Модернизация существующей системы электроснабжения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 20 - Схема защиты СР

Схема защиты от обрыва или  неправильного чередования фаз приведена на рис. 19. Здесь же показана векторная диаграмма шестифазного напряжения, 
поясняющая принцип действия защиты. При правильном включении R+R—0, 
S+S=0 и Т+Т=0. В случае обрыва фазы или неправильного соединения появляется неуравновешенное напряжение, отрицательная полуволна которого через один, из диодов Д13—Д16 поступает в схему защиты СР и вызывает ее срабатывание.

Ниже приведена схема  защиты СР (рисунок 20).

Канал контроля пропадания напряжения —30 В одновременно является опорными напряжением для компаратора иа ОУ ИС41. Нормально, когда на выходе ИС41 отрицательное напряжение — транзистор Т66 закрыт.

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 21 - Блок-схема защиты ОС

    При обрыве фазы на выходе ИС41 появляются импульсы положительного напряжения, транзистор Т66 открывается, снимаются сигналы включения ON и готовности RD. Конденсатор С153 осуществляет задержку при восстановлении защиты около (0,5-7-0,8) c.

Принцип работы защиты от пропадания пилообразного напряжения аналогичен. При нормальной работе на входе транзистора Т65 большое отрицательное напряжение и он открыт, что соответствует нулевому напряжению на входе ОУ ИС41 по данному каналу. При пропадании одного из пилообразных напряжений СИФУ транзистор Т65 периодически закрывается, и на выходе ИС41 появляются положительные импульсы, вызывающие срабатывание защиты СР.

Защита от пропадания напряжения питания —30 В работает следующим образом. При отсутствии напряжения —30 В входное напряжение неинвертирующего входа ОУ ИС41 становится равным нулю и защита срабатывает по каналу обрыва фаз.

Блок-схема защиты от превышения максимально допустимого тока ОС показана на рисунке 21, а развернутая принципиальная схема усилителя тока и компаратора — на рисунке 22.

Итак, коэффициент передачи усилителя модуля тока равен 3, а напряжение на его выходе всегда положительно и равно:

U= 3∙1,25 = 3,75В.

Порог срабатывания компаратора  ИС42 настраивается несколько выше, Uоп=4В. Двигатель при этом не размагничивается.

При превышении максимально допустимой величины тока напряжение иа выходе ИС72 превышает опорное, что приводит к срабатыванию защиты ОС.

Схема памяти (рисунок 23) представляет собой бестоковый триггер, выполненный на транзисторах Т70 и Т71. В исходном положении оба транзистора закрыты под действием напряжения смещения— 15В.

Положительный импульс  с компаратора ИС42 включает транзистор Т70 и, как следствие, транзистор 771.

Выключение триггера осуществляется отрицательным сигналом сброса от схемы деблокировки привода.

Снятием перемычки Мб можно исключить влияние защиты ОС на схему готовности RD и отключение привода.

Схема защиты от обрыва обратной связи по скорости показана на рис.24. Она включает в себя автоколебательный мостовой генератор Вина, выполненный иа ОУ ИС43, компаратор иа ИС44 и память иа транзисторах Т72, Т73.

При нормальной работе низкое омическое сопротивление тахогенератора ТГ через конденсатор С161 закорачивает генератор по высокой частоте  и колебания отсутствуют. На выходе ИС43 нулевое напряжение.

При обрыве цепи тахогенератора возникают колебания частотой fs(1,2-7-1,3) кГц, вызывающие срабатывание защиты. Амплитуда и форма колебаний определяются величиной сопротивления R261. При малом R261 — колебания имеют прямоугольную форму, среднем — синусоидальную, а большом — колебания срываются.

Небольшой фильтр С162 исключает  срабатывание защиты от ложных помех  и отскоках щеток тахогенератора.

Схемы памяти и индикации аналогичны защите ОС.

Запайкой перемычки  МП действие защиты TG можно исключить.

Схема защиты от длительной перегрузки OL и  осциллограмма   ее   работы показаны на рисунке 24.

 

Рисунок 22 - Принципиальная схема защиты ОС

 

Здесь ИС57 и ИС59 — операционные усилители цепей обратной связи  нелинейного токоограничения.

Если Uр.с<Uфп, т. е. токоограничение не работает, то на выходе ИС57 напряжение имеет положительный знак, а на выходе ИС59 — отрицательный. В этом

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 23 - Схема элемента памяти сигналов защит

 

Рисунок 24 - Принципиальная схема защиты 0L

 

 

 

 

 

 

Рисунок 25- Схема защиты OS

 

 

               Насыщены  в положительном направлении, диоды Д259 и 
Д261заперты,а конденсатор С224 заряжен от положительного напряжения +15В источника питания.На выходе компаратора ИС45 отрицательное напряжение, диод Д227 заперт защита не работает.

              Если Upc>Ubu, т. е. работает токоограничение, то на одном из ОУ, ИС57 или ИС59, в зависимости от полярности тока, напряжение на выходе станет равным —0,7 В или +-0,7 В соответственно. Эти напряжения превышают опорные ОУ ИС58 и ИС60 от делителей R338, R339 и R343, R344, следовательно, сработает одни из компараторов — ИС58 или ИС60. Напряжение на

Рисунок 26 -  Принципиальная схема формирования сигналов готовности RD и включения привода ON

 их выходе станет равным —15 В и конденсатор С224 начнет разряжаться через диоды Д259 и Д261. Второй цепью разряда конденсатора С224 является сопротивление R331» подключенное к напряжению UфП. Этим достигается определенная адаптация, так как при малой частоте вращения величина отрицательного напряжения СфП увеличивается и разряд происходит быстрее, соответственно при больших скоро 
стях— медленнее.

Если привод перегружен в течение времени больше Uзад, то переключается компаратор ИС45, что приводит к срабатыванию защиты.

Схемы памяти и сигнализации аналогичны.

Схема защиты от превышения максимальной скорости 0S включает в себя компаратор на ОУ ИС46 и память на транзисторах 
Т76 и Т77. Защита срабатывает при превышении заданной потенциометром ПИ 
предельно допустимой частоты вращения, т. е. при превышении напряжения 
модуля \UTr\ величины смещения задаваемого делителем на сопротивлениях 
R276, R277.

Установкой перемычки  М20 можно ограничить скорость на низком уровне при первоначальном пуске.

Формирование сигналов готовности RD и включения преобразователя ON показано на рисунке 26.

Сигнал RD— «Готовность выдается  на станок контактом реле Р1 при условии отсутствия всех сигналов защит и мгновенно пропадает при срабатывании любой из них.

Сигнал ON — «Включение привода» появляется с задержкой, обусловленной зарядом конденсатора С151 (0,5—0,6 с) при отсутствии сигнала защиты СР, наличии сигнала RD и деблокировки привода от станка.

Деблокировка может  осуществляться как по входу, так  и по выходу транзистора Т61.     .

Выключение привода  происходит мгновенно, при этом блокируются регуляторы скорости и тока, а также импульсы управления тиристорами.

Транзистор Т69 формирует  сигнал сброса памятей электронных  защит.

Источники питания. Питание  схемы управления преобразователем осуществляется двумя стабилизированными выпрямителями с выходными напряжениями ±15 В и нестабилизированными напряжениями +24 В и —30 В.

В источнике ±15 В предусмотрена  внутренняя защита ограничения тока, н он не боится коротких замыканий. Предусмотрена также защита от пропадания напряжения —15 В, прн этом автоматически блокируется и выход +15 В.

          Преобразователь монтируется в электрошкаф в вертикальном положении. Температура в шкафу не должна быть более 45°С.

 Электродвигатель  устанавливается и монтируется  в соответствии с инструкцией по эксплуатации электродвигателя

 При подсоединении  преобразователя к сети необходимо  соблюдать правильность чередования фаз.

 Проверить сопротивление изоляции преобразователя, относительно корпуса мегомметром на 500В.

   При монтаже электропривода следует обратить особое  внимание на надежность заземления корпусов электродвигателя, тиристорного преобразователя, дросселя, согласующего трансформатора.

Подсоединение кабелей  внешнего монтажа производить в  полном соответствии со схемой электрической  соединений.

 Провода 0, 90, 91, 129, 130 –  выполнить экранированным проводом, скрутить, шаг скрутки 25 мм.

   Полярности указаны для правого вращения со стороны вала.

   Подсоединение выводов тахогенератора проводить "скруткой". Силовые цепи и цепи управления должны быть уложены в разные жгуты исключающие наводку.

 

            2.3  Расчет статических характеристик   электропривода

           

            Расчет осуществляется на основании  технических данных:

– согласующего трансформатора (таблица 2);

– тиристорного преобразователя (таблица3 );

– двигателя (таблица 4), встроенного тахогенератора (таблица 5);

– редуктора (таблица 3);

 

 

 

 

 

            Таблица 3 – Технические данные двигателя

Наименование	Обозначения	Значение
1	2	3
полезная мощность, КВт	Р2Н	7,7
напряжение на якоре, В	Uн	220
ток якоря, А	Iн	40
напряжение возбуждения , В	Uв	10
ток возбуждения, А	Iв	1,46
номинальное число оборотов, об/мин	nн	750
момент  инерции двигателя, кгс·м²	Jя	1,3
сопротивление обмотки (при T = 20 ºC), Ом: якоря независимого возбуждения	Rя Rнв	0,0828 67
число витков катушек/число  катушек/соеди – нение якоря –    независимого возбуждения	Nя Nнв	324/2/паралл. 1100/2/посл.

          

            Сопротивления обмоток даны при T = 20 ºC. Допустимая рабочая температура составляет 75 ºC. По формуле рассчитаны сопротивления обмоток при T = 75 ºC. Результаты занесены в таблицу 7.2.

                                       R(75ºC)=R(20ºC)·(1+0.004· ‌ ΔT ‌ ),                                   (2.1)

где R(20 ºC) – величина сопротивления при температуре 20 ºC, Ом; ‌ ΔT ‌ – модуль разности рабочей и справочной температуры, ºC; R(75 ºC) – величина сопротивления при температуре 75 ºC, Ом.

 

            Таблица  4 – Величина сопротивлений обмоток при температуре 75 ºC

Сопротивление обмотки при T = 75 ºC, Ом	Обозначение	Значение
якоря независимого возбуждения	Rя Rнв	0,101 82

 

            По данным таблиц 3 и 4 рассчитываются следующие параметры:

а) ωн = ω₀ – номинальная угловая скорость равная угловой скорости холостого хода двигателя, рад/с, по формуле (2.2)

                                                       ωн=ω₀= (2·π·nн)/60,                                           (2.2)

где наименование, значение, размерность символа nн представлено в таблице 3.

                                                         ωн = ω₀ = 78,5 рад/с;                

б) Мн –  номинальный  момент на валу двигателя, Н·м, по формуле:

                                                          Мн=Р_2Н/ ωн,                                                    (2.3)

где наименование, значение, размерность символа Р_2Н  представлено в таблице 3.

                                                          Мн = 98,1 Н·м;                                                       

в)  КФн – номинальная  конструктивная постоянная двигателя, (В·рад)/с, по формуле:

                                                  КФн=(Uн–Iн·Rяц)/ωн,                                           (2.4)

где наименование, значение, размерность символов Uн, Iн  представлено в таблице 3 и 4;

                                                       КФн = 1,316(В·рад)/с;

 

      Таблица 5 – Технические данные тахогенератора

Параметр	Обозначение	Значение
номинальное число оборотов, об/мин	nн	750
крутизна характеристики, мин -1	S	не менее 0,02
сопротивление нагрузки, КОм	Rн	не менее 20