Блоки однофазные реверсивные постоянного тока серии БТО
Общие сведения
Блоки однофазные реверсивные серии БТО предназначены для построения реверсивных электроприводов постоянного тока различных производственных механизмов, используемых в станкостроении, полиграфии, легкой, пищевой и других отраслях промышленности.
Могут использоваться взамен электроприводов постоянного тока серии ЭПУ2-2, выпускаемых ОАО "Электромашина" (г. Харьков).
Блоки изготовляются для внутригосударственных поставок и на экспорт.
Структура условного обозначения
БТО-2-ХХХ Х:
БТО - блок тиристорный однофазный;
2 - группа (реверсивный);
Х - модификация по току блока управления, действующее значение
(30 - 10 А, 34 - 25 А);
Х - модификация по выпрямленному напряжению блока управления
(1 - 115 В - для напряжения питающей сети 220; 230; 240 В;
2 - 230 В - для напряжения питающей сети 380; 400; 415; 440 В);
Х - функциональная характеристика (Е - обратная связь по ЭДС
двигателя, М - обратная связь по частоте вращения
двигателя);
Х - климатическое исполнение (УХЛ, О) и категория размещения
(4) по ГОСТ 15150-69.
Условия эксплуатации
В закрытых помещениях при отсутствии непосредственного воздействия солнечной радиации.
Высота над уровнем моря не более 1 000 м.
Температура окружающего воздуха от 5 до 45°С (до 55°С со снижением номинального тока на 10% при повышении температуры на каждые 5°С).
Максимальная относительная влажность воздуха 80% при температуре 30°С.
Окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих металлы и изоляцию, не насыщенная токопроводящей пылью и водяными парами.
Место установки блока управления - шкафы комплектных устройств или ниши станков, манипуляторов.
Положение блока управления вертикальное.
Группа механического исполнения М8 по ГОСТ 17516.1-90.
Степень защиты блоков IР00 по ГОСТ 14254-96.
Требования техники безопасности по ГОСТ 12.2.007.0-75.
Блоки соответствуют требованиям ТУ 3431-035-00216823-95. ТУ 3431-035-00216823-95
Технические характеристики
Питание блоков осуществляется от трехфазной сети переменного тока напряжением 220 и 380 В частотой 50 Гц для внутригосударственных поставок и напряжением 220; 230; 240; 380; 400; 415; 440 В частотой 50 и 60 Гц - для поставок на экспорт в страны с умеренным и тропическим климатом.
К сетям, напряжение которых отличается от вышеуказанных, блоки подключаются через согласующий трансформатор.
Блок управления может обеспечить выходное напряжение до 80% напряжения питающей сети.
Типы и основные параметры блоков и рекомендуемых двигателей приведены в табл. 1.
Таблица 1
| Блок | Рекомендуемый двигатель | ||||||
| Типоисполнение | Iном, А | Uном, В | Типоисполнение | Iном, А УХЛ4/О4 | Uном, В | Рном, кВт УХЛ4/О4 | nном, мин-1 |
| БТО-2-301Е УХЛ4, О4 | 10 | 115 | 4ПО-80А2 УХЛ4, О4 | 0,8/7,2 | 110 | 0,55/0,50 | 2 200 |
| БТО-2-302Е УХЛ4, О4 | 230 | 4ПО-80S2 УХЛ4, О4 | 9,50/8,6 | 220 | 1,50/1,35 | ||
| БТО-2-341Е УХЛ4, О4 | 25 | 115 | 4ПО-112М1 УХЛ4, О4 | 19,0/17,3 | 110 | 1,5/1,35 | 1 000 |
| БТО-2-342Е УХЛ4, О4 | 230 | 4ПО-112М2 УХЛ4, О4 | 22,0/20,0 | 220 | 4,0/3,60 | 2 200 | |
| БТО-2-301М УХЛ4, О4 | 10 | 115 | 4ПБ-100L1Г УХЛ4, О4 | 10,6/9,5 | 110 | 0,90/0,81 | 1 500 |
| БТО-2-302М УХЛ4, О4 | 230 | 4ПБ-100L1Г УХЛ4, О4 | 10,0/9,0 | 220 | 1,8/1,62 | 3 000 | |
| БТО-2-341М УХЛ4, О4 | 25 | 115 | 4ПБ-112М1Г УХЛ4, О4 | 25,6/23,0 | 110 | 2,2/2,00 | |
| БТО-2-342М УХЛ4, О4 | 230 | 2ПБ-132МГ УХЛ4, О4 | 21,8/19,7 | 220 | 4,0/3,53 | 1 500 | |
Электроприводы работают в четырех квадрантах и обеспечивают регулирование частоты вращения от 0 до nном при изменении Uад от нуля до + 10 В.
Электроприводы с обратной связью по частоте вращения с рекомендуемыми двигателями обеспечивают характеристики в соответствии с табл. 2, с обратной связью по ЭДС в соответствии с табл. 3.
Таблица 2
| Частота вращения | Погрешность частоты вращения, %, не более | Коэффициент неравномерности частоты вращения Кн, не более | ||
| при изменении нагрузки D н | суммарная D S | при изменении направления вращения D р | ||
| nном | 1 | 3 | 1 | 0,10 |
| 0,1nном | 2 | 7,5 | 2 | 0,15 |
| 0,01nном | 5 | 10 | 2,5 | 0,20 |
| 0,001nном | 10 | 25 | 5 | 0,30 |
| 0,0005nном | 15 | 30 | 10 | 0,35 |
Таблица 3
| Частота вращения | Погрешность частоты вращения, %, не более | Коэффициент неравномерности частоты вращения Кн, не более | ||
| при изменении нагрузки D н | суммарная D S | при изменении направления вращения D р | ||
| nном | 3 | 5 | 2 | 0,1 |
| 0,1nном | 15 | 25 | 5 | 0,15 |
| 0,05nном | 30 | 50 | 7 | 0,2 |
Суммарная погрешность, указанная в табл. 2 и 3, определяется как сумма максимальных значений погрешностей при изменении нагрузки, напряжения питающей сети, температуры окружающей среды.
Электроприводы с обратной связью по частоте вращения с рекомендуемыми двигателями обеспечивают полосу пропускания частот не менее 10 Гц.
Номинальный режим работы блоков продолжительный. Допускается работа в кратковременном и повторно-кратковременном режимах работы при выполнении следующих условий:
максимальная кратность перегрузки по току в течение времени пуска, торможения или реверса двигателя не более 4;
среднеквадратичный ток за время цикла не превышает номинальный.
Коэффициент использования двигателя по току от 0,75 до 0,85 (в зависимости от типа двигателя).
Из-за невысоких статических характеристик не рекомендуется применять блоки с обратной связью по ЭДС в механизмах с активным моментом.
Блоки имеют следующие виды электронных защит:
максимальную токовую;
максимальную токовую с зависимой временной характеристикой (защита от перегрева электродвигателя при стопорении);
от исчезновения напряжения сети в цепи источника возбуждения и цепи управления;
от превышения максимальной скорости двигателя;
от обрыва в цепи тахогенератора.
Примечания: 1. В исполнении с обратной связью по ЭДС две последние защиты отсутствуют. 2. Защита от радиопомех и внешних перенапряжений должна выполняться заказчиком по общему комплектному устройству.
В блоках предусмотрены световая сигнализация о наличии силового напряжения на входе блока и срабатывании электронных защит, а также выдача сигналов "Готовность" и "Работа".
Гарантийный срок - 2 года со дня ввода блоков в эксплуатацию.
Конструктивно блоки выполнены в открытом исполнении с односторонним обслуживанием и состоят из блока управления (рис. 1) и сглаживающего реактора (рис. 2).
Габаритные и установочные размеры блока управления
Масса не более 7 кг
Габаритные и установочные размеры сглаживающего реактора:
Н1, К1, Н2, К2 - начала (Н1, Н2) и концы (К1, К2) силовой обмотки;
Н3, К3 - начало (Н3) и конец (К3) компесационной обмотки
Таблица к рис. 2
| Типоисполнение блока | Iном, А | Схема соединения обмоток | Масса, кг, не более |
| БТО-2-300М | 10 |  | 20,5 |
| БТО-2-300Е |  | ||
| БТО-2-342М | 25 |  | |
| БТО-2-342Е |  |
На боковой стенке блока управления установлены коммутационный реактор и плата RС-цепей. На задней стенке установлен охладитель. Плата управления Е1 установлена в кассете на направляющих и может выдвигаться вперед после снятия лицевой панели. Подключение к блоку управления выполняется через зажимы клеммной колодки ХТ1 и разъемы Х1 и Х2, выходящие на лицевую панель.
Сглаживающий реактор выполнен двухобмоточным, что позволяет получить в одном конструктивном исполнении реакторы на два тока: в исполнении на 10 А обмотки соединяются последовательно, в исполнении на 25 А обмотки - параллельно.
Сглаживающий реактор обеспечивает в номинальном режиме коэффициент использования двигателя по току (моменту) не ниже 0,75. При необходимости повышения коэффициента использования двигателя, заказчик может уменьшить воздушный зазор (прокладку) во столько раз, во сколько раз ток двигателя меньше номинального тока реактора.
Электропривод исполнения М (рис. 3) представляет собой замкнутую систему, в которой регулирование частоты и направления вращения двигателя М производится изменением значения и знака напряжения якоря U, которые задаются от задатчика частоты вращения (ЗЧВ) или внешнего устройства потребителя.
Функциональная схема электропривода исполнения М:
В - выпрямитель;
BR - тахогенератор;
R9, R11, R14, R15 - постоянные резисторы;
R16, R23, R36 - переменные резисторы
Якорь двигателя подключается к зажимам выпрямленного напряжения через сглаживающий реактор (СР).
Схема управления электроприводом выполнена по одноконтурной астатической структуре с ПИ-регулятором скорости (РС).
Для ограничения максимального тока двигателя в пусковых режимах параллельно выходу РС включен узел токоограничения (УТО), содержащий ПИ-регулятор тока, на входе которого сравниваются сигналы задания тока отсечки Iос и обратной связи по току i.
Для обеспечения высокого качества переходных процессов в режиме прерывистого тока производится линеаризация регулировочной характеристики управляемого выпрямителя (УВ), которая достигается введением в канал регулирования нелинейного звена (НЗ) с коэффициентом передачи, обратным коэффициенту усиления УВ в режиме прерывистого тока.
На входе сумматора СМ1 производится суммирование сигнала НЗ с сигналом положительной обратной связи по ЭДС, пропорциональной частоте вращения (возбуждение двигателя не изменяется), поступающего с повторителя (П).
На выходе сумматора СМ1 включен переключатель характеристик (ПХ1), согласующий знак напряжения управления с однополярной системой импульсно-фазового управления (СИФУ).
Между ПХ1 и СИФУ включен управляющий орган (УО), выполняющий ограничение углов регулирования на минимальном и максимальном уровнях (мин и макс).
Выбор направления тока "Вперед" (В) и "Назад" (Н) осуществляется логическим переключающим устройством (ЛПУ) в функции полярности напряжения регулятора скорости. Блокировка ЛПУ осуществляется датчиком проводимости (ДП), который дает информацию о наличии в силовой цепи тока. Питание элементов системы управления электроприводом осуществляется от стабилизированных источников питания (ИП). Обмотка возбуждения двигателя ОВМ питается от стабилизированного источника возбуждения (ИВ). Защиту двигателя и силовых элементов от аварийных режимов выполняют блок защит (БЗ) и предохранители F1-F4.
СИФУ построена по принципу вертикального управления и состоит из генератора коротких импульсов (ГКИ) и специальной микросборки. Генератор ГКИ служит для заполнения управляющих импульсов СИФУ высокочастотными импульсами, что позволяет уменьшить габариты импульсных трансформаторов и мощность управления тиристорами VS1-VS4.
Задатчик интенсивности (ЗИ) служит для формирования темпа изменения частоты вращения двигателя в переходных режимах.
Функциональная схема электропривода исполнения Е приведена на рис. 4.
Функциональная схема электропривода исполнения Е:
R64, R65 - постоянные резисторы;
остальные обозначения см. на рис. 3.
В электроприводах с обратной связью по ЭДС двигателя применен принцип выделения ЭДС с помощью тахометрического моста, образованного делителем (R53, R54), сглаживающим реактором и якорной цепью двигателя.
Для повышения устойчивости работы двигателя на больших частотах вращения и компенсации размагничивающего действия реакции якоря двигателя применяется дополнительная обратная связь по току на входе регулятора ЭДС (РЕ), которая блокируется ключом блока управления (БУК) на малых частотах вращения. В остальном электропривод исполнения Е аналогичен электроприводу исполнения М.
МОНТАЖ И ВНЕШНЕЕ ПОДКЛЮЧЕНИЕ
Блок управления монтируется в вертикальном положении. Сглаживающий реактор устанавливается на расстоянии не менее 0,3 м от блока управления.
Подсоединение выводов тахогенератора и ЗЧВ осуществляется проводами с высоким сопротивлением изоляции, попарно скрученными с шагом до 20 мм. При длине проводов более 10 м их экранируют черным металлом.
Силовые цепи и цепи управления должны быть уложены в разные жгуты, исключающие электромагнитные наводки.
Сечение проводов силовых цепей выбирается из условия максимальной плотности тока не более 10 А/мм2.
Подключение блоков производится согласно схемам внешних соединений (рис. 5 и 6). На схемах приведен один из возможных вариантов построения узла блока управления U1 (обведен пунктиром).
Схема внешнего подключения электропривода исполнения М:
R1-R4 - задатчики частоты вращения;
SB1 - кнопочный выключатель "ВПЕРЕД";
SB2 - кнопочный выключатель "НАЗАД";
SB3 - кнопочный выключатель "СТОП";
В, Н - контакты и катушки переключателя задания "ВПЕРЕД" (В), "НАЗАД" (Н);
L1 - сглаживающий реактор
Примечание. Элементы схемы, обведенные штриховой линией, в комплект поставки электропривода не входят.
Схема внешнего подключения электропривода исполнения Е:
SB4 - кнопочный выключатель "Сброс";
остальные обозначения и примечание см. на рис. 5.
Характеристики точек подключения силового блока и платы управления приведены в табл. 4, элементов с переменными данными - в табл. 5.
Таблица 4
| Наименование контакта (цепи) | Контакт | Назначение |
| Вход ЗИ | 6В | Входная цепь задатчика интенсивности разгона–торможения |
| Вход РС (РЕ) | 28А | Входная цепь регулятора скорости (ЭДС) |
| Общий | 26А 4А | Общий проводник источников питания |
| UВR | 30А 26А | Цепь подключения тахогенератора |
| Сигнал "Готовность" | 14А 16А | Контакт реле, разомкнут при срабатывании любой защиты, |
| Сигнал "Работа" | 18А 22А | Контакт реле, разомкнут при подаче на блок команды "Работа" (+12 В), ток контакта ? 100 мА |
| Работа | 4В | Вход для подачи на блок команды "Работа" |
| +12 В | 6А 2А | Цепь питания ручного задатчика частоты вращения и внешних устройств от стабилизированных источников, внешний ток ? 20 мА |
| Снятие импульсов | 2В 4А | Цепь аварийного останова электропривода |
| Сброс | 14В 4А | Цепь сброса триггеров защит от внешнего контакта |
| Резерв 1 – | 10А 12А 20А | Резервные входы для подключения заказчика к требуемым узлам блока с помощью дополнительного внутреннего монтажа |
| Контроль: ЗИ | 8А 32А 30В 32В 28В 8В 20В 18В 16В 24А 24В 26В 10В 12В 22В | Выходы основных функциональных узлов блока для контроля их работоспособности с помощью осциллографа при изготовлении и эксплуатации |
Таблица 5
| Элемент | Назначение |
| R5 | Определяет скорость изменения выходного сигнала задатчика интенсивности |
| R7 | Установка нулевой частоты вращения двигателя |
| R10 | Дополнительный вход регулятора, изменяется при согласовании с задатчиком частоты вращения |
| R11 | Изменение глубины обратной связи по частоте вращения (по ЭДС) |
| R14, С2 | Коррекция регулятора, определяет устойчивую работу и характеристики электропривода |
| R16 | Установка уровня тока отсечки |
| R22 | Задает максимальный уровень тока отсечки. Выбирается из условия, что Iотс.макс=(1,4–1,6)Iотс |
| R23 | Установка величины положительной обратной связи по ЭДС |
| R36 | Установка угла a макс |
| R52, R54 | Установка номинальной частоты вращения |
| R60 | Задает порог срабатывания защиты nмакс |
| R64 | Изменение глубины дополнительной обратной связи по току |
| R95 | Задает чувствительность генератора защиты ВRо |
| R107 | Установка порога срабатывания защиты I·t |
| R132 | Установка напряжения источника возбуждения. Выставляется на "холодном" двигателе на уровне 90% номинального значения |
В комплект поставки входят: блок управления; сглаживающий реактор; задатчик частоты вращения в соответствии со схемой электрических соединений (по согласованию с заказчиком); запасные части согласно ведомости ЗИП; эксплуатационные документы: техническое описание, инструкция по эксплуатации и паспорт.
По согласованию с заказчиком допускается поставка блоков без отдельных составных частей.
Примечание. Техническое описание и инструкцию по эксплуатации допускается прикладывать в 1 экз. на партию блоков (до 10 шт.), отгружаемую в один адрес одному заказчику.
Характеристики Электротехнического оборудования
Характеристики станков
Характеристики КПО
Характеристики импортного оборудования
Характеристики насосного оборудования
Марки стали и сплавов
Прочее оборудование
