Комплектные электроприводы с вентильными двигателями

Комплектные ЭП основанны на применении СД с возбуждением от постоянных магнитов, расположенных на роторе. Преимущество таких ЭП по сравнению с тиристорными приводами постоянного тока – облегчение обслуживания из-за отсутствия щеточно-коллекторного узла и повышения быстродействия благодаря применению полностью управляемого коммутатора. Отсутствие коллектора позволяет питать двигатель от источника энергии с высоким напряжением. В результате исключается понижающий трансформатор, имеющийся в большинстве ЭП с высокомоментными ДПТ.

ЭПЭПБ1 имеют типоисполнения двигателей с высотами оси враще-ния 90 и 100 мм, длительно допустимым моментом при минимальной скорости М_доп, равным 13,21 и 35 Нм.

Технические характеристики ЭП ЭПБ1 приведены в табл.2.3, а зависимости длительно допустимых (режим S1, кривые 1 – 3) и кратков-ременных (режим S2, кривые 4 – 6) моментов от частоты вращения – на рис.11.13.

Рис.11.13. Зависимости длительно допустимых и кратковременных моментов от частоты вращения для электроприводов ЭПБ1

Диапазон регулирования частоты вращения – 10⁴ и полосу пропус-кания частот до 100 Гц. Функциональная схема ЭП ЭПБ1 рис. 11.13, со-держит блок питания (БП) БС9801, имеющий три типа исполнения по току: 6,3; 12,5; 25 А. К каждому из этих блоков питания можно подк-лючить от одного до трех блоков регулирования (БР) БС4101, которые имеют два типоисполнения по номинальному току: 6,3 и 16 А.

Таблица 11.1

Технические характеристики электроприводов ЭПБ1

Тип электропривода	Тип двигателя	Допустимый момент, Н-м	Максимальная скорость вращения, об/мин	Тип блока регулирования	Номинальный ток, А	Максимальный ток, А	Диапазон регулирования скорости	Тип блока питания	Номинальный ток, А
ЭПБ1-30027 ЭП Б1-50027 ЭПБ1-30027	4СХ2П901.8П 4С2П1001.8П 4С2П112М12П	11,3 21 35	1500 1500 1000	БС4101-285 БС4101-325 БС4101-325	6,3 16 16	16 32 32	10 000 10 000 10 000	БС9801-285 БС9801-285 БС9801-285	6,3 6,3 6,3

Рассмотрим кратко составляющие ЭПБ1.

Блок питания подключается к сети 380…400 В через автоматический выключатель QF. Сопротивление RF служит для ограничения зарядного тока конденсатора С1, опасного для диодов выпрямителя UM. После заря-да конденсатора С1 ограничивающее сопротивление RF шунтируется кон-тактами пускателя КМ. Если напряжение питающей сети не соответствует указанному, подключение БП производится через согласующий трансфор-матор. БП формирует постоянное напряжение 520 В для питания силового преобразователя и напряжения ±24 В и +15 В для питания цепей управле-ния БР и ДПР двигателя. Конденсатор С1 служит для сглаживания напря-жения диодного выпрямительного моста U и приема энергии при рекупе-ративном торможении двигателя. Поскольку при этом напряжение на С1 может возрасти значительно, предусмотрен узел гашения энергии, состо-ящий из резистора R1 и тиристора VS7, который работает в импульсном режиме.

Блок регулирования содержит тиристорно-транзисторный коммута-тор (на рис.11.15 – тиристоры VS1...VS6 и транзисторы VT1, VT2), кото-рый обеспечивает широтно-импульсное регулирование подводимого к двигателю напряжения (VT1, VT2) и переключение фаз (VS1...VS6) обмо-ток двигателя М по сигналам ДПР через распределитель импульсов РИ.

Транзисторные ключи VT1 и VT2 предназначены для коммутации силовых тиристоров VS1...VS6 и для поддержания заданной силы тока двигателя. Для коммутации тиристора транзисторные ключи VT1 и VT2 закрываются, и ток через тиристоры прекращается; тиристоры восстана-вливают свои запирающие свойства, а ток двух фазных обмоток двигате-ля через диоды моста VD1...VD6 замыкается на источник питания, под-заряжая его. Коммутация происходит по каждому фронту сигналов ДПР, т.е. шесть раз за период.

Регулирование тока двигателя в межкоммутационном интервале осуществляется ключами VT1 и VT2, работающими в режиме ШИМ по сигналу релейного регулятора тока (РРТ) DA1 (рис.11.14). Заданная сила тока формируется сигналом на выходе регулятора скорости (PC) DA2, а сигнал ОС поступает от блока датчиков тока (БДТ) UA. БДТ совместно с тороидальными трансформаторами тока ТА, в которых суммируются токи тиристорного моста UZ и моста обратных диодов UZ1, образует нереверсивный безынерционный датчик постоянного тока с выходным сигналом, пропорциональным суммарному току всех фаз двигателя, который с помощью электронных ключей коммутатора, управляемого нуль-органом (НО) DA3, преобразуется в сигнал И, поступающий на вход РРТ.

Регулятор скорости ПИ-типа выполнен на ОУ типа КМ551УД1А. Онсравнивает сигналы от источника, задающего напряжение U₃, и ОС (тахогенератора) U_jt и вырабатывает сигнал рассогласования U_pc, кото-рый является задающим для регулятора тока. Из условия равенства нап-ряжения на входе PC в установившемся режиме можно записать:

U₃/R₃ = K_ТГω/R_ω,

откуда

ω = U₃R_ω / (R₃K_ТГ),

где ω – угловая скорость двигателя; R_a, R₃ – входное сопротивление регулятора скорости со стороны соответственно тахогенератора и задаю-щего напряжения; К_тг – выходное напряжение тахогенератора:

K_ТГ=U_ТГ / ωU_Т .

Рис.11.14. Схема силовой части тиристорно-транзисторного коммутатора

Техническиехарактеристики электроприводов ЭПБ2Таблица 11.2

Тип электро-привода	Тип двигателя	Длительно допусти-мый момент на минималь- ной скорости, Н'М	Макси­мальная скорость вращения, об/мин	Тип блока регули-рования	Номи­наль-ный ток, А	Мак-си­маль-ный ток, А	Диапа-зон регули-рова­ния скорос-ти	Тип блока пита-ния
ЭПБ2-600004	ДВУ215Э			БС4102-345				БС9803-355
ДВУ215М
ДВУ2151
ДВУ2151

Электроприводы ЭПБ1 имеют блок защиты (БЗ) DF, в который вхо-дят: максимально-токовая защита (с выходом на транзисторы VT1 и VT2 и два красных светодиода), теп-ловая защита с помощью термо-резисторов ВТ1 и ВТ2 в охлади-телях ключей и в двигателе соот-ветственно, защита от кратковре-менных перегрузок и защита от обрыва в цепи тахогенератора. Все защиты, кроме первой, вызы-вают снятие сигналов «Готов-ность к работе 1» и «Готовность к работе 2» и свечение светодиода VD1. ЭП имеет два входа для подключения сигналов задания скорости, два входа подключения сигналов разрешения работы KU2 и KU3, вход «Сброс защит» KU4, вход «Ограничение тока» (замы-кание KU1), по которому снижа-ется уставка тока путем уменьше-ния максимального значения вы-ходного сигнала U_РС.

Рис. 11.15. Схема силовой части тиристорно-транзисторного коммутатора

Рис.11.16. Нагрузочные характеристики ЭП ЭПБ2

Срабатывание максимально-токовой защиты вызывает экст-ренную блокировку PC и запрет выдачи управляющих импульсов на тиристоры VS1...VS6 и тран-зисторные ключи VT1, VT2. В этом случае торможение ЭП осуществляется замыканием си-ловых контактов КЗ.2 и КЗ.З (динамическое торможение) или наложе-нием механического тормоза.

Двигатель М имеет встроенный датчик ОС (ДОС), состоящий из та-хогенератора постоянного тока ТП80-20-0,2 и импульсного ДПР типа ДФЗ. Последний кроме сигналов, необходимых для управления ком-мутатором, формирует импульсные сигналы (250 импульсов на один оборот) для организации ОС по скорости (две последовательности пря-моугольных импульсов напряжения, сдвинутых друг относительно друга по фазе на 90°, и нулевую метку). Серия электроприводов ЭПБ2 (раз-работана в 1986 г.) характеризуется большим диапазоном моментов двигателя (от 0,05 до 70Нм) и скоростей (от 1000 до 6000 об/мин), применением транзисторных (вза-мен тиристорных) преобразователей и новыми типами вентильных двигателей на основе ферритовых (серия ДВУ) и редкоземельных (2 ДВУ) магнитов.

Двигатели имеют встроенный комплексный датчик ОС типа ПДФ8, состоящий из тахогенератора, фотоимпульсного датчика положения ротора и фотоимпульсного датчика пути с числом импульсов до 2500 на один оборот вала. Электроприводы ЭПБ2 имеют большие точность поддержания скорости и равномерность вращения, более благоприятные нагрузочные характеристики (рис.11.16).

Технические данные электроп-риводов ЭПБ2 приведены в табл. 11.2.

Дата добавления: 2014-11-29