КЛАССИФИКАЦИЯ
Электроприводы классифицируются по следующим признакам:
по виду двигателя:
постоянного тока (коллекторные);
переменного тока (бесколлекторные);
по силовой схеме преобразователя
для работы с двигателями постоянного тока:
с тиристорными управляемыми выпрямителями;
с преобразователями на полностью управляемых полупроводниковых приборах (транзисторах, запираемых тиристорах и модулях на их основе);
для работы с двигателями переменного тока:
с тиристорными инверторами;
с инверторами на полностью управляемых полупроводниковых приборах (транзисторах и др.);
по виду обратной связи наружного контура регулирования:
с обратной связью по ЭДС двигателя;
с обратной связью по скорости двигателя;
с обратной связью по положению и скорости;
с обратной связью по положению без обратной связи по скорости;
по числу координат:
однокоординатные;
многокоординатные;
по виду конструктивного исполнения преобразователя:
блочные (модульные);
кассетные;
в общей защитной оболочке (шкафу);
по возможности изменения направления вращения двигателя в зависимости от полярности сигнала управления:
нереверсивные;реверсивные;
по виду сигналов управления:
аналоговые;
цифро-аналоговые;
цифровые;
по способу регулирования скорости электроприводов главного движения:
однозонные (с постоянным моментом);
двухзонные (первая зона с постоянным моментом и вторая зона с постоянной мощностью).
5* ХАРАКТЕРИСТИКИ (СВОЙСТВА)
Требования к составу электроприводов
В состав электроприводов входят:
двигатель с набором необходимых датчиков и устройств (один или несколько — соответственно числу независимо регулируемых координат);
преобразователь силовой полупроводниковый (количество — по числу двигателей); в многокоординатных электроприводах могут выделяться общий блок питания и отдельные блоки регулирования двигателей;
трансформатор силовой согласующий или автотрансформатор, или сетевой реактор (при необходимости);
блок рекуперации (при необходимости);
автоматический выключатель или предохранители для защиты от коротких замыканий.
В технически обоснованных случаях могут быть выделены другие функциональные блоки.
Уточненный состав и комплект поставки должен устанавливаться в технических условиях на электроприводы конкретных типов.
Требования к питающей сети
Питание электропривода производится:
от трехфазной промышленной сети переменного тока с линейными напряжениями 220, 380, 440, 500 В, частотой 50 и 60 Гц (допускаются и другие напряжения по согласованию с изготовителем);
от однофазной сети переменного тока с напряжением 220 В (для электроприводов с мощностью двигателей до 3,0 кВт).
Питающая сеть должна обеспечивать (по мощности) все режимы работы электропривода с отклонениями напряжения не более указанных в 5.3.
Требования к обеспечению работоспособности электроприводов
Работоспособность электроприводов должна обеспечиваться при:
отклонениях напряжения питающей сети от плюс 10 до минус 15 % номинального значения;
отклонениях частоты питающей сети от плюс 2 до минус 2 % номинального значения;
кратковременного провала мгновенного значения напряжения питающей сети с частотой 50 (60) Гц со следующими ограничениями параметров провала:
д г — глубина провала в процентах от мгновенного значения напряжения (но не более 100%);
у —длительность провала в миллисекундах (но не более 2,2 (1,8) мс)
Причем, Дг ■ у < 22 (18).
‘ Конкретные технические требования должны устанавливаться в технических условиях на электроприводы конкретных типов
Требования к основным техническим параметрам электроприводов подач и перемещений станков, КПО, механизмов ГПС и промышленных роботов с обратной связью по скорости
Значение скорости должно быть пропорционально значению входного аналогового сигнала или его цифрового эквивалента. Направление вращения должно определяться полярностью входного сигнала или при помощи дополнительного сигнала.
Напряжению 10 В соответствует максимальное значение скорости. Допускаются исполнения с напряжением, меньшим 10 В.
Электропривод должен обеспечивать возможность управления по одному или более входам с входным сопротивлением не менее 2 кОм.
Длительный момент электроприводов при скорости, равной нулю, Мдо, должен выбираться из ряда: 0,035; 0,047; 0,07; 0,1; 0,13; 0,17; 0,23; 0,35; 0,47; 0,7; 1,0; 1,3; 1,7; 2,3; 3,5; 4,7; 7,0; 10; 13; 17; 23; 35; 47; 70; 100; 130; 170 Н-м.
Электроприводы с цилиндрическими двигателями в зависимости от исполнения по максимальной скорости подразделяют на классы в соответствии с таблицей 5.1
Таблица 5.1
Длительный момент электропривода при скорости, равной нулю, Мдо, Н • м |
Максимальная скорость мин ’, не менее |
||||||
Класс 1 |
Класс 2 |
Класс 3 |
|||||
От |
0,035 |
до |
0,23 |
вкл. |
4000 |
6000 |
—■ |
Св. |
0,23 |
» |
2,3 |
» |
2000 |
4000 |
6000 |
» |
2,3 |
» |
23 |
» |
2000 |
3000 |
4000 |
» |
23 |
» |
70 |
» |
1000 |
2000 |
3000 |
|
70 |
» |
170 |
» |
1000 |
1500 |
2000 |
Электроприводы с дисковыми двигателями в зависимости от исполнения по максимальной скорости подразделяются на классы в соответствии с таблицей 5.2.
Таблица 5.2
Длительный момент электропривода при скорости, равной нулю, Мдо, Н ■ м |
Максимальная скорость Дмакс, мин'1, не менее |
|
Класс 1 |
Класс 2 |
|
От 0,1 до 2,3 вкл. |
3000 |
6000 |
Св. 2,3 » 7,0 |
3000 |
4000 |
» 7,0 » 23 |
3000 |
— |
Электроприводы должны обеспечивать следующие режимы работ по ГОСТ 183:
длительный (режим S1);
кратковременный (режим 52);
повторно-кратковременный (режим S3);
повторно-кратковременный с частыми реверсами (режим 57).
Значения моментов на валу двигателя, а также максимальные и средние квадратические значения силы тока не должны превышать значений, приведенных в технических условиях на преобразователи и двигатели.
В режиме S1:
в диапазоне скоростей от лмин до 0,25 должен обеспечиваться длительный момент Мд = Мдо;
в диапазоне свыше 0,25 лмакс и до 0,5 лмакс должен обеспечиваться длительный момент Мд > 0,8 Мдо;
на скоростях свыше 0,5 лмакс должен обеспечиваться длительный момент Мд 0,5 Мдо.
Электроприводы с обратной связью по скорости (с датчиком скорости), в зависимости от назначения должны обеспечивать диапазоны регулирования скорости (Др = Дикс/Дмн) со следующими значениями:
до 100 включ, — для вспомогательных перемещений и механизмов подач (при необходимости);
до 1000 включ, — для механизмов подач станков и КПО, механизмов ГПС и роботов;
до 10000 и свыше — для механизмов подач высокоточных станков и роботов с ЧПУ.
Абсолютные значения допустимых погрешностей скорости и значения коэффициентов неравномерности вращения электроприводов с датчиком скорости должны соответствовать приведенным в таблице 5.3.
Таблица 5.3
Скорость |
Погрешность скорости, %, не более |
Коэффициент неравномерности вращения, Кн, не более |
||
Суммарная A s |
При изменении нагрузки дн |
При изменении направления вращения Д_ н |
||
Диаке 0>1 Диаке 0,01 Диаке 0,001 Диаке 0,0001 Диаке |
0,5 2,0 5,0 10,0 25,0 |
0,1 0,8 2,0 3,5 10,0 |
0,1 0,8 2,0 3,5 10,0 |
0,02 0,05 0,10 0,15 0,25 |
Примечания
|
Значения погрешностей скорости и неравномерности вращения электроприводов постоянного и переменного тока с обратной связью по ЭДС (или с эквивалентными обратными связями по промежуточному параметру) не нормируют.
Реверсивные электроприводы с датчиками скорости и с длительным моментом до 70 Н • м должны иметь полосу пропускания частот замкнутого скоростного контура не менее:
10 Гц—для тиристорных электроприводов по схеме «однофазный управляемый выпрямитель — двигатель постоянного тока»;
30 Гц — для тиристорных электроприводов по схеме «трехфазный мостовой управляемый выпрямитель — двигатель постоянного тока»;
60 Гц — для электроприводов с преобразователями на полностью управляемых полупроводниковых приборах и короткозамкнутыми асинхронными двигателями с частотно-токовым либо векторным управлением;
100 Гц — для электроприводов с преобразователями на полностью управляемых полупроводниковых приборах и двигателями постоянного тока, а также вентильными (бескол- лекторными) двигателями.
Полосу пропускания измеряют на холостом ходу электропривода без дополнительного момента инерции, при амплитуде задающего сигнала не более 0,1 В, при работе регулятора скорости в линейной зоне.
Для электроприводов с длительным моментом более 70 Н • м, полосу пропускания частот не нормируют.
Среднее значение углового ускорения вала двигателя, измеренное без дополнительного момента инерции при разгоне до скорости 0,5 /7макс в электроприводах подач станков с ЧПУ, должно соответствовать значениям, указанным в таблице 5.4.
Таблица 5.4
Длительный момент электропривода при скорости, равной нулю, Мдо, Н • м |
Среднее значение углового ускорения, є , рад/с2, не более |
До 0,35 включ. |
5000 + є0 |
Св. 0,35 до 1,7 » |
4000 + є0 |
» 1,7 » 7,0 » |
3000 + є0 |
» 7,0 » 23,0 » |
1700 + є0 |
» 23,0 » 47,0 » |
1250 + є0 |
» 47,0 » 100,0 |
1000 + є0 |
» 100,0 » 170,0 |
750 + є0 |
Расчетное ускорение е0 рассчитывается по формуле
ео = Мдо/Л, (13)
где J— момент инерции двигателя.
В технически обоснованных случаях, а также для электроприводов вспомогательных перемещений, ряда роботов, механизмов ГПС и КПО значения ускорений могут быть менее указанных в таблице 5.4.
Тормоз, встроенный в корпус двигателя, должен растормаживаться при подаче на него напряжения за время не более 0,1 с.
Длительный передаваемый момент тормоза должен быть Мт > 0,5 Мдо для электроприводов подач и Мт > Мдо — для электроприводов роботов.
По согласованию с потребителем допускается изготовление электроприводов с параметрами, отличающимися от указанных в 5.4.3 — 5.4.5 и 5.4.7 — 5.4.11.
Требования к основным техническим параметрам электроприводов подач станков, КПО и роботов с обратной связью по положению
Электропривод с обратной связью по скорости, входящий в состав электропривода с обратной связью по положению, должен соответствовать требованию 5.4.
Если электропривод не имеет явно выраженного контура регулирования скорости, то требования 5.4 на него не распространяются.
Датчики положения должны быть бесконтактными.
Электропривод должен обеспечивать выполнение заданного значения перемещения при заданной скорости в соответствии с командой, поступающей в виде параллельного или последовательного кода или в виде последовательности импульсов.
Дискретность измерения и задания линейных перемещений в миллиметрах должна составлять 0,001 I (где I от 1 до 100).
Дискретность измерения и задания круговых перемещений должна составлять 2'*оборота вала двигателя, где N от 7 до 20.
Значения дискретности выбирают из вышеуказанных рядов в зависимости от необходимых точностных характеристик механизма. В технически обоснованных случаях ряд значений дискретности может быть расширен.