ООО ЭФО
Поиск по складу
Программа поставок 2016
Сегодня
www.powel.ru
источники питания
www.korpusa.ru
конструктивы и корпуса РЭА
www.wless.ru
беспроводные технологии
www.mymcu.ru
микроконтроллеры
altera-plis.ru
микросхемы Altera
www.infiber.ru
волоконно-оптические
компоненты в
промышленности
www.efo-power.ru
силовая электроника
www.efo-electro.ru
электротехническая
продукция
www.efometry.ru
контрольно-измерительные приборы
www.golledge.ru
кварцевые резонаторы и генераторы Golledge
www.sound-power.ru
профессиональные усилители класса D
Поиск по сайту
Подписка на новости

Система менеджмента
качества сертифицирована на соответствие требованиям:
ISO 9001, ГОСТ Р ИСО 9001 и СРПП ВТ - подтверждено сертификатами соответствия в системах сертификации Русского Регистра, ГОСТ Р, международной сети IQNet, "Оборонсертифика" и "Военный Регистр".

ООО "ЭФО" в 2011г. получило Лицензию Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору на изготовление оборудования для ядерных установок.


Rambler s Top100



ChipFind - поисковая система по электронным компонентам
EEN
webmaster
Санкт-Петербург: (812) 327-86-54  zav@efo.ru Москва: (495) 933-07-43  moscow@efo.ru Екатеринбург: (343) 278-71-36  ural@efo.ru Пермь: (342) 220-19-44  perm@efo.ru
Казань: (843) 518-79-20  kazan@efo.ru Ростов-на-Дону: (863) 220-36-79  rostov@efo.ru Н. Новгород: (831) 434-17-84  nnov@efo.ru Новосибирск: (383) 286-84-96  nsib@efo.ru
о нас склад библиотека статьи
 
О замене приводов постоянного тока в круглошлифовальных станках.
Полосин В.Л. главный инженер,
отдел промышленной автоматики.

Восстановление и модернизация промышленного оборудования при сегодняшнем отсутствии серьезных инвестиций в российские предприятия - один из способов поддержания их ограниченной конкурентоспособности. В настоящей статье приводится частный пример успешно выполненной работы по замене электроприводов постоянного тока на круглошлифовальных станках на одном из предприятий Санкт-Петербурга. Особенности выполненного проекта - минимизация стоимости и сроков выполнения работ.

Необходимость замены приводов постоянного тока была связана с физическим износом двигателей и тахогенераторов, частыми поломками системы управления и простоями оборудования, невозможностью обеспечения запасными частями для системы управления.

Первоначально в круглошлифовальных станках была использована схема привода с двигателем постоянного тока с обратной связью через тахогенератор для поддержания стабильной частоты вращения на рабочем валу и возможности бесступенчатого регулирования оборотов в зависимости от размера, материала обрабатываемой детали и требований к качеству обработки поверхности. Диапазон регулирования частоты составляет 1:70, допустимая нестабильность частоты вращения не более 3%, линейка мощностей приводов от 1,5 до 3,5 кВт. В соответствие с рабочим циклом станка момент на валу должен возрастать линейно по мере вхождения детали в контакт со шлифовальным барабаном, поддерживаться стабильным при прохождении детали и линейно снижаться при выходе детали из зоны контакта с инструментом, регулятор скорости должен компенсировать неравномерность толщины снимаемого слоя в процессе обработки и обеспечить постоянную скорость вращения инструмента.

Традиционные для подобного оборудования 20-летней давности приводы постоянного тока в настоящее время успешно заменяются связкой "асинхронный двигатель - преобразователь частоты". Это обусловлено высокой надежностью двигателей переменного тока из-за отсутствия коллектора и простоты конструкции, низкой стоимостью асинхронных двигателей, их массовым выпуском и простыми требованиями к обслуживанию. Современные преобразователи частоты позволяют обеспечивать широкий диапазон регулирования скорости вращения и компенсировать снижение мощности двигателя на малых оборотах. Постояное удешевление преобразователей частоты и реализация все более изощренных режимов управления способствуют широкому их применению в тех областях, где раньше доминировали приводы постоянного тока.

При анализе вариантов построения привода в нашем случае было принято решение использовать трехфазные асинхронные двигатели общепромышленного исполнения с синхронной частотой (750 об/мин) несколько меньшей, чем необходимо для обеспечения верхней границы частоты вращения ( около 1000 об/мин), и с помощью преобразователя частоты "добрать" недостающие обороты. Номинальная мощность асинхронных двигателей взята в 1,3 - 1,5 раз выше, чем у заменяемых двигателей постоянного тока, для компенсации падения мощности со снижением частоты. Для увеличения диапазона регулирования были выбраны преобразователи частоты с векторным управлением.

Стандартно используемые способы регулирования скорости асинхронного двигателя таковы: частотное регулирование, при котором управляют частотой и формируют напряжение на статоре, и частотно-токовое, при котором управляют частотой и формируют ток статора. При векторном управлении регулируется частота и формируется вектор основного потокосцепления электрической машины, основываясь на номинальных паспортных данных мотора и измеренных характеристиках статора, а именно сопротивлении и индуктивности обмоток статора [1]. Корректировкой величины скольжения ротора в небольших пределах от рассчетного можно улучшить мощностные характеристики мотора в желаемом диапазоне частот и избежать статической неустойчивости привода. Как правило, векторное управление позволяет реализовать для асинхронных двигателей значительно более широкий диапазон регулирования частоты (до 1:1000) и существенно поднять момент на низких частотах.

Исходя из вышесказанного, были использованы преобразователи частоты серии BFVCE производства Panasonic Electric Works. Эта линейка преобразователей покрывает диапазон мощностей от 0,22 до 4,0 кВт и обеспечивает, кроме линейной и квадратичной характеристики U/f, векторное управление и управление с постоянным моментом. Улучшенный оригинальный алгоритм векторного управления фирмы Panasonic Electric Works обеспечивает максимальный вращающий момент до 1,8 * MN и уменьшенное потребление на холостом ходу [2]. Примененная впервые в данных преобразователях частоты система распределенной фильтрации коммутационных помех устраняет потребность в отдельных модулях электромагнитных фильтров и обеспечивает низкий уровень генерации излучений. Встроенный импульсный вход для датчика скорости вращения и PID-регулятор позволяет строить приводы с замкнутой обратной связью.

Для настройки приводов был использован модуль связи с компьютером и программа конфигурации преобразователей частоты Panasonic Electric Works Motion Control. Для каждого привода, кроме необходимых настроек граничных частот, вводились паспортные параметры подключенного мотора: номинальные напряжение, ток, частота, КПД, cos ?, после чего преобразователь запускался в режим самоопределения физических параметров мотора. По завершении процедуры самоопределения в настройки преобразователя автоматически заносятся такие параметры, как сопротивление и индуктивность обмотки статора, величина скольжения ротора, необходимые для корректногй работы преобразователя частоты с векторным управлением. Такая простая процедура избавляет от необходимости лабораторного измерения параметров каждого использованного асинхронного двигателя, и позволяет быстро перенастроить преобразователь частоты в случае отказа двигателя и замене его на новый.

С помощью мониторинга в реальном времени при работе привода под нагрузкой (с помощью Panasonic Electric Works Motion Control) была произведена оценка стабильности частоты вращения и степени перегрузки двигателя и преобразователя частоты, результаты задокументированы в удобном виде и передены заказчику. Достигнутая стабильность скорости вращения привода с векторным управлением без датчика скорости (с разомкнутой обратной связью) оказалась достаточной для всех режимов обработки деталей, поэтому датчики скорости были исключены из системы.

В качестве задатчика скорости вращения на станках был оставлен тот же переменный резистор на пульте управления, что использовался ранее, подключенный теперь на преобразователь частоты. Кнопки "Пуск/Стоп" были тоже переведены на преобразователь, таким образом, внешне для рабочего на станке ничего не изменилось и не потребовало дополнительного обучения.

К определенным неудобствам следует отнести необходимость установки электровентиляторов охлаждения для двигателей, так как основное время двигатели работают на пониженных оборотах, и штатных вентиляторов, установленных на двигателях, недостаточно для обеспечения безопасного теплового режима. Для двигателей со встроенным терморезистором возможно использование имеющегося в преобразователе частоты входа для мониторинга температуры двигателя и автоматическое управление электровентилятором с сигнального выхода преобразователя частоты.

Следует отметить экономичность предложенного варианта модернизации станков. К примеру, при тех же технических параметрах, стоимость использованной связки "асинхронный двигатель - преобразователь частоты" " примерно в два раза ниже стоимости отечественного комплекта "двигатель постоянного тока - преобразователь", и почти на порядок ниже стоимости аналогичного импортного комплекта.

Опыт эксплуатации показал высокую надежность используемого оборудования. Имеющийся опыт модернизации станочного парка с использование самых современных преобразователей частоты может быть успешно перенесен и на другие виды промышленного оборудования и позволит находить изящные и экономичные технические решения для приводной техники.

Список литературы:

  1. Рудаков В.В., Столяров И.М., Дартау В.А. Асинхронные электроприводы с векторным управлением. - Л.: Энергоатомиздат, 1987.

  2. Частотный преобразователь VF-CE Compact. Инструкции по примененнию. ACGM0180RU- Panasonic Electric Works, 2000.

© 1999-2016 All Right Reserved. EFO Ltd. При использовании материалов ссылка на источник обязательна.
Контактная информация