Файл: 14_Глава 11.doc

11.5. Основные системы регулируемого электропривода

Важнейшим вопросом при проектировании является выбор типа электропривода. При этом нужно всегда иметь в виду те преимущества, которые дает применение регулируемого электропривода: автоматизация процессов, технологическая гибкость, энергосбережение и другие.

Развитие систем регулируемого электропривода исторически было связано с развитием преобразовательной техники. В настоящее время все системы регулируемого электропривода выполняются на основе силовых полупроводниковых преобразователей, построенных на управляемых полупроводниковых приборах. В таблице 11.2 приведены основные характеристики наиболее распространенных систем регулируемого электропривода.

Таблица 11.2

Основные системы регулируемого электропривода

11.6. Комплектные электроприводы

Регулируемые электроприводы выпускаются промышленными предприятиями в форме комплектных электроприводов, представляющих собой конструктивно законченное устройство, содержащее полупроводниковый преобразователь, системы управления и регулирования, защитную аппаратуру. Предполагается, что это устройство будет комплектоваться приводным электродвигателем.

Выпускается большое число типов комплектных электроприводов. В данном разделе более подробно рассмотрим два типа наиболее распространенных электроприводов отечественного производства.

Электроприводы, унифицированные трехфазные серии ЭПУ-1М

Устройства ЭПУ-1М предназначены для управления двигателями постоянного тока мощностью до 250 кВт. Двигатели могут иметь возбуждение от постоянных магнитов или с электромагнитным возбуждением. В состав комплектного устройства ЭПУ-1М входит тиристорный (нереверсивный или реверсивный) управляемый выпрямитель и полупроводниковая система регулирования. Электроприводы на базе ЭПУ-1М предназначены для применения в металлорежущих и деревообрабатывающих станках (электроприводы главного движения и электроприводы подач), для механизмов металлургического производства, бумагоделательных машин, для машин по производству пленок, переработки пластмасс и для других производственных машин и механизмов, требующих регулирования скорости в широком диапазоне.

Структура обозначения устройства

ЭПУ-1М-Х-ХХ-Х-Х-Х-Х

Заполняется следующим образом.

Электропривод постоянного тока унифицированной первой модели, модифицированный:

Первая цифра (Х) - 1 – нереверсивный; 2 – реверсивный;

Вторая и третья цифры - исполнение по номинальному току якоря двигателя: 34-25 А; 37-50 А; 39-80 А; 40-100 А; 43-200 А; 46-400 А; 48-630 А;

Четвертая цифра - выпрямленное напряжение: 1-115 В; 2-230 В; 3-460 В;

Пятая цифра - напряжение трехфазной питающей сети: 4-220 В; 7-380 В;

Шестая цифра - Функциональная характеристика: П – для электроприводов подач с диапазоном регулирования скорости до 10000; Д – для электроприводов главного движения с двухзонным регулированием скорости с диапазоном до 1000; М – с однозонным регулированием с обратной связью по скорости с диапазоном до 1000;

Седьмая цифра - климатическое исполнение УХЛ4.

Устройство ЭПУ-1М в комплекте с защитной и коммутационной аппаратурой предназначено для встраивания в шкафы управления со степенью защиты IP-21. Конструктивно устройство выполнено в виде моноблока.

Функциональная схема электропривода рассматриваемой серии показана на рис.11.4. Это высокоточный реверсивный трехфазный тиристорный однозонный электропривод по системе ТП-Д. Понятие однозонный означает, что регулирование скорости осуществляется в пределах 0-ω_ном, т.е. вниз от основной скорости. Поток возбуждения двигателя остается постоянным.

Двигатель постоянного тока М питается от реверсивного тиристорного преобразователя U1, выполненного по трехфазной мостовой схеме с раздельным управлением (см. раздел 5.2). Питание тиристорного преобразователя производится от сети 380 В, если двигатель имеет номинальное напряжение 440 В, или от трансформатора Т1, если напряжение двигателя 220 В. Для двигателей с электромагнитным возбуждением предусмотрен выпрямитель U2 для питания обмотки возбуждения. Защита преобразователей U1 и U2 производится плавкими предохранителями F1-F3 и F4-F6.

Система регулирования скорости – двухконтурная. Внешний контур – контур скорости – содержит ПИ-регулятор РС и обратную связь по скорости от тахогенератора BR1. Обратная связь по току заведена на вход управляющего органа УО. Измерительным элементом для обратной связи по току служит трансформатор тока, включенный в цепь переменного тока, питающую преобразователь цепи якоря. Ток вторичной обмотки этого трансформатора преобразуется датчиком тока ДТ в сигнал постоянного тока, пропорциональный по величине току якоря двигателя. Однако этот сигнал однополярный, т.е. не несет информацию о направлении тока в цепи якоря.

Управление тиристорами производится от трехканальной СИФУ, содержащей формирователи импульсов ФИ1-ФИ3. Управляющий сигнал формируется управляющим органом УО; с помощью переменных резисторов R16, R17 и R19 производится установка углов α_мин, α_макс и начального угла α_нач. Переключение импульсов управления с одной группы тиристоров (В) на другую группу (Н) производится логическим устройством, которое работает в зависимости от знаков сигнала заданного тока и сигнала датчика проводимости вентилей ДП. Сигнал заданного направления тока поступает в логическое устройство с выхода нелинейного звена НЗ. Звенья НЗ и ФПЕ с резистором R14 образуют устройство для линеаризации характеристик электропривода при работе в зоне прерывистых токов.

Для согласования реверсивного сигнала на выходе НЗ с нереверсивной регулировочной характеристикой управляющего органа УО служит переключатель характеристик ПХ, управляемый логическим устройством ЛУ (ключи В и Н).

На входе регулятора скорости сравниваются сигналы задания скорости U_зад и обратной связи по скорости. Вместо ручного потенциометрического задатчика скорости R1 задание может вводиться от устройства высшего уровня автоматизации, например от ЧПУ.

Токоорганичение в данной схеме обеспечивается за счет ограничения выходного напряжения регулятора скорости с помощью резистора R10, которым устанавливается максимальная уставка токоограничения. Узел зависимого токоограничения обеспечивает снижение максимальной уставки токоограничения в зависимости от скорости: чем скорость больше, тем меньшая допускается перегрузка по току.

Блок защит БЗ производит блокирование выхода регулятора скорости и снятие управляющих импульсов с тиристоров.

Электроприводы серии ЭПУ-1М выпускаются Чебоксарским электроаппаратным заводом.

Частотно-регулируемый асинхронный привод АП-140

Промышленная группа «Приводная техника» выпускает регулируемые асинхронные электроприводы серии АП-140. Серия имеет 2 ветви:

- АП-140-А для управления общепромышленными асинхронными двигателями мощностью 5,5-500 кВт;

- АП-140-Н для управления асинхронными электродвигателями насосов и вентиляторов мощностью 5,5-500 кВт.

Типоразмеры преобразователей частоты, составляющих основу серии, и их маркировка приведены в табл. 11.3.

Таблица 11.3

Типы преобразователей частоты