Файл: Комаров, А. Ф. Наладка и эксплуатация электрооборудования металлорежущих станков.pdf

мощи обычных измерительных приборов. Отыскание не­ исправностей облегчается наличием подобных блоков в

устройстве.

Так, если нет выхода на шаговый двигатель, то для определения неисправности достаточно на место его элек­ тронного коммутатора поставить коммутатор с другой координаты.

Если при этом появляется выход на первом шаговом двигателе, а на другом пропадает, т. е. неисправность в блоке электронного коммутатора. Таким же образом убеждаются в исправности блоков усилителей, шаговых двигателей. Если имеется несколько однотипных уст­ ройств, то для проверки используют годные блоки других устройств. Порядок нахождения конкретной неисправ­ ности в блоке зависит от принципиальной электрической схемы блока. В общем случае пользуются методом исклю­ чения, т. е. проверяют выходные напряжения на послед­ нем каскаде или субблоке при подаче на входы соответ­ ствующих сигналов, затем на предпоследнем и т. д., пока не обнаружат неисправность.

Что читать по этому разделу.

Брандт А. А., Ржевкин К. С. Техника монтажа и налаживания радиосхем, М., МГУ, 1965, 439 с. Маслов А. А. Электронные полупровод­ никовые приборы. М., «Энергия», 1967, 400 с. Ратмиров В. А. и др. Ша­ говый привод в станках с программным управлением. М., НИИМАШ, 1971, 124 с. Ратмиров В. А., Чурин И. Н., Шмутер С. Л. Повышение точности и производительности' станков с программным управлением.

М., «Машиностроение», 1970, 344 с. Рашкович М. П., Рашкович П. М., Шкловский Б. И. Индуктивные преобразователи для автоматизации металлорежущих станков. М., «Машиностроение», 1969, 151 с. Ре­ пьях А. Ф., Смирнов И. А. Электрооборудование и автоматизация металлорежущих станков. М., «Машиностроение», 1967, 216 с. Свириденко С. X. и др. Элементы автоматизации металлорежущих станков. М., «Машиностроение», 1964, 212 с. Ушаков Н. С., Кузнецов В. Л. Эксплуатация электрооборудования металлорежущих станков. М., «Машиностроение», 1968, 120 с. Харнзо.ченов Л! В. Электрооборудова­

ние и электроавтоматика металлорежущих станков, М., «Машино­ строение», 1964, 328 с.

УСИЛИТЕЛИ И ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ

Усилителем называется элемент системы автоматического регулирования, предназначенный для усиления неболь­ шого входного сигнала и получения на выходе тока, напряжения или мощности, достаточных для управления исполнительными механизмами. Широкое применение уси­ лителей в схемах автоматического управления приводами металлорежущих станков определяется тем, что они упро­ щают схемы автоматического управления, увеличивают точность работы систем регулирования скорости приво­ дов, обеспечивают требуемый уровень надежности.

Преобразователем называют устройство, функцио­ нальное назначение которого заключается в том, чтобы качественно менять какой-либо из параметров системы,

ляются усилителями и преобразователями, одновременно в зависимости от того с какой точки зрения их рассмат­ ривать. Фактически каждый из описанных в предыдущих разделах элементов электрических схем является усили­ телем и преобразователем одновременно. Но в дальней­ шем нас будут интересовать только такие устройства, в которых свойства усиления и преобразования исполь­ зуются в системах автоматизированного электропривода металлорежущих станков. При этом их целесообразно сравнивать по следующим признакам:

1. По энергетическому преобразованию: электричес­ кие (т. е. преобразующие электрическую энергию в элек­ трическую, изменяя при этом какие-либо параметры); электромеханические и механоэлектрические; электрогидравлические; гидромеханические и т. д.

2. По роду тока преобразующие: переменный ток в постоянный; постоянный ток в переменный; переменный ток в пульсирующий; постоянный ток в импульсный;

176

переменный ток одной частоты в переменный ток другой

тромашинные (ЭМУ); магнитные (МУ); электронные (ЭМУ); полупроводниковые (ППУ).

Всвою очередь, каждую из' этих групп можно разде­ лить на подгруппы, например, группа ППУ по типу основ­ ного прибора делится на подгруппы усилителей: тран­ зисторных, тиристорных, а подгруппа тиристорных по принципу управления на усилители с импульсным и фазовым управлением.

Вданном разделе усилители-преобразователи рассмот­ рены в соответствии с разделением на группы по техни­ ческому принципу преобразования и типу основного прибора.

1. Электромашинные усилители (ЭМУ)

Электромашинный усилитель (ЭМУ) представляет собой двухмашинный агрегат, состоящий из приводного двига­ теля и специального генератора постоянного тока. Уси­ ление в ЭМУ — двухкаскадное (рис. 109).

При подаче сигнала UBK на обмотку управления (ОУ) по ней потечет ток iy. Если генератор привести во враще­ ние, то в его якорной обмотке 1—2 будет наводиться электродвижущая сила а, направление которой опре­ деляется по правилу правой руки. Если щетки I—2 замкнуть накоротко, то по перемычке потечет ток Ух_2, значительно больший, чем ток iy. Ток / г_2 создаст ма­ гнитный поток Ф 2, который, в свою очередь, наведет э. д. с. в якорной обмотке. Если в плоскости, перпенди­ кулярной оси щеток 1—2, поставить щетки 3—4, то воз­

ный поток Ф3, направленный навстречу магнитному по­ току обмотки управления Фх. Для устранения размагни­ чивающего влияния потока Ф3 последовательно с на­ грузкой включают компенсационную обмотку, магнитный поток которой Фк направлен встречно Ф3. Реостат Кк служит для регулирования величины магнитного потока

Ф

4 К*

Компенсационная обмотка КО влияет на работу электромашинного усилителя, так как от величины степени компенсации (отношения магнитного потока обмотки ком-

177

пенсации к магнитному потоку рабочей обмотки якоря) зависит устойчивость работы ЭМУ и его характеристики.

На рис. ПО приведены внешние характеристики ЭМУ при различных степенях компенсации пк. При степени компенсации пк г> 1 ЭМУ перекомпенсирован, т. е. с уве­ личением тока якоря возрастает выходная э. д. с. В этом случае возможно самовозбуждение машины, т. е. выход­ ное напряжение на щетках ЭМУ может сомопроизвольно возрастать даже при отсутствии сигнала управления. При пк <5 1 ЭМУ недокомпенсирован и увеличение тока якоря приводит к снижению напряжения на выходе. Для обеспечения устойчивой работы системы автомати­ ческого регулирования с электромашинным усилителем

Существует несколько промышленных типов электромашинных усилителей, из которых в схемах автомати­ ческого управления приводами металлорежущих станков наиболее широко используют ЭМУ-3, ЭМУ-5, ЭМУ-12 и ЭМУ-25. В зависимости от типа приводного двигателя (постоянного тока или асинхронного с короткозамкнутым ротором) к его обозначению добавляются буквы П или А соответственно. Конструкции ЭМУ-3, ЭМУ-5, ЭМУ-12 аналогичны. Электромашинные усилители этих типов вы­ полнены в однокорпусиом исполнении вместе с привод­ ным двигателем. Станины ЭМУ и двигателя стальные,

178

стянутые друг с другом и с крышками стяжными шпиль­ ками. Сердечники якоря ЭМУ и ротора приводного дви­ гателя из электротехнической стали насажены непосред­ ственно на вал и стянуты нажимным стальным кольцом. Проворачиванию сердечника препятствуют продольные шпильки. Сердечники статора ЭМУ и главных' полюсов (пли статора в случае асинхронного привода) также наб­ раны из электротехнической стали и стянуты шпильками. Обмотка якоря усилителя двухслойная петлевая, а у приводного двигателя волновая (в случае асинхронного двигателя короткозамкнутая).

Коллекторы ЭМУ и приводного двигателя выполнены из медных пластин, изолированных миканитовыми про­ кладками. Коллекторные пластины собраны с помощью специальной втулки, нажимного конуса и гайки. Кол­ лектор зафиксирован продольной шпонкой для предот­ вращения проворачивания. Подшипниковые щиты из­ готовлены из алюминиевых сплавов и имеют ступицу со стальными втулками для встройки подшипников каче­ ния и фланцев. Передний щит имеет металлическую сетку в нижней части для притока воздуха. Вентилятор выпол­ нен из алюминиевого сплава.

ЭМУ применяют главным образом в схемах автомати­ ческого регулирования с обратными связями. Под обрат­ ными связями понимают дополнительную связь между выходной и входной величинами системы, необходимую для обеспечения качества регулирования. Различают обратные связи положительные и отрицательные, жесткие и гибкие. При положительной обратной связи увеличение или уменьшение выходной величины связано с одновре­ менным увеличением или уменьшением входного сигнала. При отрицательной обратной связи увеличение выходного сигнала приводит к уменьшению входного и наоборот. При жесткой обратной связи сигнал обратной связи пропор­ ционален выходному сигналу, при гибкой обратной связи сигнал обратной связи пропорционален скорости изме­ нения выходного сигнала. Гибкая обратная связь дей­ ствует в переходных режимах работы системы.

Наиболее широко распространены схемы автомати­ ческого регулирования с жесткими обратными связями по напряжению генератора, току, скорости, а также по току и напряжению одновременно.

На приведенной схеме, на рис. 111, а обратная связь является отрицательной, так как действие этого сигнала

179

направлено встречно сигналу ОУ1. В качестве обмотки обратной связи используют свободную обмотку управле­ ния или обмотку 0У2 задающего сигнала ЭМУ. При до­ статочно большой мощности ЭМУ возможно его исполь­ зование вместо генератора, причем схемы включения об­ ратных связей остаются прежними. На приведенной схеме, на рис. 111,6 обратная связь по току ОТ является положительной. Схема работает следующим образом. При возрастании нагрузки на валу двигателя растет потре­ бляемый двигателем ток, напряжение на зажимах гене­ ратора снижается, а на сопротивлении Ra возрастает. Ток в обмотке ОТ увеличивается, магнитный поток воз­ буждения ЭМУ возрастает, увеличивается ток в обмотке возбуждения 0В1 генератора, а следовательно, и напря­ жение генератора. Для большей устойчивости системы, а также для расширения диапазона регулирования ча­ стоты вращения усилитель, кроме того, имеет жесткую отрицательную обратную связь по напряжению ЭМУ, которая создается обмоткой напряжения ОН.

В схеме, представленной на рис. 111, а использована отрицательная обратная связь по скорости. Схема рабо­ тает следующим образом. При увеличении нагрузки на валу частота вращения двигателя уменьшается, пропор­ ционально частоте уменьшается напряжение на щетках тахогенератора Д1Г, а следовательно, уменьшается и ток

180