Рисунок 16 - Схема формирования управляющего напряжения СИФУБлок-схема СИФУ показана на рисунке 14, а диаграмма ее работы — на рисунке 15 и особых пояснений не требуют.Напряжение синхронизации Ux (Uу, Uг) подается на каналы СИФУ с трансформаторов Т13, T14, Т15 соответственно. Это напряжение задерживается цепочкой П1 — С31 приблизительно на 63 эл. град, и подается на ключи ИС11 и ИС12. Напряжения на выходах ключей взаимоинверсны, однако фронты этих напряжений сдвинуты за счет rJ подачи разнополярного сме щения, регулируемого потенциометром П7. Формируемый на элементе «Я» короткий отрицательный импульс запускает ждущий генератор пилообразного напряжения, выполненный на ОУ ИС13 и транзисторе 721.На элементах ИС14 и ИС15 осуществляется сравнение величины пилообразного напряжения с управляющими напряжениями, поступающими с ОУ ИС27 и ИС28. Выходные напряжения ИС14, ИС15 дифференцируются и через схемы управляют усилителями Т25, Т26 анодной группы тиристоров и ТЗО, Т31 катодной группы.Рисунок 17 - Схема совпадения и генератора пилообразного напряженияСледует особо отметить, что в формировании управляющего напряжения СИФУ (рисунок 16) участвует напряжение функционального преобразователя.Потенциометром П8 устанавливается начальный угол запаздывания зажигания , чему соответствует Uупр=5 В.Рисунок 18 - Усилитель управляющих импульсовДиод Д134 в цепи ООС ИС27 ограничивает положительное напряжение на выходе до уровня 0,7 В, что исключает возможность «срыва» генерации управляющих импульсов, так как амплитуда положительного выброса напряжения пилообразной формы составляет большую величину — 2 В.Конденсатор СИЗ предназначен для фильтрации пульсаций тока. На рис. 18показана схема и генератор пилообразного напряжения. При закрытом транзисторе Т21 конденсатор С60 заряжается от источника питания + 15 В, формируя линейно-изменяющееся выходное напряжение. Его крутизна, и следовательно амплитуда, регулируются потенциометром П72. В короткие моменты открытия транзистора Т21 конденсатор С60 быстро разряжается.Сопротивление R88 и диод Д54 формируют положительный импульс «пилы» амплитудой 2 В.Схема совпадения и усилителя управляющих импульсов приведена на рис. 18. Положительный фронт напряжения ИС14 дифференцируется, конденсатором, открывая транзистор Т22 и один из транзисторов Т23 или Т24, у которого на обоих входных диодах Д55, Д56 или Д58, Д59 отрицательные напряжения. Коллекторный ток транзисторов Т23 или Т24 открывает соответствующий выходной усилитель 7*25 или Т26, формируя управляющий импульс силовых тиристоров длительностью около 200 мкс. Каналы Y и Z работают аналогично.
Система защит преобразователяВ приводе предусмотрены следующие защиты:- от обрыва или неправильного чередования фаз;- отсутствия пилообразного напряжения;- отсутствия напряжения питания —30 В.Эти три защиты объединены общим усилителем и индикацией СР—connecting protection:- превышения максимально допустимого тока и обрыва обратной связи по току ОС ;- обрыва обратной связи по скорости TG — taxogenerator;длительной перегрузки OL — overload;- превышения максимальной частоты вращения OS — overspeed. Предусмотрено запоминание сигналов защит ОС, TG, OL и OS.При срабатывании какой-либо из защит пуск привода возможен только после новой, подачи сигнала включения привода.Рисунок 19 - Схема защиты от неправильного чередования и обрыва фазГотовность привода к работе индикатируется светодиодом RD — ready. При включении преобразователя загорается светодиод ON. Все защиты при срабатывании блокируют регуляторы скорости и тока, а также управляющие импульсы в СИФУ.Рисунок 20 - Схема защиты СРСхема 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 ОСПри 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 ОСЗдесь ИС57 и ИС59 — операционные усилители цепей обратной связи нелинейного токоограничения.Если Uр.сРисунок 23 - Схема элемента памяти сигналов защитРисунок 24 - Принципиальная схема защиты 0LРисунок 25- Схема защиты OSНасыщены 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. Рисунок 26 - Принципиальная схема формирования сигналов готовности RD и включения привода ONНапряжение на 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 электродвигателяПри 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 электроприводаРасчет осуществляется на основании технических данных:– согласующего трансформатора (таблица 2);– тиристорного преобразователя (таблица3 );– двигателя (таблица 4), встроенного тахогенератора (таблица 5);