Тормозные режимы ДПТ НВ

Электродвигатели постоянного тока независимого возбуждения могут работать в трех тормозных режимах: режиме рекупера­тивного торможения, динамического торможения и торможения противовключением.

Режим рекуперативного генераторного торможения имеет место, когда скорость двигателя превышает скорость холостого хода, т.е. со > со₀ (рис. 7). При этом ЭДС якоря Е_я превышает напряжение питания якорной цепи (Е_я > (1_Я) и ток в якорной цепи пойдет под действием ЭДС якоря Е_я знак тока будет противоположен знаку напряжения питания. Это означает, что энергия торможения отдается в сеть питания постоянного тока. Следовательно, существуют три условия существования режима рекуперативного торможения:

1)цепь питания должна обеспечивать возможность протекания тока навстречу напряжению источника питания; это условие особенно важно в случае питания двигателя постоянного тока от полупроводниковых преобразователей, элементы которых обладают односторонней проводимостью тока;

2)источник питания должен быть способен воспринимать отдаваемую двигателем энергию и передавать ее в сеть питания; режим рекуперативного торможения невозможен, если привод получает питание от автономной дизель-генераторной установки;

3) для того чтобы рекуперативное торможение было возможно в пределах заданного диапазона регулирования скорости, регулирование должно проводиться путем изменения напряжения, под­водимого к якорной цепи двигателя.

Рис. 7. Механические характеристики двигателя постоянного тока в двигательном режиме и режиме рекуперативного торможения

Основные достоинства рекуперативного торможения: энергетическая эффективность, связанная с полезным использованием энергии торможения; высокая жесткость механических характеристик; плавный переход из двигательного в тормозной режим на одной и той же характеристике. Благодаря такому характеру механических характеристик улучшается качество управления приводом.

Вторым возможным тормозным режимом является режим динамического торможения. В этом режиме якорь двигателя отключается от источника постоянного тока (рис. 8) и замыкается на резистор динамического торможения R_дт.

Питание обмотки возбуждения при этом должно быть обязательно сохранено. В указанном режиме двигатель М работает как генератор постоянного тока, нагруженный на резистор R_дт . Энергия торможения расходуется на нагрев резистора R_дт и обмотки цепи якоря двигателя. Механические характеристики при динамическом торможе­нии представлены на рис. 5.9.

Рис. 8. Механические характеристики двигателя постоянного тока независимого возбуждения в режиме динамического торможения

Недостатки режима динамического торможения: потери энергии торможения, расходуемой на нагрев элементов привода; невозможность торможения привода до его полного останова.

Достоинством режима динамического торможения является его высокая надежность, определяемая тем, что этот режим может осуществляться при исчезновении напряжения питания и в случае выхода из строя источника питания цепи якоря, когда режим рекуперативного торможения становится невозможен. Исходя из этого, динамическое торможение в приводах постоянного тока часто используется в качестве средства аварийного торможения.

Торможение противовключением нехарактерно для двигателей постоянного тока независимого возбуждения. Этот режим может использоваться в приводах малой мощности с широтно-импульсным регулятором тока, позволяющим ограничить ток торможения допустимым значением.

4. 4. Электроприводы по системе «регулируемый источник питания – двигатель постоянного тока»

Для питания двигателей постоянного тока независимого возбуждения используют регулируемые источники питания:

• тиристорный преобразователь (выпрямитель) с фазовым управлением (система ТП – Д);

• полупроводниковые выпрямители с регулированием выпрямленного напряжения методом широтно-импульсного регулирования (ШИР-Д).

а б

в

Рис. 9. Силовые схемы электроприводов ТП—Д: а — однофазная мостовая нереверсив­ная; б — трехфазная мостовая нере­версивная; в — трехфазная мостовая встречно-параллельная реверсивная с раздельным управлением

Основной системой регулируемого электропривода с двигателями постоянного тока является система ТП – Д, наиболее распространенные схемы, которой приведены на рис. 9.

Основу схем тиристорных преобразователей составляют полууправляемые силовые полупроводниковые приборы – тиристоры.

Неполная управляемость тиристоров определяется тем, что включение тиристора контролируется системой импульсно-фазового управления (СИФУ). При подаче отпирающего импульса на управляющий электрод тиристора он открывается и остается открытым после снятия отпирающего импульса. Закрывается тиристор после изменения полярности напряжения анод – катод и спадания тока до нуля. Запирание тиристоров по цепи управления невозможно. Все это относится к однооперационным тиристорам. Существуют запираемые тиристоры, которые допускают запирание по цепи управления. Кроме того существуют преобразователи частоты для электроприводов на полевых транзисторах с полностью изолированным затвором [1 –3].

Ниже приведены марки типовых электроприводов промышленных роботов:

Тип робота Тип электропривода Тип двигателя

тиристорный ;транзисторный

М10П "Кемток" 1ПИ

М20-Ц ЭТЗИ ДК-1

М20П ЭШИМ ЧДПУ-75

М20К8501 этим ЗДПМ; ДПУ-240

М20К8505 ЭПБ-2 2Д8У

М40П ЭШИМ ЗДПМ

тур-ю ЭШИР ПЯ 250; ДПУ-200

ТУР-2,5 ЭШИР ДДЕ

Например, стандартный привод производства Германии АББ DCS400 –- это серия компактных электроприводов постоянного тока нового поколения, рассчитанных на номинальную мощность до 522 кВт. Привод удовлетворяет большинство потребностей машиностроителей, сравним по простоте обращения с аналоговым приводом, обладая при этом всеми преимуществами цифрового, легко встраивается в оборудование, компактен и обладает оптимальным набором функций, прост в установке, настройке и эксплуатации

Область применении: стандартный привод DCS400 можно использовать в различных отраслях промышленности. Среди типичных областей применения можно назвать экструдеры, миксеры, куттеры, волочильные машины, а также прессы. Эти приводы идеальны в тех случаях, когда требуется простота монтажа, пусконаладки и эксплуатации, а также позволяют сэкономить время и исключить ошибки при наладке.

Функции привода:

задатчик скорости с S - образной характеристикой и двумя темпами ускорения – замедления; обратная связь по скорости через тахогенератор, энкодер или по ЭДС якоря двигателя; регулировка скорости двигателя; задание крутящего момента – тока двигателя; внешнее ограничение крутящего момента; регулировка тока; автоматическое ослабление поля; автоматическая оптимизация для тока цепи якоря, тока возбуждения, контроллера скорости, регулятора ЭДС, адаптация потока; монитор скорости; развитая логика управления включением – выключением; дистанционный – местный режим работы; аварийный останов; автоматическое обнаружение последовательности фаз; контроль перегрузки двигателя; функция внутреннего потенциометра двигателя для задания скорости; функция толчкового режима; конфигурируемые макросы приложений.

Управление приводом:

аналоговые и дискретные входы и выходы; последовательные шины связи; программный пакет для ПК; съемная панель управления.

Функции мониторинга: