Студопедия — КОМПЛЕКТНЫЙ АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД БТУ-3601
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

КОМПЛЕКТНЫЙ АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД БТУ-3601






ВВЕДЕНИЕ

Комплектный тиристорный электропривод БТУ-3601 предна­значен для электроприводов станков с числовым программным управлением (ЧПУ). Применение в станках с ЧПУ автоматизиро­ванных электроприводов с тиристорными преобразователями обеспечивает расширение технологических возможностей станков, рост производительности, увеличение точности и чистоты обработ­ки деталей. В состав комплектного электропривода БТУ-3601 вхо­дят тиристорный преобразователь, система автоматического регу­лирования скорости, система защиты. В лабораторной работе рас­сматриваются схемы и работа отдельных узлов и элементов ком­плектного электропривода.

1. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА ЭЛЕКТРОПРИВОДА БТУ-3601

Функциональная схема представлена на рис.1 и содержит следующие основные узлы и элементы:

- задатчик частоты вращения ЗЧВ;

- регулятор скорости РС;

- адаптивный регулятор тока АРТ;

- систему импульсно-фазового управления СИФУ;

- логическое устройство ЛУ;

- датчик проводимости вентилей ДП;

- датчик напряжения ДН;

- датчик тока ДТ;

- тиристорный преобразователь ТП;

- нелинейное звено НЗ;

- функциональный преобразователь ФПЕ;

- тахогенератор ВР;

- двигатель постоянного тока (якорь М и обмотка возбуждения ОВМ).

Задатчик частоты вращения предназначен для установки ве­личины задания скорости в заданном диапазоне частоты вращения электропривода. Он представляет собой потенциометр, который может подключаться к напряжениям +15 В или -15 В.



с; 00 * со го со ^р Оч Ш СО С[ X О лэ со с; 2: го о. х с о о з: о. х ш е ° V-6 а.

Регулятор скорости выполнен пропорционально-интегральным на операционном усилителе А1. На входе регулято­ра сравниваются сигналы задания скорости и сигнал отрицатель­ной обратной связи по скорости вращения двигателя от тахогенератора. Адаптивный регулятор тока позволяет линеаризовать структуру вентильного электропривода в режиме прерывистого то­ка и, тем самым, улучшить динамические свойства системы автоматического регулирования скорости. Адаптивный регулятор тока состоит из пропорционально-интегрального регулятора, по­строенного на операционном усилителе А2, нелинейного звена НЗ и функционального преобразователя ЭДС ФПЕ. Управляющее на­пряжение на выходе АРТ представляет собой сумму сигналов, пропорциональных величине тока и ЭДС двигателя.

Uу = Кн • Uрт + агсsinЕ,

где Кн - коэффициент передачи нелинейного звена;

UРТ - сигнал, пропорциональный заданной величине тока;

Е - сигнал, пропорциональный э.д.с. якоря двигателя.

В однозонных приводах, где скорость регулируется измене­нием напряжения на якоре двигателя при неизменном.потоке возбуждения, и где э.д.с. якоря пропорциональна напряжению тахогенератора, на вход ФПЕ можно подавать напряжение тахогенератора (как выполнено в рассматриваемой схеме).

На входе регулятора тока сравниваются сигналы задания то-
ка, поступающие с выхода регулятора скорости, и обратной связи
по току, поступающие с выхода датчика тока.

Система импульсно-фазового управления предназначена для преобразования постоянного управляющего сигнала в после-довательность управляющих импульсов соответствующей фазы, подаваемых на управляющие переходы тиристоров.

Логическое устройство осуществляет управление силовыми группами вентилей в реверсивном преобразователе и выполняет следующие функции:

- выбор группы вентилей в зависимости от знака сигнала с вы­хода НЗ;

- включение ключей Н2 и В2 в цепи обратной связи по току для обеспечения отрицательной обратной связи по току;

- блокировку входа ЛУ сигналом датчика проводимости вентилей и управляющими импульсами;

- создание выдержки времени между снятием импульсов с рабо­тавшей ранее группы вентилей и подачей их на вступающую в работу группу.


Датчик проводимости предназначен для контроля состояния тиристоров и работает по принципу контроля напряжения на тири­сторах анодной или катодной группы. Датчик напряжения предна­значен для гальванической развязки системы управления от сило­вой части и получения на выходе напряжения, пропорционального либо э.д.с,, либо напряжению на якоре двигателя. В узел датчика напряжения входят элементы, образующие тахометрический мост, который используется в системах с обратной связью по э.д.с.

Датчик тока предназначен для гальванической развязки сис­темы управления от силовой части и получения на выходе сигнала, пропорционального току якорной цепи. На выходе выпрямителя V образуются напряжения обеих полярностей, а на вход регулятора А2 через ключи Н2 и В2 подается сигнал той полярности, которая соответствует работающей группе.

2. ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА СИСТЕМЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ

Система управления однозонным реверсивным электропри­водом собрана на двух платах. Регулятор скорости и адаптивный регулятор тока в совокупности с соответствующими обратными связями образуют замкнутую двухконтурную систему регулирова­ния частоты вращения электродвигателя.

Сигнал от задатчика частоты вращения поступает непосред­ственно на вход усилителя А1. Выходной сигнал регулятора скоро­сти является задающим для внутреннего токового контура, поэтому ограничение максимальной величины выходного напряжения регу­лятора скорости с помощью резистора R17 соответственно приво­дит и к ограничению максимально возможного тока якоря в пере­ходных режимах пуска и торможения или при перегрузках. Когда усилитель А1 не насыщен, то сопротивление резистора R17 не влияет на выходное напряжение А1. Когда же А1 находится в на­сыщении, то напряжение задания тока определяется напряжением насыщения А1 и делителем напряжения R13-R17.

Для линеаризации характеристик электропривода в режиме прерывистого тока в канал регулирования введено нелинейное звено с характеристикой, обратной регулировочной характеристике управляемого выпрямителя в режиме прерывистого тока. Нели­нейное звено выполнено на операционном усилителе А4 на плате № 1 с нелинейной обратной связью.

Функциональный преобразователь э.д.с. имеет арккосинусную характеристику и реализован на операционном усилителе АЗ.


Величина сигнала, пропорционального э.д.с. якоря двигателя, ус­танавливается потенциометром R16 при номинальной частоте вращения электродвигателя в режиме холостого хода таким образом, чтобы среднее значение выходного напряжения регулятора тока (усилитель А2) было равно нулю. При такой настройке выходное напряжение А2 становится пропорциональным току двигателя и поэтому ограничение его максимального уровня с помощью резистора RЗЗ обеспечивает также ограничение макси­мальной величины составляющей выпрямленного напряжения, ко­торая непосредственно определяет ток двигателя.

 

Ud = Е – Id • Rэ,

где Ud - выпрямленное напряжение;

Id - выпрямленный ток;

Е - э.д.с. якоря двигателя;

Rэ - эквивалентное сопротивление якорной цепи.

Таким образом, осуществляется дополнительное так назы­ваемое упреждающее ограничение максимального тока двигателя.

Для согласования выхода системы регулирования с входами каналов фазосмещения СИФУ и для ограничения углов регулиро­вания тиристорного преобразователя, а. также для установки на­чального угла регулирования, служит управляющий, орган СИФУ, выполненный на операционном усилителе А5 платы № 1. Началь­ный угол регулирования выставляется с помощью потенциометра R41, максимальный - с помощью резистора; R49, минимальный угол ограничивается с помощью резистора R50.

Управление транзисторными ключами, атакже подключение СИФУ к необходимой группе вентилей реверсивного тиристорного преобразователя, осуществляются логическим устройством.

Для согласования однополярной регулировочной характери­стики СИФУ ά = f(Uвх) с разнополярным сигналом с выхода адап­тивного регулятора тока служит переключатель характеристик ПХ, расположенный на плате № 2. Переключатель характеристик реа­лизован на операционном усилителе А1 и транзисторных ключах VI. Изменение полярности напряжения на промежуточном входе нелинейного звена (потенциальная точка 23) приведет к измене­нию полярности сигнала UНЗВ на входе нуль-органа (НО) логиче­ского устройства. При этом отрицательный сигнал устанавливает нуль-орган в состояние "1", а положительный - в состояние "0". Ес­ли на блокирующем входе (контакт 12) имеется сигнал "1" отдат­чика проводимости тиристоров и нет импульсов с формирователя импульсов, то элементы совпадения 1Д1 и 2Д1 разрешают прохо-


ждение сигнала нуль-органа на триггер заданного направления то­ка. Элементы совпадения 1Д2 и 2Д2 при наличии на их общем вхо­де сигнала "1" переводят триггер истинного направления тока (ТИНТ) в положение, соответствующее триггеру заданного направ­ления тока (ТЗНТ). Выходы триггеров ТЗНТ и ТИНТ подключены на элементы совпадения 1ДЗ и 2ДЗ, которые управляются общими ключами КН и КВ, а последние, в свою очередь, управляют тремя парами ключей: Н1, В1, Н2, В2, НЗ, ВЗ. Силовые ключи Н1, В1 раз­решают выдачу управляющих импульсов на комплекты тиристоров "Назад" и "Вперед". Ключи Н2, В2, НЗ, ВЗ осуществляют переклю­чение в цепи обратной связи по току и на входе управляющего ор­гана СИФУ.

При изменении знака сигнала UHЗВ меняется полярность на­пряжения на выходе нуль-органа. Ток в силовой цепи спадает и, как только станет равным нулю, с датчика проводимости вентилей по­ступает сигнал "1", разрешающий нуль-органу через элементы сов­падения 1Д1 и 1Д2 перевести триггер заданного направления тока в новое состояние. На выходе элементов совпадения 1ДЗ и 2ДЗ на­ступает соответствие (на входах сигнала "1"). При этом отключается ключ КН и снимается сигнал UР, разрешающий подачу импульсов на тиристоры. Начинается отсчет выдержки времени на приведение триггера истинного направления тока в новое состояние. В момент снятия сигнала UР на выходе элемента ЗДЗ появляется логический сигнал "1". Конденсатор С8 начинает заряжаться и как только на­пряжение на нем достигает уровня "1" элементы совпадения 1Д2 и 1ДЗ переведут ТИНТ в то же состояние, что и ТЗНТ. При этом вклю­чается ключ КВ. На выходе элемента 4ДЗ появится сигнал, разре­шающий подачу импульсов на тиристоры группы "Вперед".

Если во время отсчета задержки времени на вход нуль-органа поступит команда на включение (работавшей) группы вен­тилей, то ТЗНТ возвращается в прежнее состояние, соответствую­щее ТИНТ, и сразу разрешается выдача импульсов на тиристоры первоначально выбранной группы. Это позволяет исключить поте­рю информации в системе регулирования тока нагрузки и умень­шить бестоковую паузу.

3. СХЕМА ЗАЩИТ ЭЛЕКТРОПРИВОДА БТУ-3601

В комплектном приводе БТУ-3601 предусмотрены следую­щие виды защит:

- от перегрузок, ь;

- от перегрева двигателя,


 

- от недопустимого снижения напряжения питающей сети,

- от "ползучей" скорости при отсутствии сигнала от задатчика частоты вращения.

Все виды защит агрегата воздействуют на RS-триггер (плата № 1), который при срабатывании переводит угол (регулирования тиристорного преобразователя в область инверторного режима и вызывает загорание сигнальной лампы "Авария", Триггер выполнен на базе логических элементов ЗД2 и 4Д2 микросхемы Д2.







Дата добавления: 2015-10-19; просмотров: 2713. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Картограммы и картодиаграммы Картограммы и картодиаграммы применяются для изображения географической характеристики изучаемых явлений...

Практические расчеты на срез и смятие При изучении темы обратите внимание на основные расчетные предпосылки и условности расчета...

Функция спроса населения на данный товар Функция спроса населения на данный товар: Qd=7-Р. Функция предложения: Qs= -5+2Р,где...

Аальтернативная стоимость. Кривая производственных возможностей В экономике Буридании есть 100 ед. труда с производительностью 4 м ткани или 2 кг мяса...

Тема: Составление цепи питания Цель: расширить знания о биотических факторах среды. Оборудование:гербарные растения...

В эволюции растений и животных. Цель: выявить ароморфозы и идиоадаптации у растений Цель: выявить ароморфозы и идиоадаптации у растений. Оборудование: гербарные растения, чучела хордовых (рыб, земноводных, птиц, пресмыкающихся, млекопитающих), коллекции насекомых, влажные препараты паразитических червей, мох, хвощ, папоротник...

Типовые примеры и методы их решения. Пример 2.5.1. На вклад начисляются сложные проценты: а) ежегодно; б) ежеквартально; в) ежемесячно Пример 2.5.1. На вклад начисляются сложные проценты: а) ежегодно; б) ежеквартально; в) ежемесячно. Какова должна быть годовая номинальная процентная ставка...

Лечебно-охранительный режим, его элементы и значение.   Терапевтическое воздействие на пациента подразумевает не только использование всех видов лечения, но и применение лечебно-охранительного режима – соблюдение условий поведения, способствующих выздоровлению...

Тема: Кинематика поступательного и вращательного движения. 1. Твердое тело начинает вращаться вокруг оси Z с угловой скоростью, проекция которой изменяется со временем 1. Твердое тело начинает вращаться вокруг оси Z с угловой скоростью...

Условия приобретения статуса индивидуального предпринимателя. В соответствии с п. 1 ст. 23 ГК РФ гражданин вправе заниматься предпринимательской деятельностью без образования юридического лица с момента государственной регистрации в качестве индивидуального предпринимателя. Каковы же условия такой регистрации и...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.014 сек.) русская версия | украинская версия