления. Схема обеспечивает строго одновременную подачу импульсов на управляющие электроды тиристоров анодной и катодной групп, что необходимо для правильной коммутации в области прерывистых токов.

Блоки управления обеспечивают получение управляющих импульсов с амплитудой Uвых = 10 В при токе Iвых =500 мА, ширина импульса 10..20 эл. град.

Напряжение питания блока управления —24 В, напряжение входного сигнала постоянного тока ±10 В, амплитуда пилообразного напряжения ± 12 В.

Промежуточный усилитель

Промежуточный усилитель электропривода серии ПТ3

Промежуточный усилитель электропривода серии ПТ3. Смотреть в увеличенном масштабе

Промежуточный усилитель (рис. 4) выполнен по балансной схеме на кремниевых транзисторах и состоит из трех каскадов. Первый и второй каскады (транзисторы Т401, Т402, Т405 и Т406) выполнены по схеме с общим эмиттером, обеспечивающей наибольшее усиление по мощности. Выходной каскад (транзисторы Т403, Т404, Т407 и Т408) также выполняется по схеме с общим эмиттером на составных транзисторах.

Балансировка усилителя при нулевом сигнале на входе производится потенциометром R424.

Стабилитроны Д401 и Д402, включенные на входе усилителя, предназначены для зашиты транзисторов первого каскада от перенапряжений, возникающих при динамических режимах (пуск и торможение на больших частотах вращения, резкое изменение нагрузки).

На второй вход усилителя (база транзистора Т403 и Т407) сигнал поступает только при превышении тока якоря тока уставки (пуск на большую частоту вращения, перегрузка по току на аварийных режимах). Сигнал токоограничения имеет такую полярность и величину, при которой напряжение на выходе промежуточного усилителя соответствует запиранию тиристоров.

Усилитель имеет следующие параметры: напряжение питания 36 В; напряжение на выходе ± 10 В; коэффициент усиления 100.. 200; входное сопротивление 1000 Ом.

Блок коррекции

Для обеспечения устойчивости системы автоматического регулирования, а также для предотвращения резких изменений напряжения постоянного тока на входе блоков управления при изменении задающего сигнала применяется параллельная коррекция.

Блок коррекции (см. рис. 4) представляет собой интегрально-дифференцирующее звено (С607, С608, С610, С611, R604, R605), охватывающее промежуточный усилитель. Обратная связь по переменному току, введенная в промежуточный усилитель, обеспечивает нужные параметры сигнала, поступающего на вход блоков управления.

Блок токоограничения

Блок токоограничения электропривода серии ПТ3

Блок токоограничения электропривода серии ПТ3. Смотреть в увеличенном масштабе

Блок токоограничения (рис. 5) предназначен для защиты тиристоров от перегрузок. Он состоит из трех трансформаторов тока, первичные обмотки которых включены последовательно в силовую цепь, а вторичные нагружены сопротивлениями R501... R503. Напряжение, пропорциональное току в силовой цепи, выпрямляется диодами Д501... Д506, пульсации сглаживаются конденсатором С501. Часть выпрямленного напряжения снимается с потенциометра R504 и резистора R505 и подается на вход токоограничения промежуточного усилителя. Отсечка осуществляется стабилитроном Д507.

Величина уставки тока в силовой цепи регулируется потенциометром R504 в пределах от 2 до 4 Iн.

Трансформатор

В электроприводах серии ПТ3 для работы с полупроводниковыми выпрямителями применяются трансформаторы трехфазные серии ТТ с номинальными мощностями 6..19 кВА.

Трансформаторы имеют повышенное значение напряжения короткого замыкания (10 -3+4% UH), что обеспечивает ограничение токов короткого замыкания на уровне 7..14 Iн. Ток холостого хода не превышает 15% от Iн. Катушки и крепежные детали трансформаторов серии ТТ имеют противокоррозионные покрытия.

Электродвигатель

Электроприводы серии ПТ3 поставляются с электродвигателями серии ПБСТ с встроенным тахогенератором.

Закрытое необдуваемое исполнение электродвигателей серии ПБСТ обеспечивает сохранение условий охлаждения независимо от частоты вращения, что позволяет полностью использовать электродвигатель по моменту на малых частотах вращения.

В переходных процессах электродвигатели серии ПБСТ допускают четырехкратную перегрузку по току.

Регулятор скорости

В качестве регулятора скорости применяются ползунковые переключатели ПП36-11 с напаянными резисторами. Величина степени регулирования зависит от диапазона регулирования. Сопротивление регулятора скорости — 58 кОм.

Релейно-контакторная аппаратура обеспечивает пуск и остановку, а также служит для защиты электропривода при некоторых аварийных режимах работы. При замыкании контакта Р1 в цепи пускового реле Р4 размыкается контакт Р4 в цепи тормозного контактора Р2, который отключает резистор R805 от якоря электродвигателя, одновременно через контакты Р4 подается питание на блоки управления и регулятор скорости (см. прил. 1). Если частота вращения электродвигателя превышает установленную, срабатывает реле Р5 в цепи регулятора скорости, контакт

Р5 размыкает цепь питания реле Р4, которое своими контактами отключает питание регулятора скорости и блоков управления и включает тормозной контактор Р2.

Для останова электропривода размыкаются контакты Р1 в цепи реле Р4.

Для управления пуском и остановом электропривода можно применять любые выключатели, обеспечивающие одновременное замыкание и размыкание контактов в цепях реле Р4 и Р2.

Рекомендуемая схема подключения пусковой аппаратуры приведена на рис. 6 (подключение аппаратуры, устанавливаемой заказчиком, показано пунктирными линиями). Ток срабатывания реле Р4 равен 75 мА.

Схема электрическая электропривода серии ПТ3

Схема электрическая электропривода серии ПТ3. Смотреть в увеличенном масштабе

Перечень элементов электропривода серии ПТ3

Перечень элементов электропривода серии ПТ3. Смотреть в увеличенном масштабе

Перечень элементов электропривода серии ПТ3

Перечень элементов электропривода серии ПТ3. Смотреть в увеличенном масштабе

Перечень элементов электропривода серии ПТ3

Перечень элементов электропривода серии ПТ3. Смотреть в увеличенном масштабе

ПТ3 Электропривод. Видеоролик.

Связанные ссылки. Дополнительная информация