Файл: Глава 27.doc

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 n_макс.

---

27.2.2. Электроприводы переменного тока

Электроприводы переменного тока изготавливают на основе: трехфазного [4-31] (типа ЭПБ-1, ЭПБ-2) или двухфазного (типа ЭТС-1) синхронных электродвигателей; трехфазного (типа «размер 2М-5», ЭПАТ [4-32]) или двухфазного (типа ЭТА1-01) асинхронных электродвигателей. Ниже приведено описание электроприводов ЭПБ-2 и ЭТА1-01.

Электропривод ЭПБ-2 выполнен на базе трехфазного синхронного двигателя с возбуждением от постоянных магнитов и транзисторного инвертора напряжения, управляемого в функции положения ротора по схеме вентильного двигателя. Преобразователи имеют два исполнения: кассетное (от 1 до 5 координат в одном конструктиве) с допустимым моментом от 0,05 до 0,7Нм и блочное для двигателей с моментами от 2,3 до 70Нм.

В состав электропривода блочного исполнения (рис.27.7) входят: общий блок питания БП типа БС9803, состоящий из неуправляемого выпрямителя НВ, узла сброса энергии, в который входят транзистор VТ7 с резистором R2, двухобмоточных реакторов (L1, L2) и емкостного фильтра С; блок регулирования, включающий в себя инвертор напряжения (ИН) и систему управления; синхронный электродвигатель М. ИН собран на шести транзисторах VT1...VT6 и шести обратных диодах VD1...VD6. ИН выполняет две функции: коммутирует ток в фазных обмотках двигателя М (то, что делает коллектор в двигателе постоянного тока) и регулирует величину тока за счет периодического замыкания и размыкания транзисторных ключей. При этом возможны три режима работы инвертора: режим Р2, когда открыты два ключа (один в эмиттерной, другой в коллекторной группе, например VT1 – VT6); режим Р1, когда открыт один ключ, например VT1 (при этом ток протекает через этот транзистор и обратный диод VD3; режим РО, когда все ключи закрыты и ток протекает через два обратных диода VD3, VD4.

Рис.27.7. Функциональная схема электропривода ЭПБ2 (блочное исполнение)

В звене постоянного тока рабочие обмотки реакторов L1 и L2 предназначены для замедления темпа нарастания тока при коротких замыканиях, а измерительные обмотки – для передачи информации (через RC-фильтры) о токе блоку защиты (БЗ). Конденсатор С выполняет роль фильтра, а также накопителя, принимающего энергию от синхронной машины во время рекуперативного торможения. Для ограничения напряжения на конденсаторе в этом режиме предусмотрен узел сброса энергии, состоящий из резистора R2 и транзистора VT7. Для ограничения зарядного тока конденсатора в первый момент при подключении электропривода к сети применены резисторы R1, которые после включения электропривода закорачиваются контакторами КМ2.

---

Система регулирования электропривода представляет собой двухконтурную структуру: внешний контур скорости с ПИ-регулятором (РС), внутренний – контур тока с релейно-временным регулятором тока (РТ).

В регуляторе РС происходит коррекция параметров при достижении скорости ω_макс/3. При ω<ω_макс/3 контакт реле К1 замкнут. При ω>ω_макс/3 происходит размыкание контактора К1, в результате чего коэффициент усиления уменьшается, а постоянная времени РС увеличивается. Такая коррекция параметров РС необходима для уменьшения полосы пропускания электропривода из-за большой амплитуды пульсаций напряжения тахогенератора при большой скорости. Переключение реле К1 происходит по команде, поступающей от блока переключателей (БПК). Блок БПК также осуществляет изменение знака сигнала U_i в зависимости от знака заданного момента (направление вращения) и обеспечивает выдержку при изменении знака этих сигналов, что исключает одновременное открывание противофазных ключей в ИН. Блок согласования сигналов (БСС) осуществляет изменение масштаба сигнала с тахогенератора, выделяет модуль этого сигнала (U_ВR) и формирует сигнал ошибки по скорости .

Регулятор РТ обеспечивает поддержание тока двигателя на уровне, определяемом напряжением на выходе регулятора РС. Для обеспечения условия i=cоnst чередуют режимы работы Р2 и Р1 (при двигательном режиме и тормозном при малой скорости) и Р1 и Р0 при тормозном режиме на больших скоростях. Необходимый режим работы определяет дешифратор (ДРР).

Датчик тока (ДТ) состоит из двух пар трансформаторов тока, включенных в две фазы выходной цепи инвертора. ДТ совместно с электронной схемой формирует однополярное напряжение, пропорциональное току эквивалентной цепи постоянного тока. В ДТ предусмотрена возможность изменения масштаба измеряемого тока.

Распределитель импульсов (РИ) формирует на своих шести выходах сигналы зон работы ключа коллекторной (КГ) и эмитерной (ЭГ) групп в зависимости от сигнала датчика положения ДПР и сигналов U_п, U_л. Сигналы от РИ и ДРР поступают на входы схем совпадения двух групп. С выхода схем совпадения сигналы поступают в блок управления ключами БУК, который обеспечивает гальваническую развязку силовых цепей с цепями управления и усиление сигналов управления.

---

Подробнее схема и работа электропривода описаны в [4-31].

Электропривод тиристорный асинхронный серии ЭТА1-01 выполнен на базе тиристорного преобразователя частоты с непосредственной связью и двухфазного асинхронного двигателя типа АДЧ или АИФ. Обеспечивается однозонное регулирование частоты вращения в диапазоне 1000:1.

Электропривод [4-32] (рис.27.8) на базе трехфазно-двух-фазного преобразователя частоты (ПЧ), реализующего частотно-токовый способ управления и принцип ориентации системы координат двигателя путем задания угла поворота ее осей относительно ротора двигателя.

Силовая схема ПЧ состоит из двух реверсивных тиристорных преобразователей постоянного тока типа ТП1 и ТП2 с раздельным управлением комплектами вентилей.

Статорные обмотки двигателя М питаются от автономных преобразователей гальванически развязанных друг от друга. В систему управления и регулирования входят: задатчик интенсивности ЗИ, предназначенный для формирования темпа разгона и торможения двигателя; регулятор скорости РС, выполненный в виде ПИ-регулятора; инвертор (ИНВ); координатный преобразователь КП, предназначенный для задания синусоидальных токов в обмотках двигателя; узел «напряжение-частота» УНЧ, предназначенный для преобразования аналогового реверсивного выходного сигнала регулятора скорости ω_sU_рс в положительные прямоугольные импульсы с частотой следования, пропорциональной частоте скольжения ротора двигателя; узел формирования узких импульсов УФИ, выполняющий преобразование выходных импульсов УНЧ и импульсов датчика положения ДПР (f_ос) в сдвинутые по времени друг от друга синхронизированные импульсы ω_ри и ω_sи; узел направления вращения УНВ и узел логики УЛ, формирующие в зависимости от знаков аналоговых сигналов ω_s и ω_р команд «вперед» или «назад», определяющих режим работы электропривода (двигательный или тормозной) и формирующих команды на пропускание на входы счетчика ГСК суммы и разности импульсных сигналов ω_sи и ω_ри; генератор синусоидальных колебаний ГСК, преобразующий импульсные сигналы ω_1и в синусоидальные кодовые сигналы sinω₁t и cosω₁t с помощью которых модулируются опорные сигналы и в КП; два регулятора тока РТ1–РТ2 пропорциональные; переключатели характеристик ПХ3–ПХ4, преобразующие однополярные сигналы ДТ в двухполярные; нелинейные звенья (НЗ1, НЗ2), поддерживающие постоянство коэффициента усиления тиристорных преобразователей в режимах непрерывного и прерывистого токов; функцио-

---

нальный преобразователь э.д.с. ФПЕ, компенсирующий нелинейности характеристик ТП. Система НЗ и ФПЕ образуют адаптивное устройство, линеаризующее структуру электропривода и улучшающее его динамические характеристики; формирователи э.д.с. ФЕ1 и ФЕ2, формирующие синхронизированный с активной составляющей тока статора синусоидальный сигнал е₁; датчики проводимости вентилей ДПВ1 и ДПВ2, обеспечивающие переключение блока логики БЛ1 и БЛ2 только при отсутствии тока в цепи статора; система импульсно-фазового управления СИФУ, преобразующая управляющее напряжения, вырабатываемое системой автоматического регулирования электроприводом, в последовательность прямоугольных управляющих импульсов соответствующей фазы. СИФУ выполнено по вертикальному принципу.

Работа схемы осуществляется следующим образом: задающее воздействие через ЗИ поступает на вход РС, где сравнивается с сигналом обратной связи по скорости ω_р, снимаемым с тахогенератора GN. Регулятор скорости РС формирует аналоговый сигнал задания ω_s, пропорционально которому задается приведенный к статору ток ротора . Сигнал, пропорциональный , подается на вход КП. На второй вход КП поступает сигнал задания амплитуды тока намагничивания I_μ. Координатный преобразователь преобразует опорные входные сигналы иI_μ в сигналы задания синусоидальных токов i=i_α и i=i_β, поступающих на входы РТ1 и РТ2.

УНЧ преобразует аналоговый сигнал задания частоты скольжения ω_s РС в прямоугольные импульсы с частотой следования, пропорциональной частоте скольжения ротора двигателя. Узел сложения-вычитания УСВ на основе информации о частоте скольжения ω_sи и частоте вращения ω_ри, а также информации узла логики УЛ формирует сигнал задания скорости ротора ω_1и. Если знаки этих сигналов совпадают то УЛ выдает в УСВ команду на сложение импульсных сигналов, т.е. , что соответствует двигательному режиму работы. Если знакиω_sи и ω_ри не совпадают, то в УСВ происходит вычитание импульсных сигналов и двигатель переходит в тормозной режим работы.

---