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

сети. Контактор на тиристорах находится во включенном положении до тех пор, пока замкнут управляющий кон­

«бесконтактный пускатель», и «комплектное тиристорное устройство» для управления асинхронными двигателями показаны на рис. 146, б. Существует несколько серий: ПТ, ПТУ, ТСУ, КТУ. Устройства серии КТУ позволяют, кроме включения и отключения, осуществить также торможение, шаговый режим и получать скорость, соста­ вляющую 10—15% от номинальной для реализации крат­ ковременных вспомогательных движений (рис. 147).

Аналогичные принципы заложены в схему автомати­ ческого регулирования частоты вращения двигателя по­ стоянного тока небольшой мощности (0,5—2 кВт, рис. 148). Тиристор Т выполняет функцию однополуперйодного выпрямителя. Угол открытия тиристора изменяется спе­ циальным блоком управления, состоящим из формирова­ теля прямоугольных импульсов, рабочей обмотки магнит­ ного усилителя и выходного трансформатора. Формиро­ ватель импульсов состоит из трансформатора Тр1, ра­ ботающего в режиме насыщения, и конденсатора С1. Конденсатор преобразует синусоидальное напряжение сети в прямоугольные импульсы (положительные и отри­ цательные), которые снимаются со вторичной обмотки трансформатора. На рабочую обмотку магнитного усили-

6)

в)

Рис. 147. Комплектные тиристорные уст­ ройства серии КТУ:

218

Рис. 148. Схема автоматического регулирования частоты враще­ ния двигателя постоянного тока с помощью тиристора

теля и на первичную обмотку трансформатора Тр2 по­ ступают только положительные импульсы напряжения, так как диод Д1 не пропускает отрицательные импульсы.

Со вторичной обмотки трансформатора Тр2 импульсы поступают на управляющий электрод тиристора и, если на аноде тиристора в этот момент положительный потен­ циал, открывает его. Через обмотку двигателя начинает протекать ток, двигатель разгоняется до частоты, опреде­ ляемой величиной тока в обмотке управления магнитного усилителя. Направление вращения двигателя зависит от направления тока в обмотке управления магнитного усилителя. В отрицательный полупериод питающего на­ пряжения тиристор закрывается отрицательным потен­ циалом на аноде, но ток по обмотке двигателя продолжает протекать в том же направлении за счет э. д. с. самоин­ дукции обмотки якоря двигателя и дросселя Др.

В схеме использованы обратные связи по току и на­ пряжению, позволяющие получить более жесткие харак­ теристики двигателя постоянного тока. Рассмотрим дей­ ствие обратных связей при увеличении частоты вращения двигателя (это может быть, например, при сбросе на­ грузки). В этом случае магнитный поток в обмотке отри­ цательной обратной связи по напряжению увеличится, а в обмотке положительной обратной связи по току — уменьшится. В результате суммарного действия обмоток обратных связей изменится насыщение магнитного уси­ лителя таким образом, что сопротивление рабочей об­ мотки возрастет, угол открытия тиристора также возра­ стет, а следовательно, уменьшится среднее значение вы-

219

прямленного напряжения и скорость двигателя. Так будет продолжаться до тех пор, пока скорость двигателя не окажется равной заданной. Частота вращения двига­ теля регулируется резистором Rn. Диапазон регулиро­ вания (15—10) : 1.

Имеются и другие схемы, позволяющие получить еще больший диапазон регулирования частоты вращения дви­ гателей постоянного тока, но они намного сложнее, содержат несколько тиристоров и блоков управления ими.

Тиристорные преобразователи ТПЧ-15—ТПЧ-100 пре­ образуют трехфазное напряжение сети 380 В, 50 Гц в трех­ фазное напряжение регулируемой частоты и амплитуды. Они состоят из выпрямителя В1, инвертора В2, группы вентилей обратного тока ВЗ и системы управления

(рис. 149).

Замкнутая система автоматического регулирования по­ строена на принципе сравнения задающего сигнала, пропорционального частоте, с сигналом обратной связи по напряжению, пропорциональным противо- э. д. с. дви­ гателя.

Разность сигналов через полупроводниковый усили­ тель в блоке управления поступает в систему управления выпрямителем, которая обеспечивает необходимое изме­ нение напряжения преобразователя. Точность стабилиза­ ции напряжения 2%.

Рабочая частота на выходе преобразователя поддер­ живается очень стабильно, механическая характеристика асинхронного двигателя на рабочем участке является жесткой. Поэтому для поддержания установленного зна­ чения частоты вращения не надо вводить обратную связь по частоте.

В электроприводе системы ТПЧ можно осуществить плавный разгон двигателя привода. Для этого частоту преобразователя увеличивают постепенно с требуемым темпом нарастания. Рабочий диапазон изменения частоты

чения частоты вращения, но, во-первых, вращение дви­ гателя становится несколько неравномерным (из-за несинусоидальности напряжения при более глубоком регу­ лировании частоты вращения неравномерное вращение вообще переходит в шаговый режим), а, во-вторых, мо­ мент на валу двигателя необходимо уменьшать, так как при очень низких частотах уменьшается перегрузочная

220

способность двигателя. Перед остановкой двигатель можно эффективно затормозить, уменьшив частоту напряжения на его зажимах. Такое торможение называется «частот­ ным». Чтобы в области низких частот преобразователь работал устойчиво и надежно, используется блок подза­ ряда коммутирующих конденсаторов (БПК).

Рис. 150. Механические характеристики асинхронного короткозамк­ нутого двигателя, питаемого от преобразователя частоты

222

аблица 25

Неисправность Причина Способ устранения

223

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ

1. Токарные станки

Металлорежущие станки токарной группы наиболее рас­ пространены в народном хозяйстве. В эту группу станков входят: универсальные токарные и токарно-винторезные, револьверные, лобовые, карусельные, токарно-копиро­ вальные станки, токарные автоматы и полуавтоматы и токарные станки специального назначения. Общим для всех этих станков является то, что деталь приводится во вращение —это движение называется главным, а инстру­ мент (резец) перемещают вдоль заданного контура обра­ ботки — это движение называется подачей. Естественно, что в результате обработки получаются тела вращения.

В главных приводах токарных станков широкого на­ значения малой и средней мощности основным типом при­ вода является привод с асинхронным короткозамкнутым двигателем. Частота вращения шпинделя токарных стан­ ков регулируется путем переключения зубчатых передач коробки скоростей. В большинстве случаев их переклю­ чают вручную. В последнее время появляется все больше станков, в которых переключения производится дистан­ ционно с помощью электромагнитных фрикционных муфт. Для пуска, останова и изменения направления вращения (реверсирования) в токарных станках малой и средней мощности часто применяют фрикционные муфты. Двига­ тель при этом все время включен и вращается в одном направлении. Движение подачи малых и средних токар­ ных станков чаще всего осуществляется от главного при­ вода. Регулирование подачи осуществляется аналогично с помощью коробки зубчатых передач, которая переклю­ чается вручную или дистанционно.

Вспомогательные приводы токарных станков (уско­ ренного перемещения каретки суппорта, зажима изделия, насоса охлаждения и т. п.) оснащены асинхронными дви­ гателями с короткозамкнутым ротором.