27.2.1. Электроприводы постоянного тока
Электропривод ЭШИМ-1 изготавливается в кассетном и модульном исполнении. Блок кассетного преобразователя содержит блок питания БС9802 и до четырех блоков регулирования БС3001 для независимого питания четырех двигателей. Функциональная схема электропривода ЭШИМ-1 с одним блоком регулирования представлена на рис.27.5.
В состав электропривода входят: блок питания БП типа БС9802; блок регулирования Бр типа БС 3001; двигатель постоянного тока М с встроенным тахогенератором, тормозом, встроенным или пристроенным датчиком пути; дроссель L; выключатель автоматический QF; магнитный пускатель К и согласующий трансформатор Т. Силовая часть блока регулирования представляет собой четырехключевой транзисторный мост, к одной диагонали которого подается напряжение блока питания (60, 150, 220В), а к другой подсоединена якорная цепь электродвигателя.
В систему регулирования и управления входят регулятор скорости (РС), релейный регулятор тока (РРТ) и блоки управления УФЗ и УВТ. Обратная связь по току подается либо от резисторных датчиков (R1...R4) в каждом плече транзисторного моста, либо с помощью датчика тока АТ, имеющего гальваническую развязку выходного сигнала относительно силовой цепи.
Рис.27.5. Функциональная схема (одна координата) электропривода ЭШИМ-1
Сигналом задания на ток является выход ПИ-регулятора скорости. Сигнал n>0,2nмакс, поступающий от УФЗ в РС, предназначен для изменения параметров настройки ПИ-регулятора.
Сигнал блокировки из УФЗ в блоки РРТ запирает транзисторный ключ при срабатывании максимальной токовой защиты. Дроссель L предназначен для сглаживания тока при широтно-импульсном регулировании. Блок питания содержит трехфазный неуправляемый мост с емкостным фильтром и разрядным транзисторным ключом для сброса энергии торможения двигателя в баластный резистор.
Электроприводы однофазные ЭПУ-2 имеют нереверсивное (на основе преобразователя БС3101) и реверсивное исполнение (БС3201).
Нереверсивный блок управления (БС3101) выполнен на основе диодного моста и симистора, включенного на стороне переменного тока, реверсивный – выполнен по симметричной мостовой схеме на четырех тиристорных модулях.
Нереверсивные и реверсивные электроприводы построены по одноконтурной астатической структуре с ПИ-регулятором скорости и жесткой отрицательной обратной связью по скорости. Система управления аналогична ЭПУ-1 и описана ниже.
Электроприводы ЭПУ1-1, ЭПУ1-2 выполнены на основе преобразователей БС3203...П, БС3103...Е (или М), БС3303...Д и БС3403...Д. Применяются в станках с ЧПУ, для механизмов подач и главного движения. Эти электроприводы в зависимости от назначения имеют разные технические данные (диапазон регулирования, перегрузочная способность и т.д.) и разные функциональные схемы. Приводы подачи выполнены по одноконтурной и однозонной системе регулирования. Приводы, предназначенные для главного движения, имеют двухзонную систему регулирования скорости. Функциональная схема электропривода ЭПУ1-2...Д приведена на рис.27.6. Система регулирования содержит канал регулирования напряжения якоря двигателя и канал регулирования потока и э.д.с. двигателя.
Система регулирования напряжения якоря выполнена одноконтурной с ПИ-регулятором скорости и отрицательной обратной связью по току на вход управляющего органа (УО) для улучшения динамических характеристик электропривода.
Управление тиристорами производится от трехканальной СИФУ (ФИ1...ФИ3). Для обеспечения постоянного коэффициента усиления системы в режимах непрерывного и прерывистых токов введены нелинейное звено (НЗ) и функциональный преобразователь ЭДС (ФПЕ). Для обеспечения работы ФПЕ только в первой зоне регулирования он питается от датчика напряжения (ДН). Согласование реверсивного сигнала нелинейного звена (НЗ) с нереверсивной регулировочной характеристикой управляющего органа (УО) осуществляет переключатель характеристик (ПХ), управляемый логическим устройством (ЛУ). Узел зависимого токоограничения (УЗТ) обеспечивает снижение уставки токоограничения в функции скорости для улучшения коммутации электродвигателя. Токоограничение (уставка максимального тока привода) обеспечивается резистором R25.
Система регулирования ТПВ выполнена двухконтурной с раздельными ПИ-регулятором тока возбуждения (РТВ) и ПИ-регулятором э.д.с. и отрицательными обратными связями по току
возбуждения и напряжению якоря. Электропривод выполнен по зависимому от напряжения на якоре принципу регулирования скорости. Электропривод обеспечивает работу двигателя при постоянном магнитном потоке в первой зоне регулирования, а во второй зоне – при постоянной мощности двигателя. Для подачи на регулятор РЕ сигнала одной полярности в цепь датчика напряжения поставлен выпрямитель В. Ток возбуждения задается R78, а э.д.с. – R92.
Если напряжение двигателя не превышает уставки э.д.с., система поддерживает постоянным ток возбуждения, при превышении напряжения двигателя заданного значения э.д.с. ток возбуждения уменьшается до значения, когда обеспечивается равенство сигнала обратной связи по напряжению и уставки э.д.с. двигателя.
Узел соответствия (УС) предназначен для выявления соответствия скорости двигателя заданному значению и служит для согласования работы привода главного движения и привода подач. Блок защит осуществляет блокирование сигнала на выходе РС (транзистором V6), задающего сигнала на входе РС (транзистором V3) управляющих импульсов. Блокирование задающего сигнала осуществляется при превышении скорости nмакс.