Ремонт и диагностика электродвигателей постоянного тока с независимым возбуждением на основе электропреобразователей Кемрос и Кемток

Общая часть.doc

1 Общие сведения и принцип работы тиристорного
преобразователя «Кемрос»
Тиристорный преобразователь (ТП) «Кемрос» предназначен для управления двигателями постоянного тока с независимым электромагнитным возбуждением. Электропривод укомплектованный этим ТП и двигателем постоянного тока служит для обеспечения главного движения металлорежущих станков с ЧПУ.
Регулирование скорости вращения совершается в двух зонах изображённых на рисунке 1.
Рисунок 1 Зоны регулирования
В первой зоне с нуля до номинальной скорости nном вращающий момент остаётся постоянным а мощность увеличивается и при номинальной скорости достигает своего номинального значения потому что мощность является функцией вращающего момента и скорости:
Во второй зоне мощность является постоянной а вращающий момент уменьшается с увеличением скорости.
Этот способ регулирования осуществляется посредством управления якорного напряжения и тока возбуждения.
В первой зоне ток возбуждения поддерживается постоянным. Регулировка скорости происходит посредством изменения якорного напряжения. При максимальной величине UЯ скорость вращения – nном. Увеличение скорости выше этой величины может произойти при уменьшении тока возбуждения.
Во второй зоне регулирования якорное напряжение поддерживается неизменным а увеличение скорости происходит посредством уменьшения тока возбуждения. Таким образом достигается увеличение скорости в 3-5 раз. Уменьшение тока возбуждения имеет свои пределы потому что при величине тока возбуждения близкой к нулю скорость вращения становиться недопустимо большой.
При постоянном вращающем моменте с увеличением скорости мощность возрастает. При номинальной скорости достигается номинальная мощность. Более высокую скорость можно достичь если уменьшать момент вращения так чтобы мощность оставалась постоянной. Этот способ регулирования выбран потому что двигатель не может продолжительно отдавать мощность выше номинальной.
За короткое время (30 минут) электропривод может работать с вращающим моментом который в два раза выше номинального. То есть максимальный момент это:
При этом отдаваемая мощность в два раза выше.
Электропривод укомплектованный тиристорным преобразователем «Кемрос» является реверсивным. Изменение направления вращения осуществляется посредством изменения поляризации якорного напряжения. Этот способ реверсирования обеспечивает более хорошие динамические показатели чем реверсирование посредством изменения направления тока возбуждения.
Блок схема тиристорного преобразователя «Кемрос»
Регулирование скорости вращения электродвигателя осуществляется посредством двух управляемых токовыпрямителей. Один для якорного напряжения он является реверсивным а другой для тока возбуждения. Токовыпрямитель для якорного напряжения является реверсивным и состоит из двух трёхфазных мостовых выпрямительных схем и содержит 12 тиристоров. Выпрямитель тока возбуждения является однофазным мостовым. Он не реверсивен. Это позволяет управление только двух из вентилей.
Оба выпрямительных моста для якорного напряжения включены параллельно и противонаправленно. Одновременная работа двух выпрямителей недопустима т.к. может произойти короткое замыкание. Поэтому они управляются по способу который обеспечивает всегда работу только одного моста. Это достигается посредством паузы 4 мс при переключении управления с одного к другому мосту. Поэтому управление называется «раздельным». Электронные управляющие блоки расположены на 5 платах. Две из которых закреплены неподвижно а другие три раскрываются как тетрадь. Это обеспечивает свободный доступ ко всем узлам и контрольным точкам электронных блоков.
На блок схеме показаны:
- Задатчик интенсивности (ЗИ) – этот узел задаёт интенсивность развёртывания и торможения. При скачкообразной подаче управляющего напряжения на вход его выходное напряжение нарастает линейно до достижения заданной входной величины. Время достижения этой величины можно регулировать.
- Дифференцирующая сеть – улучшает динамические характеристики регулирования в скоростном контуре.
- Регулятор скорости (РС) – сравнивает задание с действительной скоростью и вырабатывает управляющее воздействие (напряжение) к регулятору скорости тока.
- Зависимое от скорости токоограничения – ограничивает выходное напряжение на регуляторе скорости т.е. задания на ток на уровне определённом скоростью вращения.
- Блок для ограничения вращающего момента электродвигателя (БОМ) – через него ограничивается М6 на две степени командами TLL и TLH.
TLL – ограничение вращающего момента уровня (005-025)·Mb max
TLH – ограничение вращающего момента уровня 05· Mb max
- Блок формирования кривой токоограничения.
- Регулятор якорного тока (РТ) – сравнивает задание тока с действительным током и вырабатывает управляющее воздействие к системе импульсного фазового управления тиристорного выпрямителя для якорного напряжения.
- Блок защит (БЗ) который определяет направление вращения. Он разрешает или запрещает работу двух мостов из выпрямителя для якорного напряжения.
- Синхронный выпрямитель – посредством этого блока задаётся якорный ток (Ia) при нулевой скорости и выпрямляется напряжение с выводов РТ.
- Токоснимающий узел – посредством этого узла и трансформаторов тока можно следить за якорным током электродвигателя. На выходе этого узла получается напряжение пропорциональное току который подаётся на РТ. Таким способом осуществляется обратная связь по току.
- Система импульсного фазового управления выпрямителя для якорного напряжения.
- Трансформаторы тока (ТТ).
- Выпрямитель якорного напряжения.
- Коммутационный дроссель – ограничивает скорость роста якорного напряжения.
- Трансформатор для питания возбудительной обмотки электродвигателя.
- Выпрямитель тока возбуждения.
- Датчик якорного напряжения (ДЯН).
- Дифференцирующая цепь (ДЦ).
- Регулятор тока возбуждения (РТВ).
- Система для импульсного фазового управления выпрямителя тока возбуждения.
- Комплекс «защиты и сигнализации». Предназначен для обеспечения лёгкого управления и безаварийной работы электропривода.
- Блок «ориентированное торможение и числоаналоговый преобразователь». Обеспечивает остановку двигателя в 4096 положениях и позволяет принимать задание в числовом или аналоговом виде.
М – электродвигатель постоянного тока.
TG – тахогенератор который служит датчиком скорости.
RS – мощный резистор посредством которого можно следить за током возбуждения.
Электропривод представляет собой систему для автоматического регулирования скорости вращения электродвигателя. Изменение скорости осуществляется посредством изменения якорного напряжения и тока возбуждения. В первой зоне регулирования ток возбуждения остаётся постоянным изменяется якорное напряжение. Во второй зоне ток возбуждения управляется посредством UЯ которое достигло своей максимальной величины и его изменение – десятки милливольт. Этого изменения достаточно чтобы вызвать значительное изменение тока возбуждения а следовательно и скорости вращения.
Якорное напряжение регулируется двухконтурной системой с подчинённым регулированием. Основным является контур регулировки скорости а подчинённым контур регулировки тока.
Скорость вращения подаётся от управляющего напряжения – UУ. Величина этого напряжения определяет скорость а е го знак – направление вращения. Возможна подача скорости в двоичном коде который преобразуется ЦАП в постоянное напряжение. Отрицательная обратная связь по скорости осуществляется при помощи тахогенератора который присоединён к валу двигателя.
Якорный ток можно отследить при помощи трансформаторов тока включенных в две фазы питающих выпрямитель якорного напряжения. Вторичный ток этих трансформаторов суммируется и преобразовывается в постоянное напряжение от токоснимающего узла.
Регулятор скорости сравнивает заданную скорость – UУ с действительной скоростью – UTG и на его выходе получается напряжение которое подаётся к регулятору тока посредством токоограничивающего узла. Это напряжение является заданием якорного тока. Регулятор тока сравнивает заданный с действительным током и на его выходе получается напряжение. Модуль этого напряжения посредством СИФУ определяет величину якорного напряжения таким способом чтобы заданная и действительная скорость были равными независимо от нагрузки.
Блок (БЗ) сравнивает выходные напряжения на РС и РТ и разрешает работу на одном или другом выпрямительном мосту так чтобы якорное напряжение было необходимой полярности. Таким образом совершается регулирование скорости в первой зоне. В контуре регулирования тока возбуждения создана отрицательная обратная связь. Это обеспечивает точную поддержку заданной скорости на IВ за которой можно следить посредством мощного резистора включённого последовательно с обмоткой возбуждения. Когда якорное напряжение достигает своей максимальной величины (400В) на выходе датчика БЗ устанавливается достаточно высокое напряжение которое посредством диодного ключа прерывает обратную связь. Величина тока возбуждения уже зависит от модуля якорного напряжения.
При задании скорости выше номинальной UЯ нарастает выше 400В что со своей стороны вызывает уменьшение тока возбуждения (IВ).
Скорость увеличивается и достигает заданной. Якорное напряжение устанавливается на 400В а ток возбуждения на необходимую величину чтобы поддержать заданную скорость.
Узел зависимого от скорости токоограничения выполняет свою функцию ограничивая выходное напряжение на РС т.е. задание тока.
Зависимость уровня ограничения от скорости вращения показана на рисунке 2.
Рисунок 2 Зависимость уровня ограничения от скорости вращения
Такое ограничение якорного тока необходимо потому что с увеличение скорости коммутационные возможности щёточного контакта электродвигателя уменьшаются.
Управляемый выпрямитель якорного напряжения
Этот выпрямитель состоит из двух трёхфазных выпрямительных мостов. Они работают отдельно при чём переключение управления от одного к другому происходит с паузой 4 мс. Таким образом исключается их одновременная работа т.е. короткое замыкание между ними.
Трёхфазный мост является однополупериодным выпрямителем линейного напряжения. Поэтому пульсации выходного напряжения имеют частоту 300Гц. В любой момент во время работы этого выпрямителя ток течёт между двумя фазами через два вентиля (тиристора) и нагрузкой. Тиристоры в трёхфазном мосту образуют две группы: катодную и анодную.
За один период сетевого напряжения (20 мс) каждый тиристор катодной группы последовательно работает с двумя тиристорами анодной группы. Вот почему к каждому тиристору подаются два включающих импульса.
2 Описание схем управления и логики
Регуляторы. Общие сведения
Система автоматического регулирования скорости электродвигателей постоянного тока с тиристорными преобразователями для главных приводов типа «Кемрос» включает в себя:
– Регулятор скорости.
– Токовыпрямитель управляемый со схемой для импульсного фазового управления.
– Регулятор возбуждения.
В первой зоне регулирования посредством регулятора возбуждения задаётся ток возбуждения IВ равный номинальному а регулирование скорости вращения двигателя осуществляется практически по двухконтурной схеме с подчинённым регулированием. По основному контуру на вход регулятора скорости поступает задание на скорость двигателя n3 и по сети для обратной связи с тахогенератора – информация о действительной величине скорости nд. Выходная реакция регулятора скорости IВ является заданием для регулятора тока. По сети для отрицательной обратной связи посредством трансформаторов тока получается информация о действительной величине тока протекающего через двигатель IД и закрывается второй контур регулирования который со своей стороны является подчинённым первому. Его выходная реакция управляет системой импульсно фазового управления тиристорного выпрямителя для якорного напряжения которая должна быть такой чтобы действительная скорость вращения была равна заданной независимо от нагрузки двигателя.
Во второй зоне регулирования самым большим является влияние регулятора возбуждения потому что после достижения номинальных оборотов (максимальное якорное напряжение) увеличение скорости достигается посредством тока возбуждения. По контуру отрицательно обратной связи реализованной посредством дифференциального усилителя якорного напряжения поступает информация о нём (UК1) его изменение порядка десятка милливольт вызывает значительное уменьшение тока возбуждения что приводит к увеличению скорости вращения двигателя.
Основные узлы электросистемы используемые в I-ой зоне регулирования:
– Задатчик интенсивности – задающий интенсивность развёртывания и торможения двигателя т.е. время для достижения заданной скорости.
– Дифференцирующее звено – улучшает динамические характеристики регулирования в скоростном контуре.
– Регулятор скорости – вырабатывающий задание для тока после сравнивания заданной и действительной скорости.
– Блок для ограничения вращающего момента при сигнале TLH на 50% максим. И при TLL с возможность регулирования от 5 до 25% Mb max.
– Токоограничение – ограничивает задание тока на выходе регулятора тока.
– Узел для формирования коммутационной кривой двигателя т.е. для реализации зависимого от скорости вращения токоограничения.
– регулятор тока – сравнивает задание тока с действительным якорным током и воздействует на схему для импульсно-фазового управления посредством изменения угла включения тиристоров от силового выпрямителя.
– Логический блок – реализующий работу регуляторов определяющий направление вращения двигателя и включающий все сигнализации и защиты тиристорного преобразователя.
– Формирователь сигнала для якорного тока преобразующий информацию от трансформаторов тока о нагрузке двигателя.
– Система для импульсно-фазового управления.
– Узел для определения направления вращения.
– трансформаторы тока.
– Управляемый токовыпрямитель для якорного напряжения.
Задатчик интенсивности (ЗИ)
Этот блок используется для задания интенсивности при разгоне и торможении двигателя. При подаче задания к преобразователю скачком задатчик интенсивности обеспечивает его линейное уменьшение или увеличение до соответствующей величины и облегчает работу привода в переходных режимах.
Операционный усилитель DA76 работает как компаратор а DA77 – в качестве интегратора. Порог переключения на DA76 зависит от выходного напряжения на DA77. При изменении скачком UУ компаратор переворачивается и начинается интегрирование при чём скорость работы выходного напряжения зависит от положения потенциометра RP37. При выравнивании входного напряжения (UУ) и выходного I66 компаратор колеблется около нуля и выходное напряжение на DA77 остаётся постоянным.
Время интегрирования можно изменить грубо посредством изменения R445 или плавно посредством потенциометра RP37. Нулирование рамп-генератора совершается при помощи потенциометра RP26. Релейный контакт ONT шунтирует ввод преобразователя при выключении команды для работы.
Регулятор скорости (РС)
Регулятор скорости является пропорционально-интегральным и после получения сигнала о подаче скорости (при разрешённой работе привода) сравнивает его с действительной скоростью и в зависимости от моментной разницы вырабатывает сигнал который должен послужить задание регулятору тока. Регулятор тока выполнен с одним операционным усилителем DA78. На его инвертирующем входе суммируются напряжение полученное на выходе рамп-генератора как задание скорости (к.т. I66) и часть напряжения тахогенератора реализующего обратную связь по скорости со знаком противоположным заданию. На выходе DA78 (к.т. I67) получается моментное задание тока а именно такое чтобы заданная скорость соответствовала действительной.
Коэффициент усиления регулятора настраивается при помощи RP39 при чём посредством ползуна изменяется глубина обратной связи. Резистор R451 запаивается только при первоначальном пуске и ремонте привода. С его включением в обратную связь регулятор уже является пропорциональным коэффициенту усиления и приблизительно равен единице. После развёртывания двигателя и сфазирования обратных связей это сопротивление распаивается.
Для улучшения динамики системы в цепи отрицательной обратной связи по скорости параллельно резистору R449 включено дифференцирующее звено R450 C218 при помощи которого регулятор скорости получает опережающую информацию при переходных процессах. Таким образом компенсируется инерция двигателя и избегается раскачивание системы при соответствующем коэффициенте усиления. Параллельно конденсатору C220 входящий в обратную связь регулятора включен ключ составленный из двух MOS транзисторов KF-520-VT116 и VT117 или одного транзистора 2N4393 в зависимости от варианта исполнения. Когда нет разрешения на работу на гейти подаётся управляющее напряжение +15В – ключ закрыт конденсатор С320 укороченный уменьшается коэффициент усиления и избегается насыщение регулятора потому что он становиться пропорциональным. При включении «работы» когда комплекс логики защит подаёт сигнал неисправности (зажигается светодиод VH19 (RD) и закрыта связь между перьями (1-Х2 и 2-Х2) зажигается светодиод VH18 (ON) гейтам транзисторов подаётся – 30В для KF520 или – 15В для 2N4393 при чём они загораются конденсатор С320 включен в обратную связь и регулятор работает в пропорционально-интегральном режиме.
С подбором конденсатора С218 от обратной связи по скорости сопротивления R452 конденсатора С220 от обратной связи регулятора и изменения коэффициента усиления от RP35 улучшаются динамические характеристики системы преобразователя-двигателя – уменьшается перерегулировка ликвидируются неисправности в скорости вращения повышается устойчивость системы в переходных режимах. При помощи релейного контакта ONT шунтируется ввод регулятора скорости при выключенной «работе». При помощи RP38 нулируется регулятор скорости а таким способом и привод.
Параметры регулятора определяются величинами резистора R460 и конденсатора C222. На одном из его входов (I67) поступает задание тока с выхода РС а на втором (I72) сигнал обратной связи по току который получается после обрабатывания информации от трансформаторов тока.
На его выходе получается сигнал который зависит от моментной разницы задания на ток и его действительной величины управляющую систему для импульсно-фазового управления и блока для определения вращения. Резистор R459 является технологическим и роль которую выполняет та же как и у резисторов R451 в РС. Ключ реализованный с MOS транзисторами VT118 и VT119 действует таким же способом как и ключ составленный на VT116 и VT117.
Когда на лицо условия для разрешения работы преобразователя транзистор VT109 насыщен (светодиод VH18 зажигается). Транзисторы VT110 и VT111 заперты. Сигнал который подаётся на гейты MOS транзисторов является отрицательным – 60В когда используется KF20 (мост М56 запаивается а М57 распаивается) и – 15В при 2N4393 (М56 распаивается а М57 запаивается) и они заперты а регуляторы «свободные» т.е. пропорционально-интегральные.
При отпадении сигнала для работы VT109 запирается а VT110 и VT111 насыщаются. Тогда на гейты транзисторов подаётся положительное напряжение около +14 (+15В минус подаёт на включенный диод VD285 и насыщенный транзистор VT111) и они включаются при чём укорачиваются конденсаторы в обратных связях регуляторов и они их делают пропорциональными.
С коллектора VT110 получается сигнал РАБ который управляет логикой для переключения групп с тиристорного блока находящегося на плате фазного управления.
Компаратор для определения направления вращения выравнивает выходные напряжения токового и скоростного регулятора. Его выходное напряжение имеет две величины +14В и -13В которые получаются при насыщении операционного усилителя DA80 в одном или другом направлении и используется для управления логического блока при определении работающей группы от силового выпрямителя и направления обратной связи по току которая получается от платы тока.
Напряжение полученное на выходах трансформаторов тока ТА18 и ТА19 как информация о токе протекающего через двигатель выпрямляется выпрямителем реализованным VD130 – VD136. Транзисторы VT150 и VT151 управляются компаратором для направления и при задании положительного напряжения VT151 насыщается а VT150 закрывается R494 передаётся через R492 на 10-ХТ7 к блоку регулятора и логики.
При изменении направления на 6-ХТ7 получается отрицательное напряжение VT150 насыщается VT151 запирается и R492 подаётся к массе.
Информация о токе передаётся через R494 и изменяет направление в отношении входа 10-ХТ7.
Узел зависимого от скорости токоограничения
Он обеспечивает ограничение задания тока в зависимости от скорости вращения т.е. работа в зоне под коммутационной кривой двигателя которая ограничивает максимальную величину тока который может коммутироваться через аппарат «коллектор - щётки» электродвигателя постоянного тока. Узел для токоограничителя можно рассматривать в двух частях: одна – формирующая коммутационная кривая и вторая – реализующая непосредственное токоограничение. В принципиальной электросхеме первой части при помощи резисторов R403 R404 R407 – R409 и диодов VD295 VD297-VD299 реализован делитель с нелинейным коэффициентом усиления которым моделируется коммутационная кривая двигателя. Посредством включения резистора R405 к – 15В создаётся порог от которого диод VD296 должен быть заперт для напряжения ниже 38В поданного на аналоговый выход для скорости вращения двигателя (к.т. I64). При помощи операционного усилителя DA73 реализован сумматор на входах которого подаются: -15В через на аноде VD296 сигнал с выхода делителя: +15В на двух других входах которые управляются сигналами для ограничения момента TLH1 принимается коллектором транзистора VT113 который является нормально насыщенным и запирается при подаче сигнала для ограничения момента на 50% (TLH). TLL1 принимается коллектором VT114 который управляется сигналом для ограничения момента низкого уровня TLL а уровень можно регулировать от 5 до 25% при помощи потенциометра RP34. TL1 принимается коллектором транзистора VT115 (сигнализация TL) который является насыщенным при наличии одного из двух сигналов для ограничения момента (TLL или TLH).
Когда нет сигнала для ограничения момента – TLH1 и TLL1 являются логическими нулями. R411 и R413 привязаны к массе через насыщенные транзисторы VT113 и VT114 и диод VD296 заперт напряжение на выходе DA73 (к.т. I65) определяется коэффициентом передачи который определён R416 и R414:
Напряжение задаёт начальный уровень кривой токоограничения. Резистор R414 на поднятом монтаже и при изменении двигателя через его замену можно изменить напряжение в I65. Для напряжений при которых включен VD296 выходное напряжение (I65) является алгебраической суммой от напряжения анода и диода и константой которая подана на другой вход инвертирующего сумматора. Эта сумма уменьшается по нелинейному закону с увеличением напряжения от аналогового выхода скорости. При подаче сигнала для ограниченного момента TL1 подаётся на массу через насыщенный транзистор VT115 VD296 запирается и этот вход сумматора не оказывает влияния. Если ограничение на 50 % VT113 запирается и напряжение на выходе DA73 определяется:
При ограничении момента на низком уровне:
И в зависимости от настройки RP34 на выходе сумматора напряжение варьирует от 03 до 31В.
Вторая часть узла реализующая непосредственное токоограничение составлена из двух усилителей один – дифференциальный выполненный на DA74 и неинвертирующий DA75. Дифференциальный усилитель усиливает разницу между напряжением с выхода РС (к.т. I67) и напряжением на выходе сумматора для формирования кривой токоограничения (I65) а неинвертирующий усилитель – сумму этих напряжений. При нулевой скорости напряжение в I65 – 115В причём напряжения на выходах DA74 и DA75 соответственно – 115В. Диоды VD300 и VD301 заперты.
При подаче положительного задания для большой скорости на выходе регулятора скорости устанавливается напряжение около – 12В потому что этого напряжения достаточно на выходе DA75 для того чтобы на выходе DA75 получилось отрицательное напряжение порядка – 06В которое со своей стороны приводит к включению диода VD301 и неинвертирующий усилитель DA75 включается в сеть активной отрицательной обратной связи регулятора скорости. Эта связь не позволяет роста задания для тока выше уровня определенного напряжения в I65.
Каждый рост выходного напряжения на РС свыше допустимого вызывает включение активной отрицательной обратной связи которая уменьшает уровень на выходе регулятора а отсюда и выходное напряжение. Поданное управляющее напряжение вызывает рост скорости двигателя до заданной при чём с увеличением скорости уровень в точке I65 уменьшается и задание тока тоже ограничивается на более низком уровне. При максимальной скорости ограничение на выходе скоростного регулятора самое низкое задание тока самое маленькое.
Когда ограничивается отрицательный уровень на РС в сеть ООВ включается как активный элемент DA75. При ограничении положительного уровня задания тока процессы развивающиеся там являются аналогичными но в этом случае активная отрицательная обратная связь осуществляется DA74 с включением диода VD300.
Аналоговый выход скорости (SM)
На перо 8 клемморяда Х2 получается напряжение пропорциональное модулю скорости вращения двигателя. Его уровень изменяется с 0 до 10В в зависимости от моментной скорости при чём +10В соответствует максимальной скорости вращения данного двигателя.
Как видно из принципиальной электросхемы узел для получения модуля скорости составлен из входного двигателя буфера (DA69) и точного выпрямителя реализованного с операционными усилителями DA71 DA72 и резисторами в обратных связях которые выполнены многослойной интегральной схемой ИС3 НР16А-10К.
Активный выход тахогенератора через который получается информация для обратной связи по скорости включается к перу 7 клемморяда Х2 и посредством делителя реализованного R438-R439 и RP38 часть его напряжения подаётся к регулятору скорости.
Посредством RP35 можно изменить плавно а через R436 грубо. С215 служит для фильтрования сигналов полученных от тахогенератора.
С DA69 реализуется повторитель который играет роль буфера. На его вход поступает информация о скорости с входного делителя а с его выхода сигнал подаётся к блоку логики плате ЦАПОС и блоку для получения модуля скорости который представляет собой точный выпрямитель реализованный двумя операционными усилителями DA71 и DA72. Первый их них DA71 инвертирует только положительные сигналы потому что для отрицательных VD293 включается а VD294 запирается. Второй DA72 работает как сумматор с двумя входами при чём на первый подаётся напряжение полученное для обратной связи по скорости а на второй с выхода DA71. Для его входа можно записать:
Т.к. все резисторы с интегральной схемы 16А-10К являются одинаковыми получаем:
Для положительных величин входного напряжения U(n) (к.т. I63) входными являются:
Таким образом на выходе DA72 получается сигнал пропорциональный модулю скорости вращения двигателя который используется логическим блоком и на перо 8 клемморяда Х2 который представляет аналоговый выход скорости.
Аналоговый выход тока (LM)
На этом выходе (перо 10 клемморяда Х2) получается сигнал пропорциональный силе якорного тока двигателя. Принципиальная электросхема узла включает один инвертирующий усилитель DA83 и точный выпрямитель реализованный интегральными схемами DA84 и DA85.
Напряжение с платы тока (ТП) которое подаёт информацию о величине якорного тока подаётся на инвертирующий вход операционного усилителя DA83 (к.т. I71). С выхода этого усилителя получается сигнал I который подаётся к регулятору тока для обратной связи по току и к точному выпрямителю для получения модуля якорного тока.
Принцип работы точного выпрямителя реализованного DA84 и DA85 является тот же как и с аналогового выхода скорости. С изменением резистора R482 который включен в обратную связь сумматора изменяется его коэффициент усиления и изменяется масштаб тока для различных типов преобразователя так чтобы при максимальной величине тока через двигатель аналогового выхода (LM) получалось напряжение 10В.
Комплекс защит и сигнализации
Он обеспечивает лёгкое введение в эксплуатацию простое управление и безаварийную работу электропривода. Блоковая схема состоит из:
ON – вводный сигнал разрешающий работу электропривода.
TLL TLH – вводные сигналы для работы с ограниченным моментом.
L – логическая схема
OC – защита от превышения максимального тока
CP – защита от неправильного присоединения к сети питания
FL – защита от отпадания возбуждения
TG – защита от прерывания обратной связи по скорости
OS – защита от превышения максимальной скорости вращения
EE – защита от большой погрешности в скорости
RD – выводной сигнал «готовность»
TL – выводной сигнал «работа с ограниченным моментом вращения»
SA – выводной сигнал «достигнутая скорость»
SD – выводной сигнал «достижение данной скорости»
ZS – выводной сигнал «нулевая скорость»
n – выводной аналоговый сигнал пропорциональный скорости.
IК – выводной аналоговый сигнал пропорциональный якорному току n и IК – это выводы на которых получается постоянное напряжение. Они позволяют посредством вольтметра обхватом 10В следить за скоростью и нагрузкой.
При подаче сигнала ON на выводе логической схемы получается сигнал разрешающий работу регулятора скорости регулятора тока системы для импульсно-фазового управления. Привод при действии какой-либо защиты вызывает отладку этого сигнала. Таким образом электропривод предохраняется от аварии.
Узел «ОС» - следит за якорным током при величине большей 221ном защита начинает действовать.
Узел «СР» - следит за наличием всех фаз напряжения питания и за правильной связью электропривода и сети питания.
Узел «FL» - следит за током возбуждения. При величине IВ меньше минимально допустимой защита приводиться в действие.
Узел «TG» - следит за наличием связи с тахогенератором. Защита приводится в действие при прерывании этой связи.
Узел «OS» - следит за скоростью вращения. Защита приводиться в действие при скорости n=(105-115)nmax.
Узел «ЕЕ» - следит за заданной и действительной скоростью. При перегрузке выше допустимой разницы разница между nЗАД и nДЕЙСТ. Становиться большой и защита приводиться в действие. Контакт на реле «RD» закрывается при готовности электропривода к работе.
Реле «TL» закрывает свой контакт когда принята и выполнена команда для работы с ограниченным моментом вращения.
Контакт реле «SA» закрыт при разнице между заданной и действительной скоростью меньше 15%.
Реле «SD» закрывает свой контакт при достижении скорости которая заранее заданна в диапазоне от nmin до 075nmax.
Реле «ZS» закрывает свой контакт при скорости от 001nMAX до 003nMAX. Уровень привода в действие можно выбрать в этом диапазоне.
Этот узел построен на транзисторе VT112. Готовность электропривода к работе сигнализируется зажиганием светодиода VH19 и зажим контактов реле К5.
Диоды VD286-VD290 и резисторы R395 и R396 образуют диодную логическую схему (YXZ). При наличии логической единицы на выходе Х и хотя бы на одном из выходов Y и Z на выходе схемы тоже получается логическая единица которая через R397 насыщает VT112. VH19 зажигается а реле К5 закрывает свои контакты.
Преобразователь готов к работе. При приведении защиты в действие «СР» на входе Х на схеме получается логический ноль.
На выходе логической схемы получается логический ноль и VT112 запирается. VH19 не светит и реле К5 не приводиться в действие. Такой же результат получается при логической единице на входе Х а нулях на входах Y и Z (включенная «работа» и защита в действии).
Команда «Разрешение на работу» подаётся посредством короткой связи клемм 1 и 2клемморяда Х2. При этом VT107 насыщается. На выходе (а) к узлу «RD» получается логическая единица. Насыщение VT107 приводит к запиранию VT108. Реле К4 открывает контакты чем разрешается подача задания к регулятору скорости.
Диодами VD278-VD282 и резисторами R382 и R383 реализуется логическая схема «И». При наличии логических единиц на её входах (катоды диодов) на её выходе Q тоже получается логическая единица которая подаётся к VT109 и насыщает его. При наличии логического нуля на одном из входов логического элемента на его выходе получается логический ноль и VT109 запирается – отпадает разрешение на работу. На входе Х есть логический ноль когда отсутствует команда «разрешение на работу» и двигатель не вращается. Во всех остальных случаях на выходе RS триггера реализованного DD1 есть логическая единица. На выходе Y есть логический ноль при срабатывании защиты «СР». На входе Z есть логический ноль при срабатывании одной из остальных защит.
Этот узел реализован DA68 и транзисторами VT104-VT106. На входе поступает сигнал с узла для наблюдения наличия и правильного распределения фаз питания. Порог компаратора реализованный DA68 - около 75В. При отсутствии фазы или при неправильном распределении фаз (вращение налево) напряжение на инвертирующем входе компаратора получается более отрицательным по сравнению с порогами на выход I61 напряжение скачком изменяется к +EСС. VT104 насыщается VT105 запирается VT106 тоже насыщается VH16 зажигается. К катоду на VD290 узла «RD» подаётся логический ноль. Готовность преобразователя к работе отпадает. На входе Y узла «ON» тоже получается логический ноль что приводит к отпаданию разрешения на работу. При отпадании -15В через R365 и VD219 VD106 насыщается. Защита «СР» не имеет триггерного действия. На её выходе получается логическая единица при ликвидации причины которая привела её в действие. Для индикации срабатывания этой защиты узел «СР».
Срабатывание защиты «СР» к переключению RS триггера реализованного DD1 в состояние поля на 6 выводе DD1. Светодиод VH17 зажигается и информирует срабатывание «СР». При отпадении причины привода в действие «СР» на выходе 1 получается логический ноль который однако недостаточен для изменения состояния триггера VH17 продолжает светить. Для поворачивания триггера необходимо выключить сигнал «ON». Конденсатор C209 заряжается через сеть R369-C209-R370. На 5 выходе DD1 есть логическая единица – триггер ещё не в состоянии нуля. При повторном включении «ON» C209 перезаряжается через R370-C209-VD272-VT107. На 5 выходе при перезарядке C209 появляется ноль и изменяет состояние RS триггера в логическую единицу. VH17 гаснет. После перезарядки С209 на выходе DD1 снова появляется единица.
Этот узел построен с операционным усилителем DA51 и гибридной интегральной схемой D92. На DA51 реализован компаратор. Посредством резисторов R302 R301 реализован делитель от которого на инвертирующий вход на DA51 подаётся отрицательное опорное напряжение соответствующее току возбуждения проходящего через двигатель. При включении напряжения питания к преобразователю на выходе компаратора DA51 устанавливается положительное напряжение около +ЕСС ввиду того что напряжение поданное к неинвертирующему входу на DA51 в начальном моменте является в меньшей степени отрицательное по сравнению с опорным. Через время (около 2 с.) напряжение на инвертирующем входе получается в большей степени отрицательное по сравнению с опорным. Ввиду положительной обратной связи (через диод и два резистора по 10К от D52) компаратора остается насыщенным к +ЕСС. Транзистор от D52 является насыщенным и VH11 зажигается. На 7 выводе на D52 есть логическая единица которая подаётся с 5 вывода на DD1. При подаче команды «ON» на 7 вывод на D52 появляется логический ноль за время перезарядки С209. Компаратор скачком изменяет своё состояние к –ЕСС. Транзистор в D52 запирается и VH11 гаснет.
Если по какой-нибудь причине отпадает ток возбуждения через двигатель компаратор VD51 скачком изменяет своё состояние к +ЕСС.
Транзистор с D52 насыщается и VH11 зажигается. Через М51 катода на VD281 получается логический ноль при котором отпадает разрешение на работу («ON»). VH18 гаснет и двигатель останавливается по инерции.
Узел реализован операционными усилителями DA81 и DA53 и гибридной интегральной схемой D54. С DA81 реализован RC – генератором. В сети для положительной обратной связи включен мост Робинзон-Вина который обеспечивает генерации частотой около 1кГц.
Мост построен при помощи конденсаторов С225 и С226 от 10 nF и резисторов R467 и R469 от 10К. Отрицательная обратная связь осуществляется резисторами R468 – 18 кОм и R466 – 65 кОм. Когда М62 и М63 не смонтированы на выходе генератора I69 наблюдаются генерации частотой 15 кГц и амплитудой около +ЕСС.
Если запаян М62 и включен тахогенератор к клеммам 6 и 7 клемморяда Х2 низкий импеданс якорной обмотки тахогенератора шунтируется через С224 неинвертирующий вход DA81. В результате этого генерации в I69 исчезают. Если прервётся связь с тахогенератором генерации снова появляются и их положительные полупериоды (через VD251) подаются на неинвертирующий вход компаратора который реализован DA53. На инвертирующий вход компаратора подаётся положительное опорное напряжение. Когда тахогенератор не включен или прерван амплитуда генераций превышает опорное напряжение и компаратор изменяет скачком своё состояние к +ЕСС. Остальная часть узла «TG» имеет аналогичное действие как узел защиты «FL».
Узел построен операционным усилителем DA55 и гибридной интегральной схемой D56. С I69 поступает напряжение пропорциональное скорости вращения электродвигателя. Это напряжение через R310 подаётся на неинвертирующий вход компаратора реализованного DA55. На инвертирующий вход DA55 подаётся положительное опорное напряжение около 11В. Когда скорость вращения превысит 4200-4600 мин-1 положительное напряжение на неинвертирующем входе становиться по сравнению с опорным и компаратор скачком изменяет своё начальное состояние к +ЕСС. Действие узла в дальнейшем аналогично действию узла «TG».
Узел построен операционным усилителем DA57 и гибридной интегральной схемой D58. С I73 (аналоговый выход тока) поступает положительное напряжение пропорциональное току через якорь двигателя.
Это напряжение через делитель реализованный R313 и R311 подаётся на неинвертирующий вход компаратора построенного DA57. На инвертирующий вход компаратора подаётся положительное опорное напряжение около +6В. Когда ток через двигатель превысит IMAX положительное напряжение на неинвертирующем входе становиться больше опорного. DA57 скачком изменяет своё начальное состояние к –ЕСС.
Дальнейшее действие узла аналогично действию узла «TG».
Узел построен с оперативными усилителями D64 D65 D66 DA59 и гибридными интегральными схемами D63 и D60. Операционными усилителями DA64 и DA65 реализован выпрямитель. На его выходе (I57) получается модуль из разницы обеих входных величин:
UУ – напряжение соответствующее заданной скорости вращения.
UД – напряжение соответствующее действительной скорости вращения.
Когда разница между обеими скоростями станет выше 05nMAX напряжение в I57 становиться выше по сравнению с +5В. Это напряжение с задержкой 8-10сек определённое инвертирующей группой R338 R340 C203 через R339 и R313 подаётся на неинвертирующий вход компаратора реализованного DA59. Посредством делителя построенного с R315 и R317 на инвертирующий вход DA59 подаётся опорное напряжение около +5В. Когда напряжение на неинвертирующем входе выше опорного компаратор изменяет своё начальное состояние к +ЕСС. Дальнейшее действие защиты аналогично действию защиты «TG».
Операционным усилителем DA66 тоже построен компаратор. На неинвертирующем входе опорное напряжение около +03В. Когда привод в покое в границах с 30-120 мин-1 VD263 запирается и напряжение с I57 подаётся на инвертирующий вход DA66. Когда напряжение в I57 превысит опорное DA66 изменяет своё состояние к +ЕСС. VT252 включается и опорное напряжение на DA59 через 1 сек (определённое инвертирующей цепью R343 C204) становиться отрицательным. DA59 изменяет своё состояние к +ЕСС VH15 зажигается – защита срабатывает. При подаче команды «TL» - для работы привода с ограниченным моментом вращения на неинвертирующем входе DA59 напряжение может увеличиться свыше 07В ввиду включения диода VD307 при срабатывании «TL». По этой причине DA59 тоже не может изменить своё состояние к ЕСС.
При работе привода с ограниченным моментом вращения (TL) защита «ЕЕ» не может включиться в действие.
Узел для сигнализации «ZS»
Работа привода при скорости ниже 30-120 мин-1 индицируется с закрытием контактов реле К2.
Операционным усилителем DA62 реализуется компаратор. На его неинвертирующий вход поступает напряжение соответствующее действительной скорости вращения электродвигателя с I64. Когда это напряжение превысит опорное DA62 изменяет своё состояние к –ЕСС. VT102 запирается и К2 открывает свои контакты. Порог срабатывания сигнализации настраивается в границах (30±4 - 120±6) мин-1 с RP32. Минимальная продолжительность сигнала «ZS» должна быть 40±5 мс. Эта продолжительность обеспечивается времязадающей сетью R330 R331 C202.
Узел для сигнализации «SD»
Работа привода при скорости в диапазоне (40-3000) мин-1 индицируется закрытием контактов реле К1. Узел построен с операционным усилителем DA61 и транзистором VT101. На инвертирующем входе компаратора реализованного DA61 подаётся напряжение пропорциональное скорости вращения с I64. Когда это напряжение превышает опорное напряжение которое подается на неинвертирующий вход компаратора он изменяет своё выходное состояние к –ЕСС. VT101 запирается и К1 открывает свои контакты. Граница срабатывания сигнализации настраивается RP31.
Узел сигнализации «SA»
Работа привода когда действительная скорость вращения отличается меньше чем на 15% от заданной скорости вращения индицируется закрытием контактов К3. Сигнализация работает при помощи «разрешения на работу» т.е. когда VD264 заперт. На инвертирующий вход компаратора реализованного DA67 поступает напряжение пропорциональное модулю разницы между действительной и заданной скоростью вращения. Когда это напряжение станет меньше опорного – поступающего на неинвертирующий вход компаратора и пропорционально модулю задания для скорости – DA67 переключает к +ЕСС.
VT103 насыщается и К3 закрывает свои контакты. Потенциометром RP33 настраивается порог привода в действие «SA» должен быть UД~085UЗ.
3 Описание схем управления СИФУ
Импульсно-фазовое управление и регулятор тока возбуждения.
Система импульсно-фазового управления
Система импульсно-фазового управления построена по вертикальному принципу с линейным изменяющимся опорным напряжением. Состоит из трёх одинаковых каналов соответствующих трём фазам питающего напряжения. Есть и четвёртый канал управления тока возбуждения. Каждый канал содержит: дефазирующую RC группу два компаратора генератор линейного измеряющего напряжения (ГЛИН) компаратор с транзисторными ключами формирования и распределения импульсов диодно-логическую схему «ИЛИ» и исходные тиристорные ключи.
Из за одинаковости трёх каналов будет рассмотрен только первый из них. Он включает интегральные схемы D11-D14 и транзисторы VT14-VT16. Напряжение синхронизации канала получается от трансформаторов питания и синхронизации VT16 28 пера дисковой муфты ХТ5 и может наблюдаться в контрольном пункте I31. Все сигналы этой платы измерены по отношению контрольного пункта I46 (масса). Упомянутое напряжение дефазируется от группы RP11 R101 C101. Настройка узла дефазирования между напряжениями в контрольных пунктах I31 и I32 происходит с RP11 на 18 мс (334°е1). Цель этого деформирования – ни один из тиристоров не может получить импульс включения до тех пор пока напряжение его анода станет положительным по отношению к напряжению его катода. Напряжение в пункте I32 сравнивается в компараторах D11 и D12 с напряжениями +(220±20)мВ -(220±10)мВ формированным делителем R181 R182 RP18 R183 R184. На выходе D11 напряжение положительное тогда когда напряжение в пункте I32 более отрицательное чем +220мВ. На выходе D12 напряжение положительное тогда когда напряжение в пункте I32 более положительное чем -220мВ. Оба выходных сигнала подаются на вход диодно-резисторной логической схемы «И» обеспечивающей включение транзистора VT11 только тогда когда оба сигнала положительные т.е. когда напряжение в пункте I32 между +220мВ и -220мВ. Это условие исполнено два раза для каждого периода (20мс) – когда синусоидальное напряжение проходит через нулевую величину. Транзисторный ключ VT11 служит для управления ГЛИН. Эмиттер VT11 имеет напряжение -10В обеспеченное стабилизатором VD175. Когда транзистор насыщен это напряжение через диод VD103 и небольшое сопротивление R107 воздействует на инвертирующий вход операционного усилителя D13. На выходе последнего (к.т. I33) появляется положительное напряжение около 2В. Это является результатом отрицательной обратной связи VD104 R108. Одновременно с этим конденсатор C106 быстро перезаряжается до напряжения на диод VD104. Когда транзистор VT11 запирается напряжение коллектора становиться +15В и диод VD103 запирается. Тогда на инвертирующий вход D13 воздействует положительное напряжение +15В через RP12 и R106 он начинает интегрировать в отрицательное направление до нового насыщения ключа VT11. Скорость интегрирования зависит от общего сопротивления RP12 и резистора R106 и ёмкости конденсатора С106. Она регулируется при помощи RP12 так что отрицательная кучность пилообразного напряжения достигает –(9±02)В. Если оба соединения кучности различаются то это является результатом неодинакового времени интегрирования и если разница более чем 5% то тогда она корректируется подстройкой порогов входных компараторов c RP18. Так в к.т. I33 получается линейное изменяющееся напряжение частотой 100Гц.
То же самое напряжение наблюдается и в к.т. I36 и I39 но три сигнала смещены друг от друга по фазе.
Компаратор D14 сравнивает напряжение в I41 с опорным ЛИН. Чем больше необходим якорный ток для отработки заданной скорости тем напряжение в I41 будет более положительным – напряжение входа D14 будет поворачиваться раньше отрицательного к положительному и тиристоры включаются раньше. Это приведёт к протеканию большего количества тока через якорь управляемого двигателя.
Группа R109 C109 дифференцирующая и при поворачивании компаратора D14 от отрицательного к положительному напряжению он вырабатывает положительные а при возвращении компаратора в выходное положение – отрицательные импульсы. Отрицательные импульсы шунтируются от диода VD105 с целью предохранения перехода эмиттер-база транзистора VT12. Положительные импульсы включают тот же самый транзистор. Его включение вызывает включение одного из транзисторов VT13 и VT14 в зависимости от состояния входных компараторов D11 и D12. Эмиттеры этих двух транзисторов питаются напряжением +10В обеспеченное стабилизатором VD176.
Когда на выходе компаратора D11 положительное напряжение а на D12 – отрицательное диод VD106 будет включен а VD107 запирается. На базе VT13 получается «твёрдое» напряжение +13В которое является более положительным чем напряжение эмиттера и это будет запретом его включения. Тогда при включении VT12 включается и VT14. При положительном напряжении входа компаратора D12 и отрицательного D11 включается VT13 а VT14 запирается. Таким образом получается распределение импульсов управления последовательно к тиристорам анодной и катодной группы в зависимости от того отрицательное или положительное напряжение синхронизирующей фазы в данный момент. Сигналы коллекторов VT13 и VT14 обрабатываются диодно-резисторной логической схемой «ИЛИ» предназначенную обеспечить одновременную подачу управляющих импульсов пар тиристоров по одному из анодной и катодной группы выпрямительного моста которые должны работать совместно. Ток через диоды вызывает насыщение соответствующего транзистора VT15 и VT16 которые являются выходными ключами и включают и выключают импульсные трансформаторы управляя тиристорами. Импульсные трансформаторы смонтированы на плате «Питание и управление тиристорами» и служат для гальванического разделения цепей электронных блоков от силовых цепей имеющих довольно высокий потенциал.
Диоды VD113 VD115 VD118 VD120 служат разделению первичных обмоток импульсных трансформаторов тиристоров от двух выпрямительных мостов якорного напряжения. Диоды VD114 VD116 VD119 и VD121 предохраняют переходы эмиттер-коллектор ключей VT15 и VT16 от пробоя при включении импульсных трансформаторов.
Действие двух компараторов аналогично.
Существует небольшая разница при действии четвёртого канала фазового управления. Он получает напряжение для синхронизации отдельной обмотки силового трансформатора возбуждения. Здесь не происходит настройка дефазированного выходного сигнала. Оно задано величинами элементов R161 и С134. Действие входных компараторов и ГЛИН совпадает с действием других трёх каналов.
Отрицательная кучность ЛИН так же настраивается на –(9±02)В при помощи RP17. Действие компаратора и формирователя импульсов подобно описанному выше но сигнал который сравнивается с опорным ЛИН берётся от обособленного узла регулирования возбуждения.
Другая особенность четвёртого канала – это недостача дефазированной логической схемы распределения импульсов по парам. В этом канале формируются единичные импульсы т.к. управляется однофазовый мост составленный из двух тиристоров и двух диодов. Диоды VD172 и VD174 служат для предохранения выходных трансформаторных ключей VT33 и VT34 от пробоя при выключении импульсных трансформаторов.
На плате «фазовое управление» находится и логический узел определения направления якорного тока. Он выполнен DTL интегральными схемами повышенной шумоустойчивости. Служит для запрета или распределения импульсов управления одного из выпрямительных мостов якорного тока.
Перо дисковой муфты ХТ5 осуществляет связь этого узла с транзисторным ключом VT110 платы «Регуляторы и логика». Когда последний насыщен на входе логического узла появляется «ноль» (потенциал ниже 1В). Это получается при запрете работы (нет команды «ON») или сработала защита. То же самое получается при прерывании связи ХТ5-ХТ7 связывающей описанную плату с платой «Регуляторы и логика». Тогда «ноль» обеспечивается резистором R190. Без этой блокировки через двигатель пошёл бы неуправляемый ток. В перечисленных случаях через диодно-резисторные логические схемы «И» образованные диодами VD178-VD180 и резисторами R188 и R192 получается логический ноль 1 и 13 ножки DD2. Это входы триггера образованного двумя логическими элементами «2И-НЕ» в результате этого получается логическая «единица» (потенциал выше 8В) выходов 3 и 11 выводов. Светодиоды VH182 и VH183 (ON1 и ON2) не зажигаются. Другие два логических элемента DD2 используются в качестве инверторов и на выходах логического узла 6 и 8 выводов получаются логические «ноли».
Если транзистор заделан VT110 (это отвечает разрешению на работу) состояние логического узла будет зависеть от сигнала поступающего на 6-ое перо дисковой муфты ХТ5. Оно связано с выходом компаратора определяющего необходимое направление тока через якорь двигателя и находящегося на плате «Регуляторы». Когда на 6-ое перо поступает положительное напряжение оно подаётся через стабилитрон VD200 и на 12 и 13 выводы DD1 как логическая «единица». Оба логических элемента DD1 используются в качестве инверторов и формирователей логических уровней. Первый из них инвертирует логическую «единицу» и полученный «ноль» подаётся через диодно-резисторную логику на 13-ый вывод DD2. Логический «ноль» будет и на выводе выхода логического узла – 8-ой вывод DD2. В другом логическом элементе DD1 сигнал снова инвертируется и на его выходе (8 вывод) появляется логическая «единица». Тогда VD178 запирается и конденсатор С114 достигает около 8В (логическая «единица») на выходе логического элемента (3 вывод) появляется логический «ноль». Светодиод VH182 зажигается. Через инвертор получим на 6-ом выводе логическую «единицу». Она является разрешением подачи импульсов тиристоров от одного выпрямительного моста и протекание тока через якорь двигателя в соответствующем направлении. Логический «ноль» поступающий от 3 на 12 вывод DD2 будет запретом появления логического «ноля» на 11 выводе – она определяет триггерное действие схемы.
Если компаратор платы «Регуляторы и логика» поворачивается на перо 6 ХТ5 появляется отрицательное напряжение. Стабилитрон окажется включенным в обратное направление и на 12 13 выводах DD1 получается логический «ноль». Он будет инвертировать дважды и через диодно-резисторную логическую схему подаётся на 1 вывод DD2. На 3-м выводе логическая «единица» появляется светодиод VH182 гаснет не будет запрета на 12 вывод. На 6-м выводе получается логический ноль что является запретом подачи импульсов к тиристорам работающего до сих пор моста. Тем временем на 11-м выводе DD1 получается логическая «единица». Происходит запирание диод VD181 и заряжается С145 через R192. Когда напряжение на конденсаторе достигает 8В выход логического элемента 11 выводе DD2 займёт состояние логического «ноля». Зажигается светодиод VH1 на 8 выводе появиться логическая «единица» а на 2 выводе DD2 от 11 вывода будет подаваться логический «ноль» запрещающий поворачивание триггера. Благодаря заряду С145 между появлением логического «ноля» на 6 выводе получается пауза 4 мс. При этой паузе тиристоры одного выпрямительного моста не могут получить управляющие импульсы до тех пор пока тиристоры другого моста запираются. То же самое получатся и при обратном переключении благодаря зарядке С144.
Синхронный выпрямитель
Узел образованный интегральными схемами D27 и D28 и транзисторами VT39 и VT40 представляет собой синхронный выпрямитель обрабатывающий сигнал от входа регулятора тока поступающего на 10 перо ХТ5 и перемещает его в отрицательное направление 6В так что если на 10 перо будет напряжение 0В на вход узла (I41) будет 6В. Если на 10 перо будет напряжение различающееся от 0В тогда на I41 напряжение становиться положительным при более большем модуле выходного напряжения D27 и D28 фиксированы как инвертирующие усилители. Первый из них имеет коэффициент усиления – 1. У второго три входа а на выходе получается инвертирующая сумма трёх сигналов поступающих на них но усиленные разными коэффициентами усиления зависящий от состояния двух аналоговых параллельных ключей VT39 и VT40. Эмиттер последних питается +10В и если на 6 и 8 ножках DD2 будет логический «ноль» диоды VD191 и VD192 запираются и транзисторы насыщаются. Не смотря на сигнал 10 пера на двух входных резисторах D28: R211 и R212 будет поступать +10В. На третьем входном резисторе поступает напряжение от -4 до -11В в зависимости от положения RP19.
В таком случае на выходе I41 получается напряжение более отрицательное чем -9В и тогда компараторы D14 D18 и D22 не будут поворачиваться. Тогда не будут вырабатываться импульсы управления тиристоров и через якорь двигателя не будет протекать ток.
Если есть разрешение на работу и сигнал на 10 перо положительный на выходе D27 получается тот же сигнал по модулю но с обратным знаком. Тем временем от компаратора на плате «Регуляторы и логика» на 10 перо будет поступать положительное напряжение. На 6 ножке DD2 получается логическая «единица» и транзистор VT39 запирается. Тогда сигнал от выхода D27 поступает на входной резистор образованный R210 и R212. На выходе D28 появляется отрицательное напряжение от 0 до -6В. При положительных изменениях входного сигнала на перо 10 выхода D27 получаются отрицательные изменения. В I44 изменения будут снова положительные но напряжение не будет превышать +07В что обеспечивается включением диода VD193. В результате положительных изменений происходит более раннее поворачивание компараторов D14 D18 D22 раньше будут включаться тиристоры и пройдёт нарастание тока через якорь. Если снова будет разрешение на работу на 8 перо но сигнал на 10 перо отрицательный тогда от компаратора платы «Регуляторы и логика» на перо 6 получиться так же отрицательный сигнал на 6 выходе DD2 появиться логический «ноль» на 8 выводе – логическая «единица» VT39 насыщается а VT40 запирается. Поэтому рассматриваемый узел называется синхронный выпрямитель. Не смотря на состояние D27 на входной D28 резистора R212 будет поступать +10В а на R213 снова подаётся (-4-11)В а на входной резистор R209-R211 – прямо на входной сигнал 10 пера. Увеличение по модулю сигнала 10 пера N5 будет отрицательным изменением и вызовет снова положительные изменения сигнала в точке I41. Ток опять будет нарастать но это будет ток через другой выпрямительный мост и следовательно ток через якорь двигателя будет обратным току рассмотренному в выше упомянутом случае.
Если будет разрешение на работу но на 10 перо сигнал - 0В тогда на одном входном резисторе D28 будет поступать +10В на другом 0В и состояние входа будет зависеть только от положения RP19.
В этом случае режима настройка происходит при помощи RP19 напряжение в точке I41 –(-6±0.3)В.
Электронный ключ для переключения питания импульсных трансформаторов
Логические сигналы от 6 и 8 пера DD2 управляют и узел образованный VT35-VT38. Это электромагнитный переключатель с блокировкой против одновременного включения VT35 и VT36. Служит для подачи питающего напряжения к импульсным трансформаторам управляющие тиристоры одного или другого выпрямительного моста. Если на 6 и 8 выходах DD2 есть логические «ноли» тогда VT37 и VT38 заделаны из-за отрицательного напряжения их баз обеспеченного R195 и R204 связанные с -15В. Диоды VD184 и VD190 предохраняют транзисторы от пробоя на переходах эмиттер-база. В этом режиме диоды VD186 и VD188 заделаны. Транзисторы VT35 и VT36 так же заделаны так как их базы связаны с питающим напряжением +24В через резисторы R198 и R204 а эмиттеры через оба диода VD177 и VD178 обеспечивающие напряжение ниже 15В. Тогда на импульсные трансформаторы не подаётся питающее напряжение и это является блокировкой против подачи импульса к какому-нибудь тиристору когда есть запрет на работу.
Если на выходе 6 DD2 появится «единица» VT37 насыщается VD186 включается и через него протекает базовый ток который насыщает VT35. Тогда на 21 перо ХТ4 получается напряжение +20В которое питает импульсные трансформаторы тиристоров от одного выпрямительного моста. Это напряжение обеспечивает такой потенциал анода VD189 что если по каким-нибудь причинам включится и VT38 то диод VD189 включается и VD188 будет поляризован в обратном направлении. Это блокировка от одновременного питания импульсных трансформаторов тиристоров обоих мостов.
Если на 6 пероХТ5 получается отрицательное напряжение от компаратора то на 6 ножке DD2 появляется логический «ноль». Тогда будут заделаны VT34 и VT35. Приблизительно через 4мс получится логическая «единица» 8 вывода. VT38 и VT36 насыщаются и на 24 перо ХТ5 появиться напряжение около +20В. Приводятся в действие тиристоры другого выпрямительного моста. Это способ блокировки против одновременного включения обеспечивается VD185. Так получается изменение направления тока через якорь двигателя.
Группа R199 C148 фильтрующая и предохраняет питание от смущений возникших при коммутации импульсных трансформаторов выходных транзисторных ключей. Конденсаторы С146 С147 С161 С162 улучшают шумоустойчивость описанного узла.
Регулятор тока возбуждения
Узел образованный интегральными схемами D32 и D33 представляет собой точный выпрямитель с регулируемым коэффициентом усиления. На его входе (28 перо ХТ4) поступает от платы «Питание и управление тиристорами» сигнал пропорциональный напряжению якоря двигателя. На выходе – контрольный пункт I45 получает сигнал пропорциональный модулю якорного напряжения. Первый операционный усилитель действует как инвертирующий усилитель с коэффициентом усиления – 1 для отрицательных сигналов. Он не реагирует на положительные сигналы благодаря диоду VD198 в обратной связи и диоду VD199. D33 так же действует как инвертирующий усилитель суммируя сигналы от 28 пера ХТ4 с сигналами выхода D32. Принимается что ползун потенциометра RP21 в упомянутом на схеме положении. Тогда коэффициент усиления D33 сигналов от 28 пера ХТ4 будет:
Коэффициент усиления выхода D32 (точнее катода VD199):
Сигнал на выходе узла I45 будет:
где U1 – напряжение 28 пера ХТ4;
U2 – напряжение катода VD199
О напряжении U2 уже знаем что:
U2=-U1 – для отрицательных величин;
U2=0 – для положительных величин.
Тогда для положительных сигналов получим:
Для отрицательных сигналов будет:
Следовательно на выходе всегда получиться сигнал пропорциональный модулю входного но с отрицательным знаком. Это означает что чем больше модуль якорного напряжения тем отрицательнее напряжение в I45.
Общий коэффициент узла реализуется RP21. Через него настраивается порог перехода во вторую зону регулирования. Конденсаторы С152 и С153 образуют с резисторами R234-R237 два низкочастотных Т-фильтра которые уменьшают влияние переменных составляющих якорного напряжения.
Интегральная схема D29 – это усилитель сигнала тока возбуждения. Она связана как инвертирующий усилитель сигнала. Информация от шунта на 27 перо ХТ4 при чём сигнал положительный. На выходе усилитель (к.т. I42) есть отрицательный сигнал. Резисторы R217 R218 и конденсатор С419 образуют низкочастотный Т-фильтр предназначенный уменьшать пульсацию сигнала тока возбуждения. С такой же целью включен и конденсатор С159 в обратной связи D29.
Следующий узел – это регулятор тока возбуждения. Он исполнен интегральной схемой D80 связанной как пропорционально-интегральный (ПИ) регулятор. На инвертирующем входе поданы два сигнала: сигнал действительного тока – с отрицательным знаком и сигнал заданного – с положительным. В результате этого на выходе получается сигнал ошибки который подаётся следующему инвертирующему усилителю DD1 а он используется в качестве транслятора уровня. Последняя функция обеспечивается наличием резистора R227 соединённого с +15В. Это необходимо для перемещения обрабатываемого сигнала в отрицательное направление с несколькими вольтами и изменению -9В до 0В с целью сравнения с опорным ЛИН. Диод VD197 обеспечивает поддержку сигнала в I44 всегда отрицательным. Когда двигатель вращается и его якорное напряжение достигает своей максимальной величины после чего регулирование должно продолжаться во второй зоне напряжение в пункте I45 становиться менее отрицательным чем напряжение в I42. Тогда запирается VD194 и включается VD195. Отрицательное изменение сигнала на входе D30 вызывает положительное изменение на выходе таковой и отрицательное в I44. Тогда произойдёт перемещение импульсов включения тиристоров от выпрямителя возбуждения. Ток возбуждения уменьшается что приведёт к увеличению скорости двигателя. Так как регулятор скорости поддерживает её это вызывает уменьшение якорного напряжения а от туда и положительное изменение сигнала в I45. Регулятор D30 реагирует на это изменение и в I45 получается понижение напряжения. Это вызывает положительное изменение сигнала в I44 и оттуда повышение тока возбуждения. Будет установлена такая величина тока при которой скорость вращения соответствует заданной. Во всей второй зоне регулирования последние несколько узлов будут действовать как стабилизаторы якорного напряжения посредством регулирования тока возбуждения. Тем временем регулятор скорости будет действовать по расширенному контуру в который включены эти узлы. Диод VD194 запирается во время работы во второй зоне и сигнал тока возбуждения не будет влиять на регулятор D30. Группа С151 R225 VD196 дифференцирующая. Она улучшает динамические показатели электропривода.
4 Описание силовой части преобразователя
Блок питания и управления тиристорами
На этой плате расположен узел который следит за напряжение якоря узел контролирующий правильное связывание преобразователя к питающему напряжению выпрямители и стабилизаторы питания электронных блоков импульсные трансформаторы и RC-группы тиристоров.
Все напряжения на этой плате за исключением первичной цепи измеряются по отношению к контрольному пункту I18 (масса). Питание осуществляется трансформаторами TV15 TV16 и TV17 которые служат и для синхронизации. Средние выводы вторичных обмоток связаны одной массой. Таким образом вторичные напряжения образуют шестифазовую звезду. К ней присоединены два шестифазовых однополупериодных выпрямителя составленных диодами VD20-VD31. Шестифазовая схема обеспечивает маленькие пульсации выпрямленного напряжения а однополупериодная схема даёт возможность получения двух питающих напряжений (положительного и отрицательного) из тех же обмоток трансформаторов. К выпрямителям включены два параметрических стабилизатора +24В и -24В составленные резисторами R38 R39 и стабилитронами VD32-VD35. Конденсаторы С26 и С27 служат для фильтрования этих напряжений. Отрицательное напряжение -24В можно измерить в к.т. I19. Положительное напряжение используется в качестве сигнала управления регулирующего транзистора VT6 включен как эмиттерный повторитель. Последнее напряжение фильтруется конденсатором С38 и подаётся через перо 7 дисковой муфты ХТ1 на плате «ЦАПОС» для питания входных ступеней. Напряжение +24В параметрического стабилизатора можно измерить в к.т. I17. Оно подаётся через перо 7 к плате «фазовое управление» для питания импульсных трансформаторов. То же самое напряжение используется и для питания стабилизатора положительного напряжения +15В. Он составляется интегральной схемой DA2 и транзистором VT1. DA2 – интегральный стабилизатор напряжения типа 723. Опорное напряжение внутреннего источника получается на 4 выводе (нумерация выводов касается металлостеклянного корпуса типа ТО100). Оно связано с инвертирующим входом встроенного дифференциального усилителя. Его инвертирующий вход получает информацию о выходном напряжении делителя R44 R45. Таким образом на выводе дифференциального усилителя получается сигнал ошибки. Он подаётся на составленный транзистор состоящий из встроенного в ИС транзистора и внешне регулирующего транзистора. Таким образом осуществляется стабилизирование напряжения.
Настройка необходимой величины (+15±01)В осуществляется посредством подбора резистора R44 на поднятом монтаже. Конденсаторы С30 и С32 фильтрующие. В схеме предусмотрена защита от коротких замыканий в электронных блоках. Она исполнена встроенным в интегральной схеме защитным транзистором. Напряжение эмиттер-база вопросного транзистора определяется суммой двух напряжений – падение на R42 и падение на R43. В нормальном режиме падение на R42 около 300мВ и определяется напряжением эмиттер-коллектор транзистора VT1. Следовательно порог включения защитного транзистора зависит от напряжения на R43 т.е. от тока потребляемого электронными блоками. При включении транзистора через него протекает часть тока управляющего базой составленного транзистора. Последний начинает запираться. В результате этого повышается его напряжение эмиттер-коллектор. Получается лавинообразный процесс после чего через транзистор VT1 протекает небольшой ток достаточный для поддержания такого падения напряжения на R43 необходимого для незапирания защитного транзистора. Если устраним короткое замыкание защитный транзистор закроется м схема возвращается в состояние выходное. Получается характеристика блока питания показанная на рисунке 3.
Рисунок 3 Характеристика блока питания
Стабилизированное напряжение можно измерить в к.т. I21.
Стабилизатор отрицательного напряжения работает подобным образом но здесь дифференциальный усилитель не обеспечивает базового тока для реализующего составного транзистора а отклоняет часть тока обеспеченного R47. В этой схеме транзистор VT3 и защитный транзистор VT5 дискретные т.к. они p-n-p типа а в интегральной схеме встроены типа n-p-n. Кроме того для нормальной работы схемы (обеспечение достаточного напряжения между 5 и 6 выводами) осуществляется ввод стабилитрона VD36. Он работает как транслятор уровня от выхода интегрального дифференциального усилителя к базе транзистора VT3. Когда интегральная схема монтируется в пластмассовый корпус типа ТО116 дискретный стабилитрон VD36 необходим т.к. в этом корпусе есть такой стабилитрон. Стабилизированное напряжение -15В можно измерить в к.т. I22 и настраивается посредством подбора резистора R54. Конденсаторы С28 и С29 служат частотной коррекцией интегральных усилителей DA2 и DA3.
В схеме предусмотрена блокировка положительного напряжения питания при отпадании отрицательного. Оно реализовано транзистором VT2. При отпадении отрицательного напряжения резистор R46 обеспечивает базовый ток включения VT2. Включение приводит к блокировке напряжения на 3 ножке интегральной схемы DA2 что является задание стабилизированного напряжения. Положительное напряжение устанавливает величину около 4В которая зависит от коэффициента усиления транзистора VT2. При настройке блока питания действие это защиты блокируется посредством отпайки моста М1.
В преобразователе используется и напряжение +15В для питания TLL-схемы серии 74. Оно получается отдельным стабилитроном. Питающее переменное напряжение берётся отдельной обмоткой трансформатора возбуждения. Выпрямление этого напряжения осуществляется однофазным мостом составленным диодами VD37-VD40. Выпрямленное напряжение фильтруется конденсатором С34. От него питается стабилизатор напряжения. Его действие подобно описанию выше но здесь сравнивается полное выходное напряжение с частью опорного т.к. выходное ниже опорного. Другая особенность схемы – это действие защиты. В это случае при повышении выходного тока до 1А схема действует как стабилизатор напряжения а при токе до 12А работает как ограничитель тока. Вольтамперная характеристика изображена на рисунке 4.
Рисунок 4 Вольтамперная характеристика
Дискретный регулирующий транзистор смонтирован на радиаторе вне платы – в силовом блоке. Конденсаторы С36 и С37 фильтрующие а С35 служит частотной коррекцией интегрального дифференциального усилителя. Стабилизированное напряжение можно измерить в к.т. I23.
Управление тиристорами
Импульсные трансформаторы служат гальваническому разделению электронных блоков силовых цепей т.к. у последних довольно высокие и при этом разные потенциалы. Первичные обмотки трансформаторов связаны с платой «Фазовое управление» и управляются оттуда. При включении и выключении первичных обмоток к питанию во вторичных индуцируются напряжения с формой импульсов – положительные и отрицательные. При положительном импульсе включается диод связанный с этой обмоткой и через управляющий переход соответствующего трансформатора протекает токовый импульс. Когда диод заперт управляющий диод тиристора остаётся свободным. Для того чтобы тиристор не включался эвентуальными смущениями его управляющий переход шунтирован керамическим конденсатором. Каждый импульсный трансформатор несёт номер тиристора управляющий им. С тем же самым номером диод и конденсатор связанные с его вторичной обмоткой. Так например трансформатор TV1 управляет тиристором VS1 и с его вторичной обмотки связаны: диод VD1 и конденсатор С1. Импульс поданный его первичной обмотке можно проверить в к.т. I1.
Каждый из тиристоров шунтирован RC-группой которая предохраняет его от высоких скоростей нарастания его анодного напряжения при коммутации других тиристоров.
Датчик якорного напряжения
Узел который следит за якорным напряжением представляет собой дифференциальный усилитель реализованный интегральной схемой DA1. Он получает сигнал от падения напряжения на резисторе R8 сопротивительного делителя R7 R8 R9. Сигнал образовывается многозвенным низкочастотным фильтром образованным резисторами R12-R17 и конденсаторами С23 С24 и подаётся на оба входа DA1. На выходе к.т. I16 наблюдается сигнал пропорциональный якорному напряжению. При помощи потенциометра RP1 настраивается максимальный прижим синфазных сигналов на входе дифференцирующего усилителя.
На этой плате монтируется и узел который следит за правильным связыванием преобразователя к питающему напряжению. От вторичных обмоток трансформаторов TV15 TV16 TV17 получается три переменных напряжения. При правильном соединении они образуют трёхфазную систему. К ним присоединена звезда сопротивлений R21 R25 R27. В нормальном режиме в центре звезды будут минимальные пульсации напряжения. Если одно или две из напряжений (без точного определения) недостают или недофазированные на 120°е1 на катоде диода VD18 получается переменное напряжение амплитудой приблизительно равной амплитуде упомянутых выше напряжений трансформаторов. Отрицательные полуволны пройдёт через диод VD18 и воздействуют на входе узлов защиты «СР» на плате «Регуляторы и логика».
Группа R24 С25 дефазирует напряжение поступающее на перо 28 ХТ3 трансформатора TV16 около 60°е1. Если последовательность фазы правильная то дефазированное напряжение будет в противофазе напряжением пера 30 ХТ3. Тогда в общем пункте резисторов R20 и R23 будет незначительное напряжение являющееся результатом не симметрии. Если группировка фаз неправильная оба напряжения будут немного перемещены и в общем R20 и R23 появиться напряжение соизмеримое с напряжением трансформаторов. Отрицательные полупериоды будут воздействовать через диод VD17 снова на входе узла защиты «СР». Таким же образом через диод VD16 получается информация о неправильной синхронизации 2 канала через VD19 – на 3-м канале фазового управления. Аноды всех диодов этого узла связаны к перу 11 ХТ3 (связь с узлом защиты «СР») и к.т. I15L. На последней точке можно измерить сигнал вызывающий срабатывание защиты «СР» и по его форме можно судить о виде неисправности.

Список литературы.doc

Васин В.М. «Электрический привод» Москва издательство «Высшая школа» 1984г.
Галкин В.И. «Полупроводниковые приборы» Мн.: Беларусь 1994г.
Журнал «Радио» выпуск за 1981 г. №5-6.
Камнев В.Н. «Чтение схем и чертежей электроустановок» - Москва «Высшая школа» 1986 г.
Кисаримов Р.А. Справочник электрика. – М. «Энергия» 1969 г.
Техническое описание тиристорного преобразователя «Кемрос» 1989.
Усатенко С.Т. «Выполнение электрических схем по ЕСКД». Справочник М. Изд-во стандартов 1989 г.
Цейтлин Л.С. «Электропривод электрооборудование и основы управления» учебник для учащихся электромеханич. техн. – М. «Высшая школа» 1985 г.
Череданова Л.И. «Основы экономики и предпринимательства». Издательский центр «Академия» 2002 г.
Эксплуатационная документация тиристорного преобразователя «Кемрос».

Содержаниеdoc.doc

1 Назначение электроприводов 3
2 Технические характеристики электроприводов ..4
3 Устройство и принцип действия электропривода . 14
4 Описание принципиальной схемы электропривода ..21
1 Блок схема диагностического стенда 36
2 Разработка конструктивна диагностирующего стенда .37
3 Подбор и расчет элементной базы для устройства диагностики .38
4 Методика диагностирования электропривода 43
Экономическая часть.
1 Расчет сметной стоимости электрооборудования .45
2 Расчет технико-экономического обоснования электрооборудования 52
Мероприятия по технике безопасности
1 Организационные мероприятия по обеспечению безопасности производства работ 55
2 Техника безопасности при установке настройке и диагностике электропривода. 56
3 Требования безопасности в аварийных ситуациях ..57
Список литературы 58

Задание(новое).doc

Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
Среднего профессионального образования
Воткинский машиностроительный техникум им. В. Г. Садовникова
РАССМОТРЕНО УТВЕРЖДАЮ:
На заседании предметной Зам. директора по УПР
на дипломное проектирование
студенту: Обухову Виктору Владимировичу группы Эл-41
по специальности 140613
Тема проекта: «Ремонт и диагностика электродвигателей постоянного тока с независимым возбуждением на основе электропреобразователей «Кемрос» и «Кемток».
Дата выдачи задания 31.03.08
Срок окончания проекта 2.06.08
1Общие сведения и принцип работы тиристорного преобразователя «Кемрос».
2Описание схем управления и логики.
3Описание схем управления СИФУ.
4Описание силовой части преобразователя.
1 Низкочастотный функциональный генератор.
2 Методика проверки и ремонта преобразователя.
3 Наладка привода под проверяемый двигатель с помощью пульта наладочного.
1 Расчёт сметной стоимости электрооборудования.
2 Расчёт трудозатрат определение количества рабочих для проведения ремонтных работ.
МЕРОПРИЯТИЯ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ
1 Общие требования по технике безопасности.
2 Инструкция по технике безопасности при ремонте и обслуживании тиристорного преобразователя.
Лист 1: Схема подключения привода.
Лист 2: Принципиальная схема регуляторов и логики.
Лист 3: Принципиальная схема СИФУ.
Лист 4: Принципиальная схема управления силовой частью.
Лист 5: Схема подключения пульта управления к шкафу приводов.
Лист 6: Внешний вид пульта наладочного «Кемрос».
Лист 7: Блок схема привода «Кемрос».

Специальная часть.doc

2. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
1 Низкочастотный функциональный генератор
Часто приходиться исследовать характеристики транзисторов и микросхем громкоговорителей и магнитных реле электродвигателей а также разных систем электронной автоматики и др.
Для этого был изготовлен низкочастотный генератор. Он позволяет получить систему трёх синхронных сигналов изображённых на рисунке 5 прямоугольной треугольной и синусоидальной форм в диапазоне 01-1100Гц.
Рисунок 5 Сигналы низкочастотного генератора.
Амплитуда каждого сигнала регулируется независимо от остальных в интервале 0-10В при токе нагрузки до 100мА и остаётся постоянной во всём диапазоне изменения частоты. Генератор выполнен на 8 операционных усилителях и 10 транзисторах. При питании от сети переменного тока 220±10В он потребляет мощность 30Вт. Его габариты 350х200х100мм масса 3 кг.
Система синхронных сигналов позволяет получать на экране двухкоординатного самописца или осциллографа имеющего входы X и Y статические и динамические характеристики в виде устойчивых неподвижных изображений не заботясь о синхронизации. Для исследования статической градуировочной (регулировочной) характеристики любой из непрерывных сигналов одновременно подают на вход исследуемого устройства (ИУ) и на вход Х индикатора (И) а вход Y индикатора соединяют с выходом исследуемого устройства как показано на рисунке 6. На экране индикатора при этом получиться график исследуемой характеристики y=N(х). Например снимая автоматически входную характеристику транзистора можно вручную регулировать коллекторное напряжение UК и получить семейство этих характеристик. для которых параметром является UК. Подав любой из сигналов на обмотку реле и соединив через его контакты вход Y индикатора с источником постоянного напряжения на экране индикатора наблюдают регулировочную характеристику реле.
Динамические свойства усилителя НЧ можно отделить по его реакции на перепад входного напряжения (по переходной характеристике) или по зависимости коэффициента усиления и фазы от частоты.
Для получения переходной характеристики собирается схема изображённая на рисунке 7. Амплитудно-частотные и фазочастотные характеристики можно получить если на вход устройства ИУ подать синусоидальный сигнал а выход устройства соединить со входом Y индикатора И. Если по оси Х луч отнять тем же входным синусоидальным сигналом как показано на рисунке 9 то на экране будет обычная фигура Лиссажу. Если же для отклонения луча по оси Х использовать треугольный сигнал схема показана на рисунке 10 то методика снятия АЧХ не изменится а фазовый сдвиг можно оценить по расстоянию от левого конца изображения до пересечения горизонтальной оси.
Генератор состоит из компаратора (электронного реле с гистерезисом) на операционном усилителе DA1 и двух интеграторов на операционных усилителях DA2 и DA3. Сигнал прямоугольной формы снимаемый с выхода компаратора интегрирует первым интегратором (DA2). На его выходе формируется напряжение изменяющееся по линейному закону. Обратная связь с входа компаратора через резистор R4 обеспечивает возбуждение колебаний треугольно формы и стабилизацию их амплитуды на уровне 10В на выходе первого интегратора. Этот сигнал интегрируется вторым на выходе которого получается параболический (весьма близкий к синусоидальному) сигнал с той же амплитудой. Обратная связь с выхода второго интегратора через резистор R1 обеспечивает стабильность амплитуды и симметричность формы параболического сигнала. Перестройка генератора осуществляется изменением параметров цепи обратной связи с помощью переключателей SВ1-SВ3 меняющих коэффициент передачи обоих интеграторов.
Для того чтобы при изменении частоты колебаний амплитуды необходимо синхронно изменять коэффициенты передачи обоих интеграторов оставляя их соотношение постоянным.
Амплитуду сигналов можно регулировать переменными резисторами RР22 RР28 RР36.
Прибор содержит три усилителя мощности каждый из которых выполнен на операционном усилителе и двух транзисторах включенных по схеме двухконтактного эмиттерного повторителя. Зона нечувствительности каскада устранена глубокой обратной связью через резисторы R23 R31 R39.
Резисторы R25 R27 R33 R35 R41 R43 предохраняют усилитель мощности при коротком замыкании в нагрузке.
Чтобы скомпенсировать сдвиг фазы вносимый двумя интеграторами генератора усилителя мощности треугольного и параболического сигналов инвертирующие а прямоугольного – неинвертирующий.
Схема блока питания. На выходе стабилизатора получают два разнополярных стабилизированных напряжения 15В относительно общего провода. Для нормальной работы плеч стабилизатора необходимо чтобы эффективное значение напряжения в каждой половине вторичной обмотки трансформатора составляло 165-175В при максимальном токе 03А.
Прибор смонтирован по блочно на трёх печатных платах. Конденсаторы С4 и С9 которые входят в генератор размещены на плате усилителя. В генераторе применён самодельный сдвоенный резистор изготовленный из двух резисторов ППБ-1А.
Трансформатор питания изготовлен из дросселя от телевизора «Рекорд-Б». Сердечник из пластин УШ16 толщина набора 24 мм набран «вперекрышку». От обмотки дросселя отматывают 500 витков и делают отвод – это будет первичная обмотка. Затем проводом ПЭЛ 031 наматывают обмотку из 240 витков с отводом от середины – это вторичная обмотка. На транзисторы VT5 VT8 устанавливают хомуты – радиаторы с поверхностью охлаждения по 20 см2.
Корпус генератора склеен дихлорэтаном из листового органического стекла толщиной 4 мм и окрашен серой нитроэмалью.
Наладка блока питания состоит в установке выходного напряжения плеч с точностью ±1% подбором резисторов R12 и R13. Затем проверяют нагрузочную способность стабилизаторов подключением к каждому из них резистора сопротивлением 50 Ом 10Вт. Изменение напряжения не должно превышать 10 мВ амплитуда пульсаций должна быть не более 1 мВ.
Наладка блока генератора сводится к установке на выходе операционного усилителя DA1 напряжения 14В. Это напряжение получают автоматически как порог ограничения подбором операционного усилителя. На выходах DA2 и DA3 подбором резистора R4 в цепи обратной связи добиваются максимальной амплитуды равной 10В. Иногда для этой цели может потребоваться подбор резисторов R7 R14. Величина сопротивления этих резисторов влияет и на частоту генерирующих колебаний.
Резисторы R5 RР6 R12 и RР13 должны быть выбраны с точностью ±2% от номинала. Если в генераторе будут установлены конденсаторы С1-С4 и C6-C9 с допуском в ±1% то резисторы R9 R10 R16 и R17 можно исключить.
При невозможности точного подбора конденсаторов допускается положительное отклонение от номинала. Отклонение компенсируется установкой резисторов R9 R10 R16 R17. Если конденсаторы С3 и С4 отличаются по ёмкости от номинала на 2-35% то устанавливают резисторы R9 и R10 сопротивлением 1 Мом при отклонении 35-6% - 470 кОм.
Резисторы R7 и R14 для подобранных конденсаторов определяют по следующим формулам (сопротивление – в кОм ёмкость – mF).
R7=0.318C1 R14=0.125C6
В усилителях мощности подбирают резисторы R23 R31 R39 с таким расчётом чтобы максимальная амплитуда выходных сигналов усилителей мощности была равна 10В при нагрузке 100 Ом. Если этого добиться не удаётся можно либо подобрать резисторы R25(R33 R41) с меньшим сопротивлением либо заменить выходные транзисторы на другие с большим коэффициентом передачи по току.
Рисунок 6 Схема подключения генератора и исследуемого устройства к осциллографу
Рисунок 7 Схема подключения генератора и исследуемого устройства к осциллографу
Рисунок 8 Схема подключения генератора и исследуемого устройства к осциллографу
Рисунок 9 Схема подключения генератора и исследуемого устройства к осциллографу
2 Разработать методику проверки и ремонта преобразователя
Прежде всего следует сказать что каждый электропривод типа «Кемрос» подвергается на заводе-изготовителе тщательному контролю и наладке поэтому всегда следует весьма критически подходить к изменению величины сопротивления того или иного регулировочного потенциометра.
Дать однозначную методику наладки электроприводов главного движения с двухзонным регулированием не представляется возможным. Здесь возможно применение нескольких вариантов:
- первоначальная наладка преобразователя возбуждения а затем преобразователя якоря;
- первоначальная наладка преобразователя якоря а затем преобразователя возбуждения;
- предварительная наладка систем управления при отключенной нагрузке;
- предварительная наладка преобразователей при активной нагрузке;
- контроль и наладка при подключенных силовых цепях якоря и возбуждения и другие варианты наладки в том числе и в комбинациях перечисленных выше методов.
Кроме того выбор способа введения привода в эксплуатацию зависит от того получен ли новый привод от завода-изготовителя произошла ли серьезная авария вставлены ли новые ненастроенные платы и т. д.
Все монтажные работы следует проводить при выключенном напряжении.
Рекомендуется следующая последовательность наладки:
- провести внешний осмотр всех компонентов электропривода проверить надежность контактных и разъемных соединений. При необходимости подтянуть винтовые соединения устранить замеченные неисправности.
- выполнить монтаж внешних соединений в соответствии с комплектностью поставки привода.
- убедиться в правильности чередования фаз питания силового преобразователя якоря и цепей синхронизации.
- проверить работоспособность и правильность направления вращения вентилятора двигателя.
- запаять настроечные резисторы R435=20 кОм в цепи обратной связи регулятора скорости D62 и R420=51 кОм в цепи обратной связи регулятора тока D59 сделав их пропорциональными.
- выключить тумблер «Работа» (ON).
- включить силовое питание. При этом должен светиться светодиод VH302 (FL). Через выдержку времени около двух секунд VH302 гаснет и загорается светодиод VH307 (RD) сигнализирующий о готовности привода к работе. Отсутствие сигнала «Готовность» свидетельствует о неисправности.
- проверить величины выходных напряжений источников питания преобразователя стабилизированного ±15 В±01 В (контрольные точки I20 I21) нестабилизированных ±24 В (контрольные точки I16 I18)- 30 В (контрольная точка I17).
- настроить преобразователь питания обмотки возбуждения для чего:
- потенциометром RP17 отрегулировать амплитуду пилообразного напряжения СИФУ возбуждения до величины - 9В±01 В (контрольная точка I30).
- потенциометром RP20 установить номинальное значение тока возбуждения. При этом напряжение в контрольной точке I33 должно быть -3 ± 02 В.
При возникновении затруднений в регулировках следует проверить работу тракта схемы СИФУ возбудителя в соответствии с принципиальной схемой и теоретическими диаграммами ее работы.
- на входе задатчика интенсивности D60 D61 установить нулевое задающее напряжение после чего проверить величину напряжения на его выходе (контрольная точка I54). Это напряжение являющееся входным для регулятора скорости должно быть равно нулю. Балансировка задатчика интенсивности осуществляется потенциометром RP26 в цепи отрицательного питания ОУ D60. В этих условиях привод может быть включен в работу путем подачи от станка сигнала «Деблокировка» (Работа - ON).
- сфазировать отрицательную обратную связь по частоте вращения для чего: отключить вывод тахогенератора с клеммы ХЗ7 и снять перемычку М13 защиты от обрыва цепи тахогенератора; деблокировать привод при этом должен загореться один из светодиодов-VН195 или VH196 определяющих направление вращения по или против часовой стрелки; подать небольшое задающее напряжение и измерить напряжение на выходе ЗИ (контрольная точка I54) и на отключенном выводе тахогенератора. Полярность напряжений должна быть противоположная. В противном случае поменять местами выводы тахогенератора; подключить тахогенератор и перемычку М13.
- наблюдать форму тока якоря в контрольной точке I58 на входе обратной связи регулятора тока D59 для чего: подать задающее напряжение величиной 1 В; осциллографом с калибровкой 50 мВдел наблюдать импульсы тока якоря при обоих полярностях задающего напряжения. При этом двигатель должен изменить направление вращения.
Если импульсы тока имеют различную амплитуду то потенциометрами RР12 RP14 и RР16 генераторов пилообразного напряжения СИФУ преобразователя якоря выровнять амплитуды относительно среднего значения осциллограмма изображена на рисунке 10.
Рисунок 10 Осциллограмма импульсов тока
Если импульсы тока имеют различную амплитуду то потенциометрами RP12 RР14 и RР16 генераторов пилообразного напряжения СИФУ преобразователя торов D11 D12 D15 D16 Dl9 и D20. Разница между амплитудой токов при смене направления вращения допускается. Амплитуда напряжений пилообразной формы в контрольных точках I23 I26 и I24 составляет - 9 В.
- провести балансировку регулятора скорости для чего: отпаять наладочные резисторы R435 и деблокировать привод; при нулевом задающем напряжении и сбалансированном ЗИ (RP26) потенциометром RР24 в цепи отрицательного питания регулятора скорости D62 установить напряжение тахогенератора на клемме ХЗ7 равным нулю.
- выполнить плавный разгон останов и реверс привода в первой зоне регулирования: Убедиться в его работоспособности.
- настроить датчик напряжения якоря D21 для чего: включить привод на частоту вращения равную n = 1300 1500 обмин; потенциометром RP1 добиться минимальной синфазной ошибки в контрольной точке I15 на выходе ДНЯ; потенциометром RP2 выполнить масштабирование датчика напряжения якоря установив номинальное значение напряжения 400 В ±5 В. При этом следует одновременно подстраивать минимальную ошибку потенциометром RP1.
- плавно разогнать привод до максимальной частоты вращения повысив задающее напряжение до величины Uзад= ±10 В.
Потенциометром RР22 в цепи обратной связи по частоте вращения осуществить масштабирование установив предельную частоту n= 3500 ± 30 обмин.
- установить требуемое время разгона привода до максимальной частоты вращения исходя из условий работы механизма (потенциометр RP23 в схеме задатчика интенсивности) - 15 25 с.
- настроить оптимальный переходный процесс по частоте вращения.
Качество переходных процессов определяется параметрами регуляторов тока и скорости. Регулятор тока настроен на заводе-изготовителе привода и изменение его параметров перепайкой элементов не рекомендуется.
Подстройку регулятора скорости потенциометром RР25 изменяющим коэффициент передачи регулятора рекомендуется производить при скачкообразной подаче задающего напряжения соответствующего номинальной частоте вращения n = 1500 обмин. Коробка передач должна быть переключена в диапазон самых низких скоростей шпинделя т.е. соответствовать минимальному дополнительному приведенному моменту инерции нагрузки.
Следует добиться минимального значения величины перерегулирования частоты вращения изображённого на рисунке 11.
Рисунок 11 Перерегулирование частоты вращения
- проверить токовую диаграмму в контрольной точке I58 при реверсе привода на максимальной частоте вращения n = 3500 обмин (время разгона около 1 с).
Наблюдая осциллограмму изображённую на рисунке 12 убедиться в правильной работе токоограничения.
Рисунок 12 Осциллограмма токоограничения
Если при минимальном значении коэффициента усиления в осциллограмме
скорости наблюдается перерегулирование а осциллограмме тока-колебания то в первую очередь следует проверить качество присоединения вала двигателя к механизму станка; наличие люфтов недопустимо.
К колебаниям тока могут приводить провалы в напряжении обратной связи по частоте вращения.
Для устранения колебаний при отсутствии люфтов и нормальной работе тахогенератора необходимо изменить постоянную времени обратной связи
Тос = С320R437 (сначала уменьшить величину R437 если это не дает результата то восстановить прежнюю величину R437 и увеличить емкость конденсатора С320).
- проверить срабатывание электронных защит преобразователя: от превышения максимальной частоты вращения OS. Должна срабатывать при задающем напряжении Uзад = 105 116 В; от обрыва цепи возбуждения двигателя FL. Защита срабатывает при отключении одного из проводов питания преобразователя возбуждения; от превышения тока якоря максимально допустимой величины ОС. Действие защиты проверяется подачей напряжения ±15 В на вход ОУ D41 (контрольная точка I58 на входе PT); от обрыва цепи тахогенератора TG. Защита проверяется отключением вывода тахогенератора или снятием перемычки М15 на входе генератора Вина (ОУ D49); от превышения допустимого рассогласования ЕЕ.
Действие защиты проверяется подачей скачка задающёго напряжения Uзад= 10 В при запаянных наладочных сопротивлениях R435 и R420 в цепях обратной связи регуляторов скорости и тока соответственно; от обрыва или неправильного чередования фаз СР. Защита проверяется отключением одной из фаз силового питания.
При срабатывании любой из защит снимается сигнал готовности RD (гаснет светодиод VH307) и загорается соответствующий светодиод сигнализации. Привод блокируется.
Для восстановления работоспособности привода после каждого срабатывания защиты следует блокировать и деблокировать привод входным тумблером «Работа» (Деблокировка).
- проверить работу цепей сигнализации: достижения заданной частоты вращения SA. Для проверки один из входов двухлучевого осциллографа подключить к выходу задатчика интенсивности ЗИ (контрольная точка 154) а второй к коллектору выходного транзистора схемы защиты VT62. При пуске привода на максимальную частоту вращения потенциометром RP21 отрегулировать момент открывания транзистора VT62 на уровне 085 времени разгона; работы при скорости близкой к нулевой ZS. Плавно снижая частоту вращения двигателя наблюдать включение реле К3 при частоте n - 35 ± 5 обмин.; внешнего ограничения момента TL. Включить тумблер «Ограничение момента» (Х21-Х22) и наблюдать включение реле К4.
На этом наладку привода можно считать законченной.
3 Наладка привода под проверяемый двигатель с помощью
Необходимая аппаратура для пуска и настройки:
- двухлучевой запоминающий осциллоскоп (осциллограф);
- цифровой мультиметр (четырёх разрядный);
- устройство для подачи управляющего напряжения регулируемое от -10В до +10В с исходным сопротивлением меньше 2кОм и с пульсациями не более 2% или 12-ти разрядный код.
При первоначальном пуске привода желательно чтобы двигатель не был присоединён к механизмам станка (к шпинделю).
- Проверка электрического монтажа и электросвязей.
Прежде чем осуществить пуск электропривода желательно ещё раз проверить правильность и надёжность электрических связей (соединений). Проверить зануление и правильность установки всех разъёмов.
Проверить изоляцию обмоток якоря и возбуждения относительно корпуса (она должна составлять не менее 05 Мом).
- Первоначальный пуск электропривода.
Переключить ключ (тумблер) РС и ключ РТ на пульте наладочном в пропорциональный режим затем переключить ключ «Блокировка ОС по скорости» в положение М17.
Ключ TG на пульте наладочном переключить в положение «выкл».
- Подача питающего напряжения.
Необходимо проверить направление вращения вентилятора для охлаждения двигателя.
После подачи питающего напряжения светят светодиоды VH16 (CP) и VH17 (СР1) и если не сработала не одна защита после 1 сек. VH16 гаснет и зажигается VH19 (RD). В тот же момент замыкаются контакты реле К5 (RD) между клеммами 3 и 4 на разъём ХТ6 и электропривод готов к работе.
В случае когда светит один из светодиодов VH11 (FL) VH13 (OS) или VH14 (OC) это сигнал о неисправности привода (смотреть наличие обрыва обмотки возбуждения).
- Включение в режим работа.
Путём замыкания цепи между клеммами 1 и 2 на Х2 (например контакт реле) разрешается работа электропривода. Через около 05с зажигается один из двух светодиодов VH182 и VH183 на плате «фазовое управление» (светодиоды В и Н на пульте наладочном).
Задаётся управляющее напряжение UУ около 3В и наблюдается напряжение UУ около 3В и за осциллоскопом (01Вдел; 5мсдел) сигнал в к.т. I71. Осциллограмма 2 изображена на рисунке 13.
Включив ключ «вперёд – назад» на пульте наладочном в положение «назад» меняется полярность управляющего напряжения при котором двигатель изменяет направление вращения. После реверса вид тока остаётся таким же но изменяется полярность.
- Сфазирование связи по скорости.
Проверить чтобы управляющее напряжение в к.т. I66 было с обратной полярностью относительно напряжения перепаянного вывода тахогенератора. Если оба напряжения с одинаковой полярностью то переключить ключ «фазировка тахогенератора» на пульте наладочном в положение проверить пульсации TG.
При отключенном напряжении включить тахогенератор переключив ключ «тахогенератор» в положение «вкл». Ключи РС и РТ на пульте наладочном переключить в интегральный режим а ключ блокировки ОС переключить в положение М16.
Подаётся управляющее напряжение 286В (25В 222В 2В или 182В) в зависимости от максимальной скорости вращения привода 3500 мин-1 (4000 мин-1 4500 мин-1 5000 мин-1 или 5500 мин-1) при этом двигатель должен вращаться со скоростью 1000 мин-1. Если необходимо то производится дополнительная настройка оборотов с помощью подстроечного резистора для масштабирования скорости RP35 на пульте наладочном.
- Оптимизация динамики электропривода.
Необходимо так же с помощью RP37 на пульте наладочном настроить величину времени достижения заданной скорости (поворот по часовой стрелке соответствует увеличению времени).
Качество переходных процессов определяется параметрами регулятора скорости и тока. Регулятор тока настраивается под конкретный двигатель по осциллограмме тока. Подстройка регулятора скорости производиться при подаче скачкообразного напряжения для скорости около 1500 оборотов в минуту (смотреть для конкретного двигателя). Переходные процессы наблюдают с помощью осциллоскопа.
Нулирование двигателя производится при помощи RP38 на пульте наладочном причём увеличение коэффициента усиления регулятора скорости совершается поворотом потенциометра по часовой стрелке. Если при минимальном коэффициенте усиления на осциллограмме наблюдается перерегулирование или колебание тока необходимо проверить нет ли где-нибудь люфтов по механической части или обрывов напряжения тахогенератора.
Двигатель устанавливается на прогон в режиме автогенератора. Через два часа работы электродвигателя проверяется нагар на коллекторе износ коллектора чистоту коллекторов якоря и TG а так же производят проверку изоляции обмоток двигателя. При удовлетворительных результатов проверки и замеров двигатель устанавливают на станок.
Рисунок 13 Осциллограммы.

Титульник.doc

Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
Среднего профессионального образования
Воткинский машиностроительный техникум им. В.Г.Садовникова
Специальность 140613
Тема: «Разработать стенд для ремонта и диагностики электродвигателей ЭП-2 и синхронных высокомоментных электродвигателей»
Руководитель дипломного проекта:

Блок схема привода кемрос.cdw

Питание и управление тиристоров.cdw

регуляторы.cdw

ДП 140613.08.10.00.000
Принципиальная схема
регуляторов и логики.

Внешний вид пульта наладочного кемток.cdw

Спецификация принц. схема рег и лог5.cdw

ДП 140613.08.10.00.000 П
Резистор постоянный С2-14 10 кОм
Резистор постоянный РПМ-2 20 кОм
Резистор постоянный РПМ-2 10 кОм
Резистор постоянный С2-14 30
Резистор постоянный РПМ-2 5
Резистор постоянный РПМ-2 300 Ом
Резистор постоянный РПМ-2 1 кОм
Резистор постоянный РПМ-2 7.5 кОм

Спецификация управление силовой частью лист3.cdw

Спецификация принц. схема рег и лог.cdw

ДП 140613.08.10.00.000
Принципиальная схема
регуляторов и логики.
Конденсатор КрМП-II-C2 0
Конденсатор КрМП-II-C2 1mF 63V
Конденсатор EA-II-И1 ПМ-7Ц 100mF 25V
Конденсатор EA-II-И1 ПМ-7Ц 10mF 16V
Конденсатор КрД-II-D1 10000pF 63V
Конденсатор КрД-II-D1 3300pF 63V
Интегральная схема ИС2-КЕ06А
Интегральная схема ИС3-НР16А-10К
Интегральная схема К511ЛА1
Интегральная схема 1У0741

Спецификация принц. схема рег и лог2.cdw

ДП 140613.08.10.00.000 П
Интегральная схема 1У0741
Резистор переменный СП5-16ВА 10 кОм
Резистор переменный СП5-16ВА 2
Резистор переменный СП5-16ВА 6
Резистор переменный СП5-16ВА 4
Резистор переменный СП5-14 10 кОм
Резистор постоянный РПМ-2 300 Ом
Резистор постоянный РПМ-2 15 кОм
Резистор постоянный РПМ-2 10 кОм
Резистор постоянный РПМ-2 300 кОм
Резистор постоянный РПМ-2 5
Резистор постоянный РПМ-2 30 кОм
Резистор постоянный РПМ-2 20 кОм
Резистор постоянный РПМ-2 3
Резистор постоянный РПМ-2 100 кОм
Резистор постоянный РПМ-2 47 кОм
Резистор постоянный РПМ-2 62 кОм
Резистор постоянный РПМ-2 220 кОм
Резистор постоянный РПМ-2 1 кОм

Блок схема привода кемток.cdw

Спецификация принц. схема рег и лог3.cdw

ДП 140613.08.10.00.000 П
Резистор постоянный РПМ-2 100 Ом
Резистор постоянный РПМ-2 510 кОм
Резистор постоянный РПМ-2 15 кОм
Резистор постоянный РПМ-2 510 Ом
Резистор постоянный РПМ-2 10 кОм
Резистор постоянный РПМ-2 200 кОм
Резистор постоянный РПМ-2 20 кОм
Резистор постоянный РПМ-2 3 кОм
Резистор постоянный РПМ-2 5
Резистор постоянный РПМ-2 1 МОм
Резистор постоянный РПМ-2 1
Резистор постоянный РПМ-2 51 кОм
Резистор постоянный РПМ-2 300 Ом
Резистор постоянный РПМ-2 100 кОм
Резистор постоянный РПМ-2 360 Ом

Схема подключения пульта управления к шкафу приводов.cdw

Спецификация принципиальная схема СИФУ2.cdw

ДП 140613.08.10.00.000 П
Резистор переменный СП5-16ВА 6
Резистор переменный СП5-16ВА 22 кОм
Резистор переменный СП5-16ВА 2
Резистор постоянный РПМ-2 3
Резистор постоянный РПМ-2 62 кОм
Резистор постоянный РПМ-2 16 кОм
Резистор постоянный РПМ-2 33 кОм
Резистор постоянный РПМ-2 39 кОм
Резистор постоянный РПМ-2 430 Ом
Резистор постоянный РПМ-2 100 Ом
Резистор постоянный РПМ-2 20 кОм
Резистор постоянный РПМ-2 10 кОм
Резистор постоянный РПМ-2 100 кОм
Резистор постоянный РПМ-2 5
Резистор постоянный РПМ-2 750 Ом
Резистор постоянный РПМ-2 33 Ом

Спецификация генератор.cdw

ДП 140613.08.11.00.000
функциональный генератор.
Интегральная схема К553УД1А
Интегральная схема К553УД2
Резистор переменный СП5-16ВА

Спецификация управление силовой частью лист2.cdw

ДП 140613.08.10.00.000 П
Резистор постоянный 10 кОм
Резистор постоянный 6
Резистор постоянный 20 кОм
Резистор постоянный 18 кОм
Резистор постоянный 15 кОм
Резистор постоянный 24 кОм
Резистор постоянный 82 кОм
Резистор постоянный МЛТ-2 24 Ом
Резистор постоянный МЛТ-2 36 Ом
Резистор постоянный 3
Резистор постоянный 27 кОм
Резистор постоянный 560 Ом
Резистор постоянный С2-14 1 Ом
Резистор постоянный 5
Резистор постоянный 8
Резистор постоянный 2

Спецификация управление силовой частью.cdw

ДП 140613.08.10.00.000
Принципиальная схема
управления силовой частью.
Конденсатор КрД-II-D1 10000pF 63V
Конденсатор В32650 0
Конденсатор КрМП-II-E2 1mF 63V
Конденсатор КрД-II-D1 470pF 63V
Конденсатор МПТП-Пр96 0
Конденсатор КрМП-II-C2 0
Конденсатор KEA-II-И1 220mF 35V
Конденсатор КрД-IB 100pF 63V
Конденсатор КрМП-II-C2 0.1mF 63V
Интегральная схема 1У0741
Интегральная схема 1РН723
Резистор переменный СП5-16ВА 4
Резистор постоянный СП-5-5Вт 330 Ом
Резистор постоянный 51 кОм 0
Резистор постоянный 3
Резистор постоянный 150 Ом
Резистор постоянный 33 кОм

Спецификация блок схема привода кемток.cdw

ДП 140613.08.11.00.000
Адаптивный регулятор
Корректирующее звено
Схема выделения модуля напряжения тахогенератора
Функциональный преобразователь
Блок нелинейного токоограничения
Регулятор уравнительного (начального) тока
Система импульсно фазового управления
Тиристорный преобразователь
Силовой трансформатор
Уравнительный дроссель
Защита от длительной перегрузки по току
Защита от обрыва цепи тахогенератора
Защита от неправильного подключения
Автогенератор задания

Подключение.cdw

Спецификация принципиальная схема СИФУ4.cdw

ДП 140613.08.10.00.000 П
Резистор постоянный РПМ-2 5
Резистор постоянный С2-14 10 кОм
Резистор постоянный РПМ-2 10 кОм
Резистор постоянный РПМ-2 11 кОм
Резистор постоянный РПМ-2 2 кОм
Резистор постоянный РПМ-2 20 кОм
Резистор постоянный РПМ-2 300 кОм
Резистор постоянный РПМ-2 91 кОм
Резистор постоянный РПМ-2 12 кОм
Резистор постоянный С2-14 20 кОм
Резистор постоянный РПМ-2 39 кОм
Резистор постоянный РПМ-2 3
Резистор постоянный РПМ-2 18 кОм

СИФУ.cdw

Спецификация генератор2.cdw

ДП 140613.08.10.00.000 П
Резистор постоянный 12 кОм
Резистор постоянный 33 кОм
Резистор постоянный 220 Ом
Резистор постоянный 36 кОм
Резистор постоянный 360 кОм
Резистор постоянный 750 кОм
Резистор постоянный 120 кОм
Резистор постоянный 470 кОм
Резистор постоянный 18 кОм
Резистор постоянный 1
Резистор постоянный 180 Ом
Резистор постоянный 15 Ом
Резистор постоянный 51 кОм
Резистор постоянный 24 кОм
Резистор постоянный 620 Ом
Резистор постоянный 2
Резистор постоянный 360 Ом
Резистор постоянный 300 Ом
Резистор постоянный 680 Ом
Резистор постоянный 510 Ом
Резистор постоянный 430 Ом
Резистор постоянный 8
Резистор постоянный 4

Внешний вид пульта наладочного кемрос.cdw

низкочастотный функциональный генератор.cdw

Спецификация блок схема привода кемрос.cdw

ДП 140613.08.10.00.000
Задатчик интенсивности
Блок ограничения момента
Начальный ток уставки
Регулятор уставки тока якоря
Функциональный преобразователь
Система импульсно фазового управления
назад и обмоткой возбуждения
Дифференцирующая цепь
Датчик якорного напряжения
Регулятор тока возбуждения
Трансформатор возбуждения
Тиристорный преобразователь якоря
Тиристорный преобразоваетль возбуждения
Дроссель коммутационный
Ток уставки возбуждения

Спецификация принципиальная схема СИФУ5.cdw

Спецификация принц. схема рег и лог4.cdw

ДП 140613.08.10.00.000 П
Резистор постоянный РПМ-2 5
Резистор постоянный РПМ-2 20 кОм
Резистор постоянный РПМ-2 100 кОм
Резистор постоянный РПМ-2 10 кОм
Резистор постоянный РПМ-2 30 кОм
Резистор постоянный РПМ-2 1
Резистор постоянный РПМ-2 1 кОм
Резистор постоянный РПМ-2 15 кОм
Резистор постоянный РПМ-2 6
Резистор постоянный РПМ-2 7
Резистор постоянный РПМ-2 4
Резистор постоянный С2-14 10 кОм
Резистор постоянный С2-14 20 кОм
Резистор постоянный РПМ-2 2 кОм

Спецификация внешний вид пульта наладочного.cdw

ДП 140613.08.10.00.000
Автоматический выключатель АЕ2С 600В
Галетный переключатель ПГ2-8-6ПН 4В
Переменный резистор СП-18 1Вт 10 кОм
Подстроечный резистор СП5-16ВА-0
Тумблер ТВ2-1 1А 220В 60Вт

Спецификация генератор3.cdw

Спецификация принципиальная схема СИФУ3.cdw

ДП 140613.08.10.00.000 П
Резистор постоянный РПМ-2 33 кОм
Резистор постоянный РПМ-2 39 кОм
Резистор постоянный РПМ-2 430 Ом
Резистор постоянный РПМ-2 100 Ом
Резистор постоянный РПМ-2 20 кОм
Резистор постоянный РПМ-2 10 кОм
Резистор постоянный РПМ-2 5
Резистор постоянный РПМ-2 750 Ом
Резистор постоянный РПМ-2 100 кОм
Резистор постоянный РПМ-2 33 Ом
Резистор постоянный РПМ-2 56 Ом
Резистор постоянный РПМ-2 200 Ом
Резистор постоянный РПМ-2 47 кОм
Резистор постоянный РПМ-2 1
Резистор постоянный С2-14 10 кОм

Спецификация принципиальная схема СИФУ.cdw

ДП 140613.08.10.00.000
Принципиальная схема
Конденсатор МПТ-Пр96 0
Конденсатор КрД-II-D1 10000pF 63V
Конденсатор EA-II-И1 ПМ-7Ц 100mF 25V
Конденсатор EA-II-И1 ПМ-7Ц 100mF 16V
Конденсатор EA-II-И1 ПМ-7Ц 220mF 35V
Конденсатор КрМП-II-C2 0
Конденсатор КрМП-II-C2 1mF 63V
Интегральная схема 1У0741
Интегральная схема К51ЛА1

СХЕМА ПОДКЛЮЧЕНИЯ2.cdw

Экономическая часть.doc

3. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1 Расчёт сметной стоимости электрооборудования
- Расчёт начинается с составления сметы затрат на приобретение монтировочного оборудования. Данные оборудования заносятся в таблицу 3.1.1
Таблица 3.1.1 Смета затрат на приобретение монтировочного оборудования.
Тиристорный преобразователь «Кемрос»
Автоматический выключатель
Галетный переключатель
Подстроечный резистор
Таблица 3.1.2 Смета затрат на приобретение монтировочного оборудования.
- Определение общих материальных затрат.
Количество затрат определяется исходя из стоимости затрат на монтаж электрооборудования и приобретения необходимых материалов по формуле 1
где Зобщ – общие материальные затраты
- Расчёт затрат на монтаж электрооборудования.
Монтаж эл. оборудования осуществляется монтажником IV разряда.
По каждому типу электрооборудовании рассчитывается в отдельности по формуле 2.
где ЗП – заработная плата руб.;
Тст – часовая тарифная ставка руб. Тст=2792 руб.;
Тшт – время затраченное на монтаж ч.
Остальные значения рассчитываются аналогично и результаты заносятся в таблицу 3.1.3
Таблица 3.1.3 Затраты на заработную плату монтажника
Наименование оборудования
Тип эл. оборудования
Заработная плата руб.
- Расчёт транспортных затрат.
Рассчитываются затраты связанные с транспортными перевозками комплектующих и материалов на предприятии и от производителей. Они составляют 134% от общих затрат и определяются по формуле 3.
Премия начисляется в размере 30 % от прямой заработной платы по формуле 4
- Расчёт затрат на районный коэффициент.
Определяется по формуле 5
- Расчёт дополнительной заработной платы.
Определяется в размере 153% к сумме прямой заработной платы затрат на премии и районный коэффициент по формуле 6.
- Расчёт доплаты за выслугу лет.
Она начисляется в размере 22.1% от прямой заработной платы затрат на премию и районный коэффициент по формуле 7.
- Расчёт единого социального налога.
- Расчёт цеховых расходов.
Цеховые расходы определяются в размере 322% от прямой заработной платы по формуле 9.
- Расчёт общезаводских расходов.
Определяется в размере 200% от прямой заработной платы по формуле 10.
- Расчёт заводской себестоимости.
Определяется как сумма затрат на комплектующие и материалы транспортные расходы прямую и дополнительную заработную плату премии районный коэффициент выслугу лет единый социальный налог цеховые и общезаводские расходы по формуле 11.
- Расчёт затрат на тару и упаковку.
Они составляют 25% от заводской стоимости по формуле 12.
Прибыль определяется в размере 10% от заводской себестоимости и транспортных расходов по формуле 13.
- Расчёт оптовой цены предприятия.
Определяется по формуле 14.
- Расчёт цены с учётом НДС.
НДС составляет 18 % цена определяется по формуле 15.
Все полученные значения заносятся в таблицу 3.1.4
Таблица 3.1.4 Расчёт отпускной цены предприятия.
Материальные затраты
Транспортные расходы
Прямая заработная плата
Районный коэффициент
Дополнительная зар. плата
Продолжение таблицы 4
Общезаводские расходы
Итого: Заводские расходы
2 Расчёт трудозатрат определение количества
рабочих для проведения ремонтных работ.
Трудоёмкость – это затраты рабочего времени на производство единицы продукции. В зависимости от состава включаемых в неё трудовых затрат.
Различают технологическую трудоёмкость трудоёмкость обслуживания производства производительную трудоёмкость и трудоёмкость управления производством.
Показателем производительности труда является выработка нормативной чистой продукции на одного рабочего которое определяется деление объёма нормативной чистой продукции на среднесписочную численность промышленного производственного персонала.
Для большей рентабельности рост производительности труда планируется по следующим технико-экономическим факторам:
- Повышение технического уровня производства; механизация и автоматизация производства; введение передовой техники.
- Улучшение организации производства и труда; совершенствование управления производством.
- Изменение объёма и структуры производства.
- Отраслевые факторы.
Планирование роста производительности труда по факторам позволяет заранее знать за счёт какого фактора и насколько будет обеспечен рост производительности труда и какое количество работающих за счёт этого будет высвобождено.
Определение численности рабочих.
Для определения потребного количество рабочих рассчитывают баланс рабочего времени устанавливающий число рабочих дней и часов которых должны быть отработаны одним рабочим в плановом переводе. Баланс рабочего времени составляется в среднем по предприятию и отдельным цехам. Различают календарный номинальный и эффективный фонд рабочего.
Календарный фонд рабочего времени состоит из рабочего и нерабочего времени (выходные праздничные дни). Номинальный фонд определяется путём вычитания из календарного фонда нерабочих дней а эффективный фонд – путём вычитания из номинального фонда невыходов в связи с отпуском болезнью и другим уважительным причинам.
Расчёт полезного фонда времени производим по формуле 16.
где ДР – количество рабочих дней в году;
Н – среднее количество дней невыходов по уважительной причине;
О – среднее количество дней очередных дополнительных отпусков;
FСМ – средняя продолжительность рабочего дня.
Расчёт требуемого количества рабочих определяется по формуле 17.
где Квн – коэффициент сложности;
tшт – время в часах затрачиваемое на монтаж электрооборудования.
В результате расчёта видно что для монтажа требуется один рабочий.

4. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ.doc

4. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ
1 Общие требования по технике безопасности
Электромонтажники прошедшие соответствующую подготовку имеющие профессиональные навыки и не имеющие противопоказаний по возрасту по выполняемой работе перед допуском к самостоятельной работе должны пройти:
- обязательные предварительные и периодические медицинские осмотры для признания годными к выполнению работ в порядке установленном Минздравом России;
- обучение безопасным методам и приемам выполнения работ инструктаж по охране труда стажировку на рабочем месте и проверку знаний требований охраны труда.
Электромонтажники обязаны соблюдать требования безопасности труда для обеспечения защиты от воздействия опасных и вредных производственных факторов связанных с характером работы.
В процессе повседневной деятельности электромонтажники должны:
- применять в процессе работы инструмент и оснастку по назначению в соответствии с инструкциями заводов-изготовителей;
- поддерживать инструмент и оснастку в технически исправном состоянии не допуская работу с неисправностями при которых эксплуатации запрещена;
- быть внимательными во время работы и не допускать нарушений требований безопасности труда.
Электромонтажники обязаны немедленно извещать своего непосредственного или вышестоящего руководителя работ о любой ситуации угрожающей жизни и здоровью людей о каждом несчастном случае происшедшем на производстве или об ухудшении состояния своего здоровья в том числе о появлении острого профессионального заболевания.
Требования безопасности перед началом работы
Перед началом работы электромонтажник обязан:
- предъявить руководителю работ удостоверение о проверке знаний безопасных методов работ получить задание и пройти инструктаж на рабочем месте по специфике выполняемых работ;
- надеть спецодежду и спецобувь установленного образца;
- при выполнении работ повышенной опасности ознакомиться с мероприятиями обеспечивающими безопасное производство работ и расписаться в наряде-допуске выданном на поручаемую работу.
После получения задания электромонтажники обязаны:
- проверить рабочее место проходы к нему и ограждения на соответствие требованиям безопасности при необходимости выполнить мероприятия указанные в наряде-допуске. Удалить посторонние предметы и материалы;
- проверить исправность оборудования приспособлений и инструмента а также достаточность освещенности рабочих мест;
Об обнаруженных нарушениях требований безопасности электромонтажники должны сообщить руководителю работ.
Требования безопасности во время работы
При электромонтажных работах должны выполняться следующие требования безопасности:
- сверление и пробивку отверстий в кирпиче и бетоне протяжку стального провода в трубы необходимо производить с использованием защитных очков с небьющимися стеклами. При пробивке отверстий ручным инструментом необходимо проверить чтобы длина его рабочей части превышала толщину стены не менее чем на 200 мм;
- при затягивании провода (кабеля) в трубу (канал) руки работающего должны быть на расстоянии не менее 1 м от торца трубы (канала);
- при измерении сопротивления изоляции жил проводов и кабелей мегаомметром концы проводов (кабелей) с противоположной стороны должны быть ограждены или находиться под контролем специально выделенного для этих целей дежурного аттестованного по правилам электробезопасности;
В действующих электроустановках работать следует по наряду-допуску соблюдая следующие требования безопасности:
- перед началом работ предъявить допускающему удостоверение по технике безопасности на право производства работ в действующих электроустановках с указанием квалификационной группы по электробезопасности;
- получить инструктаж от допускающего в котором четко определены границы рабочего места виды предстоящих работ меры безопасности и указано электрооборудование оставшееся под напряжением;
- работы следует выполнять в пределах рабочего места предусмотренного нарядом-допуском;
- электромонтажные работы выполнять при снятом напряжении со всех токоведущих частей находящихся в зоне производства работ с обеспечением видимых разрывов электрической цепи и заземлении (занулении) отсоединенных токоведущих частей. Зону выделенную для производства работ необходимо оградить. Схема ограждения должна исключать случайное проникновение электромонтажников за пределы выделенной зоны;
При работе с электрифицированным инструментом запрещается:
- допуск к работе лиц имеющих квалификационную группу по электробезопасности ниже второй;
- передавать его для работы неаттестованным лицам;
- выполнение работ с приставных лестниц;
- оставлять электроинструмент без надзора и включенным в электрическую сеть.
При монтаже силовых и осветительных сетей необходимо выполнять следующие требования безопасности:
- размещать трубы и металлоконструкции на земле или на полу на подкладках;
- концы труб опиливать и очищать от заусенцев;
- при выполнении работ на фермах или временных настилах по фермам в зоне работающих мостовых кранов запрещается опускать провода веревки или такелажные приспособления а также устанавливать приставную лестницу к тросовой проводке;
- перед установкой групповых щитков и аппаратов проверить надежность их монтажно-заготовительных узлов и сборок;
- установку осветительной арматуры массой более 10 кг осуществлять вдвоем. Допускается выполнение этой работы одним рабочим с применением специального приспособления;
- монтировать шинопроводы следует посекционно или по одному блоку. Накопление секций или блоков на лесах эстакадах и мостиках обслуживания запрещается;
- забивку электродов заземления вручную производить кувалдой с длиной ручки (держателя) не менее 07 м.
При монтаже распределительных устройств необходимо выполнять следующие требования безопасности:
- производить подъем перемещение и установку разъединителей и других аппаратов рубящего типа в положении "Включено" аппаратов снабженных возвратными пружинами или механизмами свободного распределителя - в положении "Отключено";
- при регулировке выключателей и разъединителей соединенных с приводами принять меры исключающие их самопроизвольное включение или отключение;
- проверку одновременности включения контактов масляных выключателей выполнять при напряжении не выше 12 В;
- при работах на трансформаторах тока их вторичные обмотки до полного окончания монтажа подключаемых к ним цепей замкнуть накоротко непосредственно на зажимах трансформатора и заземлить;
- выполнять строповку трансформаторов за специально предусмотренные заводом-изготовителем подъемные крюки;
- запрещается производить какие-либо работы или находиться на трансформаторах во время их перемещения. При установке перемещаемых трансформаторов в проектное положение обязательна установка упоров (клиньев);
- при сушке трансформаторов переменным и постоянным током место работы оградить;
- при монтаже силовых трансформаторов их выводы на все время монтажных работ закоротить и заземлить.
При монтаже вторичных цепей необходимо соблюдать следующие меры безопасности:
- электромонтажникам убедиться что сборки зажимов установленные в камерах РУ закрыты кожухами и снабжены предупредительными надписями с указанием напряжения;
- сгибать жилы медных и алюминиевых проводов и жилы контрольных кабелей в кольцо круглогубцами или специальными механизмами и приспособлениями. Применение плоскогубцев запрещается;
- электропаяльник для пайки провода и жил (для предотвращения попадания флюса и нагара на поверхность стола и проводов) применять на металлической подставке с лотком;
- при пайке мелких деталей и концов проводов удерживать их пинцетом или плоскогубцами;
- промывать места пайки бензином и другими легковоспламеняющимися растворами запрещается;
При обнаружении во время работы неисправностей применяемого оборудования инструмента средств защиты при которых согласно требованиям инструкций заводов-изготовителей запрещается их эксплуатация работу следует прекратить и доложить бригадиру или руководителю работ.
При возникновении в зоне работы опасных условий (неисправности заземления; появления запаха газов в кабельных сооружениях; разрушения и течи баков аккумуляторных батарей) электромонтажники обязаны прекратить работы и сообщить бригадиру или руководителю работ.
Требования безопасности по окончании работы
После окончания работ необходимо:
- отключить электрифицированный инструмент и другое используемое в работе оборудование;
- протереть и смазать трущиеся части инструмента и сдать его на хранение;
- привести в порядок рабочее место удалив с проходов посторонние предметы;
- в случае выполнения работ при снятии напряжения сообщить допускающему лицу об окончании работы;
- о всех нарушениях требований безопасности имеющих место в процессе работы сообщить бригадиру или руководителю работ.
2 Инструкция по технике безопасности при ремонте
и обслуживании тиристорного преобразователя
Обслуживание тиристорного преобразователя должно производиться в соответствии с действующими «Правилами устройства электроустановок» «Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей» «Правилами технической безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей».
Ремонт и обслуживание должен осуществлять специально подготовленный электротехнический персонал.
Ремонт электрооборудования и аппаратов непосредственно связанных с техническими агрегатами должен как правило производиться одновременно с ремонтом последующих.
При текущем ремонте оборудования должны выполняться: его осмотр очистка регулировка и ремонт отдельных узлов и деталей с устранением дефектов возникших в процессе эксплуатации. Чистка и ремонт преобразователя должны производиться только после отключения его от сети. Для контроля наличия напряжения на групповых щитах и сборках электродвигателей размещаются вольтметры и сигнальные лампы. Категорически запрещается вставлять и вынимать панели управления под напряжением.
Заземляющие устройства электроустановок должны обеспечивать безопасность людей и защиту электроустановок а так же эксплуатационные режимы работы. Тиристорный преобразователь должен быть заземлён медным гибким проводником с сечение не менее 25 мм2.
Персонал допущенный к обслуживанию преобразователя должен иметь квалификационную группу по технике безопасности не ниже III.

Введение.doc

Электропривод с тиристорными преобразователями и двигателями постоянного тока являются в настоящее время основным типом привода станков с ЧПУ. Основные характеристики электропривода определяются типом применяемого двигателя постоянного тока.
Основным преимуществом двигателей постоянного тока является высокая линейность механических характеристик что позволяет плавно регулировать частоту вращения вала двигателя в широких пределах.
Тиристорный преобразователь работающий на нагрузку в виде двигателя постоянного тока состоит из двух составных частей: силовой схемы и СИФУ. Основное назначение силовой схемы – преобразование трёхфазного переменного напряжения сети в постоянное напряжение для питания якорной цепи величина которого зависит от величины управляющего напряжения подаваемого на вход тиристорного преобразователя. В отличии от обычного управляемого выпрямителя силовая схема тиристорного преобразователя в определённых режимах работы двигателя осуществляет обратное преобразование напряжения постоянного тока в напряжение переменного тока (так называемый инверсный режим). Для регулирования выпрямляемого напряжения изменяют длительность проводящего состояния тиристора путём изменения фазового угла открывания тиристора α относительно начала положительной половины однофазного напряжения. Эту задачу решает система импульсно фазового управления СИФУ осуществляя преобразование непрерывного входного сигнала управления в фазовый сдвиг отпирающего импульса α.
Силовые схемы тиристорного преобразователя выполняются однофазными и многофазными. При небольшой мощности нагрузки и невысоких требованиях к качеству управления применяются более простые однофазные силовые схемы. В приводе станков в основном применяются однофазные силовые схемы которые с существенным уменьшение пульсаций выпрямленного напряжения и более высоким быстродействием и т.д. Все многофазные схемы делятся на нулевые и мостовые.
В нулевых схемах нагрузка например двигатель постоянного тока подключается к нулевой точке второй обмотки трансформатора. Если тиристоры объединены катодами то такое включение называют катодной группой если анодами – анодной группой тиристоров. Мостовая схема подключается путём последовательного соединения двух нулевых схем: анодной и катодной. При этом используются оба полупериода переменного напряжения однако число тиристоров в такой схеме в 2 раза больше чем в нулевой. Мостовые схемы обеспечивают более высокое выпрямленное напряжение меньшую частоту пульсаций лучшее использование силового трансформатора.