Определим уставку реле максимального тока

 

, (9.4)

где  - перегрузочная способность по току;

 - номинальный ток двигателя

 

 

Выбираем реле с ручным возвратом. Номинальный ток реле . Регулируемая уставка реле

Выбор реле защиты от превышения напряжения

В переходных режимах возможно кратковременное превышение номинального напряжения на 5 - 10%. При напряжениях  коммутация тока на коллекторе ухудшается даже при токах якоря, не превышающих номинальное значение. Исходя из этого уставка реле, контролирующего напряжение, вырабатываемое тиристорным преобразователем, выбирается из условия:

Принимаем:

К установке выбираем реле РЭВ 821. номинальное напряжение реле . Напряжение втягивания . Мощность катушки .

Так как , последовательно с реле необходимо включить добавочное сопротивление. Для выбора2 добавочного сопротивления определяем:

номинальный ток реле:

 

, (9.5)

 

сопротивление катушки реле:

, (9.6)

 

ток втягивания реле

 

, (9.7)

 

общее сопротивление цепи, состоящее из последовательно включенных реле и добавочного сопротивления, обеспечивающее ток втягивания при напряжении, равном уставке.

 

, (9.8)

 

Следовательно, добавочное сопротивление равно:

 

, (9.9)

 

Мощность рассеяния в резисторе:

 

, (9.10)

 

Принимаем к установке резистор типа ПЭВР - 15 с номинальным сопротивлением 4 кОм

Выбор реле ЭДС преобразователя и реле ЭДС двигателя

Рассматриваемые реле ЭДС разрешают сборку якорной цепи при малых значениях напряжения на выходе тиристорного преобразователя и ЭДС двигателя. Если перед сборкой якорной цепи электропривод не работает, то ЭДС преобразователя и двигателя равны нулю, через размыкающиеся контакты реле KV2 и KV3 разрешается срабатывание контактора КМ.

Якорная цепь может быть разобрана в результате срабатывания одной из защит электропривода. При этом в момент размыкания контактов КМ напряжение тиристорного преобразователя и ЭДС двигателя могут оказаться значительными. Если теперь пытаться собирать якорную цепь, могут возникнуть недопустимые для двигателя и преобразователя токи. Для ограничения токов сборку якорной цепи производят после того как за счет изменения сигнала задания на входе задатчика интенсивности до нуля напряжения тиристорного преобразователя снизиться до безопасного уровня и снизиться ЭДС двигателя под действием нагрузки на валу.

Обычно напряжение втягивания обоих реле ЭДС выбирают равными. Для двигателя с номинальным напряжением , напряжение втягивание реле можно принять равным 50В, а для двигателей с меньшим номинальным напряжением - равным 40В.

Напряжение срабатывания реле KV1 и KV3 выбираем равным .

К установке выбираем реле типа РЭВ 821. номинальное напряжение реле - . Номинальная мощность . Напряжение втягивания . Коэффициент возврата реле - . Напряжение отпадания .

Для ограничения напряжения, прикладываемого к катушкам реле при напряжениях, существенно превышающих напряжение втягивания, в цепи катушек реле KV1 и KV3 включаются сопротивления R1, R2 и R5, R6 соответственно. После срабатывания реле эти сопротивления вводятся в общую цепь, чем обеспечивается снижение напряжения на катушках и протекающих через них токов. Кроме этого включаются добавочные сопротивления (R3 и R7), обеспечивающие ограничение тока в катушках при включении.

Для определения величины сопротивления рассчитываем:

номинальные токи реле

 

, (9.11)

 

сопротивление катушки реле

 

, (9.12)

 

токи втягивания

 

, (9.13)

 

токи отпускания реле

 

, (9.14)

 

общее сопротивление цепей при срабатывании реле

 

, (9.15)

 

общее сопротивление при отпадании реле

 

, (9.16)

Сопротивления R3 и R7 одинаковы и равны

 

, (9.17)

 

Сопротивления R1,2 = R1 + R2 R5,6 = R5 + R6 определяются как разность между сопротивлениями при отпадании и при втягивании:

 

, (9.18)

 

Определяем ток, протекающий через катушки реле KV1 и KV3 после срабатывания реле. Наибольший ток протекает в том случае, когда действует большое напряжение, равное напряжению установки реле KV1 защиты от превышения напряжения:

 

, (9.19)

 

Найденный ток не превышает номинальный ток катушки реле. Следовательно, реле может работать без перегрева неограниченное время.

Мощность рассеяния в резисторах R3, R7 после втягивания реле:

 

, (9.20)

 

Выбираем резисторы ПЭВР - 5, с номинальным сопротивлением 500 Ом

 

, (9.21)

 

Выбираем резисторы типа ПЭВР - 15 с номинальным сопротивлением 1500 Ом

Реле защиты от недопустимого снижения тока возбуждения (от потери возбуждения)

Реле обеспечивает защиту от недопустимого увеличения скорости двигателя при малых нагрузках и от недопустимого увеличения тока якоря при больших нагрузках в случаях, когда ток возбуждения неконтролируемо снижается.

Для двигателей, скорость которых регулируется изменением напряжения на якоре при неизменном, равном номинальному, возбуждении (однозонное регулирование), уставка реле КА1 на отпадание принимается равной:

 

, (9.22)

 

Так как номинальный ток возбуждения равен:

 

, (9.23)

 

К установке принимаем реле типа РЭВ 86. номинальный ток катушки реле равен . Коэффициент возврата Кв = 0,5. ток срабатывания регулируется в пределах:

- ток втягивания

 

, (9.24)

 

ток отпадания

 

, (9.25)

Выбранное реле обеспечивает защиту двигателя при снижении потока возбуждения до значения:

 

, (9.26)

Монтаж электрооборудования

 

Машиностроительные заводы получают станки полностью укомплектованными нужным электрооборудованием. Все элементы электрооборудования, которые должны иметь механическое соединение с узлами станка (двигатели, путевые переключатели, реле давления и т.д.) установлены на самом станке. Электрическое и электронное оборудование, не нуждающееся в такой связи (контакторы, реле и т.д.) помещают в шкафах управления (электрические шкафы) и пультах, которые поставляют вместе со станками. Кнопки управления, переключатели режимов и сигнальные лампы устанавливают на пультах, размещенных на станках или вблизи них. При установке станка необходимо присоединить электрический шкаф к сети цеха, а аппаратуру, установленную на станке, а также на пультах, к шкафу управления.

Электрическое управление станком должно быть удобным, надежным, простым и дешевым. Принципиальная схема станка должна быть простой. Для двигателей которые одновременно не работают, если можно, используют одно и ту же аппаратуру. Все необходимые переключения производятся в цепях управления, а не в силовых цепях. Обычно стремятся к сокращению числа органов управления станком, аппаратов и контактов, так как при этом возрастает надежность работы.

Для большей надежности работы цепи управления обычно присоединяют через трансформатор, понижающей напряжение сети до 110 В. Особое значение имеет размещение командных органов станка. Наряду со стандартными стационарными и переносными кнопочными станциями, в станкостроении широко применяют пульты, пристроенные к станине станка.

Проводки к электроаппаратам обычно применяют жесткие провода. Провода наружной проводки станка для защиты от мелких повреждений и вредных воздействий охлаждающей жидкости, масла и стружки, прокладывают в стальных трубах.

Все металлические части электрического оборудования станка не несущие тока (корпуса, кожухи, шкафы, трубки), должны иметь хорошее электрическое соединение со станиной станка, которая имеет надежное соединение с системой защитного заземления.

Проект размещения электрического оборудования на станке первоначально представляют в виде эскиза. Монтажную схему составляют на основании принципиальной схемы и эскиза размещения электрического оборудования.

Монтаж производиться специалистами с завода - изготовителя или персоналом цеха.

 

 

Наладка элктрооборудования

 

Восстановления первоначальных характеристик и надежности работы электрооборудования станка осуществляется путем ремонта и наладки. При наладочных работах проверяют параметры цепей, настраивают реле, пускатели, автоматы и другое электрооборудование в соответствии с паспортными данными станка.

В зависимости от размеров предприятия, наличия того или иного парка металлорежущих станков, их сложности формы проведения наладочных работ могут быть весьма различными. Наладочные работы обычно выполняют силами электроцеха или специально созданной для этих целей электролаборатории

Наладку электрооборудования металлорежущих станков начинают с организации бригады, в состав которой включают наладчиков или электромонтеров определенной квалификации в зависимости от сложности электрической схемы станка. Наладочные работы начинают с ознакомления с принципиальными электрическими схемами, выявления отступлений исполненной схемы от проекта. Затем путем внешнего осмотра электрооборудования выявляют соответствие установленной аппаратуры проекту, ее состояние. При обнаружении значительных поломок аппаратов производят их ремонт или замену. Полный объем наладочных работ состоит из следующих пунктов:

Измерение сопротивления изоляции токоведущих частей электрооборудования;

Измерение сопротивления постоянному току обмоток электрических машин, трансформаторов, катушек пускателей, реле, сравнения данных измерений с данными принципиальной схемы;

Снятие диаграммы переключения командоаппаратов, путевых переключателей;

Проверка и снятие характеристик усилителей, и преобразователей;

Проверка выпрямителей, формовка селеновых выпрямителей, отбраковка и замена на новые;

Измерение сопротивления изоляции вторичных цепей;

Проверка правильности монтажа вторичной коммутации, выполняемая путем включения аппаратуры по участкам или прозвонкой;

Проверка защит в силовой и вторичной цепях станка;

Проверка работы электрических машин в холостую и под нагрузкой;

Окончательная регулировка путевых и конечных переключателей;

Сдача станка в эксплуатацию производится совместно механиками и наладчиками. При этом бригадир наладчиков заполняет журнал производства наладочных работ, в котором должны быть отражены все данные измерений, устранение выявленных дефектов, изменения в принципиальной электрической схеме, протоколы испытаний электрооборудования и акт приемки - сдачи станка. С момента подписания акта приемки - сдачи станок поступает в постоянную эксплуатацию.

Наладка тиристорных преобразователей

Объем и последовательность наладочных работ зависят от состава электропривода, сложности его системы регулирования, схемных и конструктивных особенностей. Ниже приводится примерная последовательность наладочных работ применительно к электроприводам серии КТЭУ средней и большой мощности с регулированием скорости. Изложенное в значительной мере применимо к электроприводам серии КТЭ, а также в части, соответствующей их составу, к преобразовательным агрегатам серий ТПП1, ТЕ, ТВ.

Предполагается, что ячейки управления прошли проверку на стендах.

. Проверка комплектности электропривода, паспортных данных его составных частей.

. Проверка правильности монтажа (выполняемая по принципиальной схеме электропривода с уточнением по монтажным схемам) для учета возможных ошибок и изменений, которые были внесены изготовителем после выпуска рабочего проекта электрооборудования

. Контроль сопротивления изоляции, осуществляемый мегаомметром с номинальным напряжением, определяемым рабочим напряжением тех цепей, в которых это сопротивление измеряется. Для цепей с номинальным напряжением выше 500 В используют мегаомметр на 1000 В, для остальных силовых цепей и цепей вторичной коммутации - мегаомметр на 500 В. Для цепей блоков и ячеек управления используется мегаомметр на 100 В. Сопротивление измеряют между фазами питающих напряжений, фазами и корпусом, шинами выпрямленного напряжения и корпусом. При этих измерениях должны быть отключены те элементы, узлы и устройства, через которые возможна гальваническая связь точек схемы, между которыми измеряется сопротивление изоляции. В частности, должны быть отключены двигатели вентиляторов и щитовые приборы, цепи контроля изоляции, вынуты из разъемов силовые блоки с тиристорами (или отключены подсоединения к тиристорам), отключены разъемы блоков управления, отсоединена шина общей точки. Сопротивление изоляции в холодном состоянии не должно быть менее 5 мОм.

4. Проверка электрической прочности изоляции. Значение испытательного напряжения 2000 В для цепей с номинальным напряжением до 500 В и  , но не менее 3000 В для цепей с номинальным напряжением выше 500 В. При испытаниях соединяются между собой входные и выходные цепи якорного ТП, входные и выходные цепи возбудителя ТПВ, цепи оперативного напряжения. Электрическая прчность изоляции проверяется как между указанными цепями, так и между этими цепями и корпусом.

. Фазировка трансформатора опорных напряжений, которая выполняется путем соответствующих соединений обмоток этого трансформатора в зависимости от схемы соединения силового трансформатора ТМ и источника опорного напряжения .

. Включение питания цепей управления, проверка уровней напряжения и значений пульсаций на выходах выпрямителей и стабилизаторов напряжения.

. Наладка СИФУ. Ее начинают с проверки правильности чередования опорных напряжений, значений амплитуд (8 ± 0,5) и фазного сдвига опорных синусоид. Устанавливают углы начального согласования характеристик , ограничения , , длительности бестоковой паузы  , чувствительности нуль - органа датчика нулевого тока . Затем проверяют работу СИФУ по наличию управляющих импульсов на всех тиристорах и их смещению при изменении напряжения управления .

. Проверка функционирования схем защит и сигнализации, выполняемая путем имитации аварийных сигналов и наблюдения за срабатыванием аппаратов. Проверяют защиты срабатывающие при аварийных режимах в ТП и воздействующие на отключение автоматического выключателя нагрузки QF, цепи контроля перегорания предохранителей, наличие принудительной вентиляции, защиту от исчезновения напряжения собственных нужд. Проверку срабатывания защит электропривода также осуществляют имитацией аварийных режимов работы, при чем на этом этапе осуществляется настройка нуль - органов защит электропривода таким образом, чтобы они не препятствовали сборке схемы выключателя QF (например, нуль - орган, фиксирующий обрыв поля двигателя, не должен выдавать аварийный сигнал, несмотря на отсутствие тока возбудителя). В результате должно включится реле РН, разрешающее включение QF. Проверяется исправность светоизлучающих диодов индикации.

. Включение силового напряжения на одну из выпрямительных групп при закороченной цепи нагрузки через сглаживающий реактор и шину большого сечения, допускающую протекание тока , при . В этой схеме проверяют фазировку ТП. На входы двулучевого осциллографа подают фазное напряжение на управляющем переходе тиристора. Первый импульс на управляющем переходе должен отставать от момента перехода через нуль соответствующего фазного напряжения на угол . Форма тока нагрузки соответствует прерывистому режиму с длительностью .

При увеличении  ток нагрузки приобретает форму, характерную для режима непрерывного тока. Форма напряжения на выходе датчиков тока должна быть такая же, как и форма тока нагрузки. В форме напряжения на управляющих переходах всех тиристоров работающей группы должна наблюдаться площадка, соответствующая моментам открывания тиристора. При увеличении тока нагрузки до значения установки защиты должен отключиться выключатель главной цепи QF. Для реверсивных электроприводов описанную проверку производят для каждой из выпрямительных групп, при этом ячейки усиления импульсов неработающей группы вынимаются из блоков.

. Наладка и проверка узла переключения выпрямительных групп, выполняемые путем установки значения тока нагрузки, соответствующего гасимому току , и регулировки чувствительности узла таким образом, чтобы при этом токе выдавался сигнал разрешения переключения. Значение  соответствует 2 - 5 % . При изменении полярности напряжения задания отпирающие импульсы появляются на другой выпрямительной группе. При увеличении нагрузки выше значения чувствительности узла изменения полярности напряжения задания не должно приводить к переключению групп.

. Включение ТП на невозбужденный двигатель, настройка чувствительности и проверка полярности датчиков тока и напряжения, определение путем подачи скачка напряжения  то значения, соответствующего гранично - непрерывному току  до значения  значение  равно времени уменьшения разности - , до 0,37 первоначального значения.

. Проверка и настройка тиристорного возбудителя ТПВ, которая выполняется в той же последовательности, что и настройка ТП. При этом следует учитывать, что ТПВ является нереверсивным преобразователем и управляющие импульсы имеют длительность 1200 (вместо двух коротких импульсов со сдвигом 600 в ТП). После проверки СИФУ и установки углов ,  включают напряжение питания ТПВ и проверяют изменение тока возбуждения при изменении . Наблюдают Фому тока и напряжения на обмотке возбуждения. Настраивают защиту от обрыва поля и перевозбуждения. Определяют постоянную времени цепи возбуждения путем подачи скачка напряжения на вход ТПВ и наблюдения за изменением тока возбуждения находят так же, кА и электромагнитную постоянную времени цепи якоря.

. Настройка возбудителя тахогенератора в соответствие с инструкцией на блок возбуждения тахогенератора (БВТ) и номинальными данными тахогенератора.

. Проверка диапазона изменения напряжения ТП путем изменения  от до  при подключенном двигателе, ток возбуждения которого установлен близким к номинальному.

Настройка чувствительности и полярности датчика напряжения тахогенератора. Настройка датчика ЭДС, которая выполняется следующим образом. При вращении двигателя в режиме холостого хода устанавливают нужны коэффициент передачи усилителя - измерителя ЭДС.

При неподвижном двигателе и отключенном возбуждении двигатель загружают током, при этом потенциометр напряжения датчика тока на входе измерителя ЭДС устанавливают в такое положение, чтобы напряжение на входе измерителя было равно нулю. Для увеличения точности настройки значение тока должно быть (1 - 1,5) . Для исключения повреждений двигателя настройка должна выполнятся быстро. Постоянную времени фильтра в цепи напряжения на входе измерителя выбирают равной  и уточняют по минимуму пульсаций на выходе измерителя.