8. ПРИМЕРЫ СХЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССАМИ ТОРМОЖЕНИЯ И ТОЧНОЙ ОСТАНОВКИ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ

Управление торможением. Схема конденсаторно-динамического! торможения электропривода шпинделя алмазно-расточного станка мо-1 дели ОС-1279А показана на рис 57. Мощность электропривода! 2,2 кВт. Для безрисочного вывода резца из обрабатываемой детали! привод шпинделя должен обеспечивать остановку резца в определен-! ном положении. Поскольку приведенный к валу двигателя момент! инерции шпинделя примерно в 15 раз превышает момент инерции! ротора, любой вид одноступенчатого торможения не обеспечивает не-! обходимой точности остановки резца. Применение КДТ позволяет ре- шить эту задачу.

??? I

Рис. 57. Схема конденсаторно-динамического торможения электропривода шпинделя алмазно-расточного станка

Для контроля как частоты вращения шпинделя, так и положе-1 ния резца применен датчик Д/7 типа БВК-24, в щель которого пе- рноднческн входит сектор К, закрепленный на валу шпинделя. Датчик питается стабилизированным напряжением. К выходу датчика! подключено реле РП, обмотка которого зашунтирована конденсатором С2. Когда сектор входит в щель ДП, включается реле РП и заря--92

жается конденсатор С2. После срабатывания ДП реле РП удер-1живается током разряда этого конденсатора. При большой частоте [вращения привода и, следовательно, высокой частоте импульсов от ДП реле РП остается включенным. При снижении частоты вращения, I когда пауза между импульсами становится больше времени спадания тока до значения, меньшего тока удержания, реле РП отпадает и подает команду на начало тормолсення.

Порядок работы схемы следующий. При нажатии кнопки- КнП [контактор Л подключает двигатель шпинделя к сети и включает ре--ле РП, которое самоблокируется и подготовляет цепь контактора

Рис. 58. Схемы управления конденсаторно-магнитным торможением

торможения Т. При нажатии кнопки КнС контактор Л-отключает двигатель от сети и своим размыкающим вспомогательным контактом подключает конденсатор С1 для осуществления первой ступени торможения. После снижения частоты вращения до заданного значения при очередном выходе сектора К из щели датчика ДП отпадает реле,РЯ, срабатывает контактор Т, осуществляющий режим динамического торможения. Реле времени РТ отключает контактор У после остановки двигателя при определенном положении резца.

Для уменьшения размеров конденсаторной батареи применено однофазное подключение конденсатора С1. Возникающие при этом пульсации тормозного момента двойной частоты не отражаются на работе механизма, так как вызываемые ими динамические силы поглощаются клиноременной передачей [4].

На рис. 58 показаны применяемые для малоинерционных электроприводов простые и эффективные схемы конденсаторно-магнитного торможения (КМТ), Основные узлысхемы иитеисивиого КМТ привода

резьбошлифовального стайка даны на рис. 58,о. После нажатия кнопки КнС двигатель переводится в режим динамического торможения, вслед за которым после срабатывания промежуточного реле РП и контактора Т обмотка статора замыкается накоротко. Включение контактов контактора Т по схеме звезды дает возможность снизить токовую нагрузку.

Для плавного торможения с последующей точной остановкой управление контакторами Л и Г производят с помощью путевых датчиков В1 и В2 (рис. 58,6).

Рис. 59. Схема управления замедлением и остановкой электропривода с двумя пониженными частотами вращения

Управление замедлением с- переходом на пониженные частоты вращения. Одна из эффективных схем комбинированного торможения с последовательным переходом на две устойчивые пониженные частоты вращения показана на рнс. 59. Команду на начало цикла дает реле РК. На первом этапе позиционирования по команде датчика В1 отключается контактор В и включается К1, благодаря чему к параллельно соединенным обмоткам статора двигателя Д подводится однофазное напряжение.-При этом вращающий момент создается третьей пространственной гармоникой поля; он достигает значения 0,5Мном. Двигатель замедляется до частоты вращения Янои/3 в режиме рекуперативного тормолсения. Затем подается вторая команда (реле РВ), отключается контактор К1 и включается К2. В обмотки статора подается постоянный ток, скорость снижается благодаря динамическому торможению; затем по команде реле РД1 срабатывает КЗ, в статор дополнительно подается переменный тОк (через трансформатор 1р1) и двигатель в режиме двухтокового торможения переходит на «ползучую» частоту вращения! 94 - - , . - - .

Ма треФьем 9farte rto кеманде Датчика мчйой бстайовки Ё2 кой-тактор КЗ отключается и двигатель останавливается при динамическом торможении, в конце которого реле РД2 отключает контактор К2. Катушка контактора реверса Н на схеме условно ие показана.

Автоматическая точная остановка при циклическом движеник механизма. Наиболее употребительные узлы схем автоматического управления возвратно-поступательным и шаговым движением механизма, применяемые в сочетании с рассмотренными схемами замедления и точной остановки электроприводов, даны иа рис. 60.

U РВ

ЧВП/З <fBn/2 и Н

Рис. 60. Узлы схем управления возвратно-поступательным движением механизма

В схеме рис. 60,а с. контролем положений механизма комаидоап-паратом после кратковременного замыкания контакта командного реле РК включается контактор В и. механизм начинает движение. Перед подходом к заданной позиции контактом ВП/4 командоаппарата дается команда на снижение скорости. Диаграмма замыкания контактов командоаппарата приведена на рис. 60,6. В конце хода контактор В отключается контактом ВП/1 командоаппарата и электропривод останавливается. После отсчета времени паузы (реле РВ) срабатывает контактор Я и механизм возвращается в исходное положение, ограничиваемое контактом ВП/2 командоаппарата.

Схема с подачей команды на начало цикла оператором и реверсом без выдержки времени показана на рис.- 60,6. Цикл движения вперед -назад совершается после перевода рукоятки, командокоит-роллера К из нулевого положения в положение В-Н. Реверс вклю- чается контактом ВП/3 командоаппарата. Перед началом очередного цикла рукоятку К необходимо возвратить в нулевое положение, фик-

сйруеМое реле Р. Как и в предыдущей схеме, При йеббходим перехода на пониженную скорость перед точной остановкой-или при • комбинированном торможении (КДТ, КМТ и др.) используют Контакт ВП/4 командоаппарата.

Для автоматического управления нереверсивным шаговым движе-нием применяют схемы рис. 61. В схеме рис. 61,а по команде реле РК втягивается и самоблокируется промежуточное реле Р. Срабатывает линейный контактор Л. Механизм начинает движение. В середине хода размыкается контакт ВП/2 командоаппарата и реле Р отключается, подготовляя отключение. контактора Л контактом BII/1. Ес-

Рис. 61. Узлы схем управлении шаговым движением механизма

ли применяется комбинированное торможение или переход на пониженную скорость, используют контакт ВП/3 командоаппарата. В конце шага механизма размыкается контакт ВП/1 и электропривод отключается, останавливаясь с заданной точностью. После очередного срабатывания реле РК механизм совершает новый цикл перемещения. Барабан командоаппарата должен поворачиваться за один шаг механизма на 360 или 180°.

Вариант схемы с использованием одного контакта командоаппарата (или конечного выключателя) и реле времени для управления шаговым движением приведен на рис. 61,6.

Прецизионные системы автоматического позиционирования. Выс коточные позиционные электроприводы все чаще используют в различных отраслях промышленности. Основу их структуры составляют замкнутые по- пути системы регулирования положения. Находят применение электроприводы как постоянного, так и переменного тока.

Характерным примером прецизионных систем постоянного тока может служить автоматизированный электропривод нажимных винтов современного листового прокатного стана, который осуществляет установку валков с точностью ±0,01 мм придлине хода 24 Ым, (г. е. ±0,04%. Такую точность могут обеспечить только цифровые и цифро-аналоговые системы автоматического управлении. Последние являются более простыми, чем полиостью цифровые.

а- :

В цифро-аналоговой системе управления позиционным электроприводом (рис. 62) задание положения, измерение фактической координаты механизма и выделение сигнала ошибки (рассогласования) производят в цифровой форме. Заданное положение механизма Sa устройством ввода УВЗ подается в параллельном двоичном коде на первый вход сумматора арифметического устройства АУ. На второй вход поступает число s, соответствующее действительному пололчению механизма. Для измерения служит многоразрядный датчик положения ДП, связанный с валом привода механизма. Этот датчик вырабатывает число 5д в параллельном потенциальном коде, которое преобразователем кода ПК преобразуется в число s, отображающее координату механизма в двоичном коде.

Код рассогласования Лд, вычисленный сумматором ЛУ, поступает на цифро-аналоговый преобразователь код-напряжение ПКП. Сигнал напряжения рассогласования (7з,дз подается на вход регулятора положения РП трехконтурной аналоговой части системы позиционного электропривода. Регулятор положения осуществляет линейное или нелинейное преобразование сигнала рассогласования. Линейная зависимость выходного сигнала {/вых РП от входного сигнала Ubi обеспечивает минимальное время отработки лишь наибольшего заданного перемещения механизма. Если необходимо выполнить за минимально возможное время любое перемещение, используют РП с параболической характеристикой. Для получения параболической зависимости (7вых от Ubx в обратной связи регулятора положения включают функциональный преобразователь, выходное напрялчение которого пропорционально квадрату входного сигнала. Выходной сигнал регулятора положения РП через задатчик интенсивности подается на регулятор скорости PC. Сигнал обратной связи поступает от тахогенератора ТГ. Внутренний контур тока содержит регулятор РТ, связанный с датчиком тока якоря ДТ. Регулятор тока воздействует непосредственно на систему нмпульсно-фазового управления тирнсторного преобразователя ТП, питающего приводной двигатель Д.

Рис. 62. Цифро-аналоговая система управления позиционным электроприводом