Работа контура регулирования тока двигателя.

При пуске двигателя на холостом ходу скорость вращения двигателя и тахогенератора мала, а значит напряжение обратной связи по скорости минимально, поэтому , а значит . Это напряжение превышает напряжение пробоя одного из стабилитронов VD1 или VD2. В зависимости от полярности напряжения задания по скорости U_зс пробивается один из двух стабилитронов, что вызывает возникновение перемычки между входом и выходом регулятора скорости РС. При этом контур регулирования скорости отключен на момент разгона двигателя, а значит  

Через шунт  течет большой пусковой ток, а значит напряжение обратной связи по току максимально, следовательно, сигнал на входе регулятора тока мал:

.

Усилившись в регуляторе тока этот   относительно небольшой сигнал подается в качестве напряжения управления  на один из СИФУ, в зависимости от полярности этого сигнала. Поскольку  также невелико, то угол α на выходе СИФУ увеличивается, а выходное напряжение выпрямителя  уменьшается. Это вызывает ограничение пускового тока двигателя: .

При торможении и реверсе двигателя, также возникают большие токи, аналогичные пусковым, в этом случае регулятор тока также ограничивает их (см. выше).

Работа контура регулирования скорости двигателя.

      По мере разгона двигателя  уменьшается, а  увеличивается, поэтому напряжение  на входе регулятора скорости  уменьшается: . Как только  становится меньше напряжения пробоя стабилитрона (, пробой в стабилитроне прекращается и перемычка между входом и выходом РС исчезает. С этого момента вступает в действие контур регулирования скорости.

    Предположим, что стол станка передвигается в направлении рабочего хода и на пониженной скорости  резец входит в изделие. Релейная часть схемы подключает на вход РС ползунок резистора . При этом СИФУ-В вырабатывает угол , при котором ТВВ обеспечивает выходное напряжение  ,  соответствующее скорости .

     При входе резца в изделие переключается ПХВ, по этому сигналу угловая скорость двигателя возрастает до заданного значения Момент сопротивления на валу двигателя резко увеличится, а значит его скорость стремится резко уменьшиться (в первый момент времени), а значит и  также резко уменьшится, следовательно напряжение на входе регулятора скорости резко увеличивается: . Последовательно усилившись в РС и РТ этот  большой сигнал в качестве  поступает на СИФУ-В, угол α на выходе СИФУ-В уменьшается, а  увеличивается.. Этот процесс будет проходить до тех пор, пока скорость двигателя вновь не станет равной ω = ω_зад. При этом САР приходит в равновесие, и на скорости резец снимает стружку по всей длине изделия.

При выходе резца за пределы изделия нагрузка резко уменьшается, а скорость  резко увеличивается.  увеличивается, а  уменьшается.

После этого путевой выключатель ПХВ отключает контакты КВ и включает контакты КН. Это приводит к смене полярности напряжения задания  также меняет полярность, теперь вступает в работу СИФУ-Н и ТВН. Происходит торможение двигателя противовключением, его скорость уменьшается до нуля, и начинает разгон в обратном направлении. При этом релейная часть схемы отключает верхний ползунок  (напряжение задания рабочего хода) и подключает нижний ползунок (напряжение задания обратного хода)  резко увеличивается, а скорость двигателя также увеличивается, и стол на повышенной скорости возвращается в исходное положение. По окончании обратного хода срабатывает путевой выключатель ПХВ, по этой команде релейная часть схемы вновь подключает на вход РС ползунок резистора  и скорость стола уменьшается до значения Цикл работы станка повторяется.

Для остановки стола (при ходе вперед) кнопкой «Стоп» отключается контактор КВ,  при этом становится равным нулю, а напряжение на входе РС приобретает отрицательный знак:  (двигатель по инерции продолжает вращаться, а значит тахогенератор BR вырабатывает ). Напряжение управления приобретает отрицательное  значение, на короткое время включаются СИФУ-Н и ТВН, происходит торможение противовключением до момента, когда , при этом двигатель остановится, т.к. .

При увеличении тока двигателя до значения большего, чем уставка датчика максимального тока ДТМ, срабатывает блок защиты Б3, отключая силовую часть схемы от сети с помощью независимого расцепителя автоматического выключателя QF1.

Практическая работа № 10

СР      Тема 8.10. Схема управления электроприводом  вертикально-фрезерного            станка.

Шпиндель станка получает вращение от асинхронно­го двигателя мощностью 13 кВт при 141 рад/с через ко­робку скоростей, которая дает 18 ступеней угловой ско­рости (от 2,5 до 125 рад/с). Переключение скоростей производится вручную. Продольное и поперечное пере­мещения стола (в диапазоне регулирования скоростей подачи от 10 до 1000 мм/мин) и вертикальное переме­щение шпиндельной бабки (в диапазоне регулирования от 4 до 400 мм/мин), осуществляются от двигателя по­стоянного тока через коробку,подач при бесступенчатом электрическом регулировании угловой скорости в диа­пазоне 10: 1. Электромеханическое регулирование ско­рости обеспечивает рабочие подачи и быстрые перемеще­ния стола и шпиндельной бабки станка. Изменение направления движения осуществляется электромагнит­ными муфтами, которые смонтированы внутри корпуса коробки подач.  Электромагнитные муфты обеспечивают как независимое включение всех трех перемещений, так и их одновременное действие. 

Электрическая схема управления электроприводами станка, обеспечивающая наладочный и рабочий режимы, приведена на рис. 10-6. Направление вращения шпинделя задается переключателем ВП. Пуск двигателя шпинделя ДШ для продолжительной работы производится на­жатием кнопки КнП1, при этом включаются контактор КШ и реле РШ. Для быстрой остановки двигателя шпинделя следует нажать кнопку КнС1 и удерживать ее в течение 1,5—2 с. При этом отключается контактор КШ и включается контактор КТ, обмотка статора присоеди­няется к выпрямителю Вп1 и происходит динамическое торможение двигателя. С отпусканием кнопки КнС1 кон­тактор КТ отключается, и схема приходит в исходное со­стояние. Наладочный режим, предназначенный для проверки правильностиустановки обрабатываемых изделий и ин­струмента, а также для опробования отдельных узлов станка, может быть осуществлен кратковременным на­жатием кнопки Кн «Толчок».   Двигатель  ДШ в этом, случае будет работать в течение времени воздействия на кнопку. Для движений подач применен комплектный привод типа ПМУ6М. Пуск двигателя подачи ДП производится нажатием кнопки КнЛ2 и возможен только после вклю­чения приводашпинделя и автоматического выключате­ля ВА2. Якорь двигателя ДП питается от трехфазного силового магнитного усилителя МУ, рабочие обмотки  которого включены через диоды Д1-Д6. Угловая скорость двигателя ДП регулируется от 15 до 150 рад/с из­менением напряжения, подводимого к якорю, и от 150. до 300 рад/с - ослаблением магнитного потока. Напря­жение управления поступающее на обмотки управ­ления   магнитного усилителя и определяющее угловую скорость двигателя в рабочем диапазоне, равно алгеб­раической сумме напряжений: задающего , снимаемо­го с регулятора — потенциометра РС; сигнала отрица­тельной обратной связи по напряжению  на зажимах якоря и сигнала положительной обратной связи по току  получаемого с помощью трансформатора тока ТТ и выпрямителя Вп2. Ограничение тока якорной цепи при пуске двигателя подачи выполняется с помощью реле РМ. При включе­нии контактора КП по обмоткам управления   прохо­дит ток , больший номинального тока управления , магнитный усилитель «открывается» и пусковой ток двигателя возрастает ; реле РМ сраба­тывает и размыкающим контактом отключает задающее напряжением обмоток . При этом напряжение на вы­ходе магнитного усилителя снижается, а ток якоря уменьшается до значения, при котором реле РМ отключается и замыкает свой контакт. Обмотка   вновь подключается к напряжению , ток якоря двигателя возрастает, РМ снова срабатывает и т. д. Таким образом, реле РМ будет работать в вибрационном режиме до окончания пуска двигателя ДП, когда .Для выполнения быстрого установочного перемеще­ния стола или шпиндельной бабки ставка необходимо нажать кнопку дм «Быстро». При этом включается реле РП2, и на обмотки независимо от положения движ­ка регулятора РС подается максимальное напряжение . Двигатель разгоняется, и при угловой скорости, близкой к номинальной, включается реле РН1, в цепь обмотки возбуждения вводится добавочное сопротивление, ток возбуждения уменьшается, и двигатель доразгоняется до максимальной скорости (300 рад/с). Быстрое перемещение длится столько времени, сколько будет находиться в нажатом состоянии кнопка Км «Быстро». Кроме главного двигателя ДШ и двигателя подачи ДП станок имеет еще два небольших короткозамкнутых   двигателя (на схеме не показаны) для насосов смазки  и охлаждения, а также узел схемы, посредством которого осуществляются переключения электромагнитных   муфт, механизмов подачи стола и шпиндельной бабки.Защита двигателей шпинделя, насосов смазки и охлаждения от длительных перегрузок осуществляется тепловым реле соответственно РТ1; РТС, РТО.