Модернизация привода размер 2м 5 21
— замена всех силовых ключей на три IGBT модуля .
В комплект поставки входит полный набор комплектующих и монтажных узлов, а также подробнейшая документация, при следовании которой «от пункта к пункту», привод заработает при первом включении.
Работы с успехом могут быть выполнены собственными силами предприятий.
Достоинства : Резкое повышение надежности. Высвобождается полный комплект
ключей для других станков. Время простоя -1 смена.
Недостатки : « Старые » блок управления и блок питания .
— замена силовых ключей на IGBT модули;
— замена блока управления на новый микропроцессорный;
— замена источника питания на принципиально новый.
Гарантия на поставленный комплект — 3 года.
Достоинства : Недорогой способ получить новый современный привод, без всяких
работ по « привязке » и изменению внешнего монтажа. Время простоя
станка под модернизацию — 1 час.
Недостатки : Модернизация привода только на базе фирмы ( поставляется модернизированый привод в обмен на старый шкаф привода ) .
Электропривод « Размер 2М-5-21 »
Замена силовых ключей на IGBT модули
Электропривод « Размер 2М-5-21/11 »
Замена силовых ключей на IGBT модули
Электропривод « Размер 2М-5-21Ц »
Замена силовых ключей на модули IGBT
установка цифровой системы управления
В электроприводе Размер 2М-5-21 произведена замена 12 силовых ключей КС12, одного разрядного ключа КР, платы КТ 7 ( плата контроля тока и напряжения), двух монтажных блоков БМ9, БМ10 на 3 модуля IGBT . Доработан блок конденсаторов .
В электроприводе Размер 2М-5-21/11 произведена замена 3 силовых ключей КС18 , 6 силовых ключей КС-19, двух монтажных блоков БМ31-1, БМ31-2 на 3 модуля IGBT . Доработан блок конденсаторов.
По результатам заводских испытаний подтверждено, что при сохранении эксплуатационных характеристик электропривода, значительно повысилась надёжность работы его силовой части.
Модернизация силовой части привода может быть произведена в течение одной, двух рабочих смен.
В электроприводе Размер 2М-5-21Ц — произведена замена силовых ключей на модули IGBT и установлена цифровая система управления .
Фирма готова рассмотреть любые предложения по проведению данной модернизации на вашем предприятии.
Источник
Модернизация привода размер 2м 5 21
Особенности инвертора в составе электропривода «Размер 6М-3-…Ц»
В качестве силового полупроводникового элемента в инверторе используются интеллектуальные силовые модули IPM 5-го поколения фирмы MITSUBISI ELECTRIC L- серии PM25RLA120, PM50CLA120 и PM75CLA120. В силовой цепи инверторов используются специальные конденсаторы со сроком службы не менее 200 000 часов при температуре 40 град. Особенности модулей заключаются в том, что фирма взяла на себя заботу об управлении траекториями переключения IGBT – транзисторов в одном полумосте инвертора и объединила в одном конструктиве все 6 транзисторов полного трехфазного моста, дополнив их ещё и одним для подключения разрядного резистора, параллельно силовым конденсаторам, для съема избыточного заряда при рекуперации.
Внутрь модуля встроены, также, защиты по максимальным токам в нагрузке и сквозному току в полумосте, температуре перегрева силового элемента, как от избыточного значения среднего тока, так и от недостаточно эффективного отвода тепла от подложки модуля; встроенные драйверы содержат контроль по допустимому значению питающего напряжения .
Модули характеризуются тем, что тепловые потери в них меньше, чем в модулях предыдущей серии как по величине падения напряжения на силовом элементе при номинальном токе, так и по величине потерь на переключение.
Мы дополнительно повышаем надежность работы модуля и двигателя тем, что не допускаем работу при напряжении свыше 640В в звене постоянного тока ( у иностранных ПЧ до 750В допускается и температура на подложке до 80 град.). Мы также ввели в регуляторы уставку по фазному току, значение которой меньше номинального значения для тока модуля.
Индивидуальные датчики тока в 2-х фазах компенсационного типа отслеживают ток с частотой 150кГц. Для справки: общепромышленные асинхронные двигатели, на которые подаются импульсы с амплитудой 640В, успешно используются на токарных станках с электроприводом «Размер 2М-5-…» с 1985 года.
Измеритель скорости и перемещения в электроприводе «Размер 6М-3- … Ц»
Известно, что качество регулирования скорости зависит от разрешающей способности датчика, который используется в качестве тахогенератора. Во всех электроприводах «Размер 2М-5-…» и «Размер 6М-3- …Ц» сигнал о скорости вращения вала асинхронного двигателя получают от резольвера (синус-косинусного трансформатора) типа ФВ67-12-0,08, который запитан по схеме фазовращателя от источника синусоидального напряжения частотой 2кГц. На этой частоте информация о приращении фазы обновляется каждые 500мкс и хорошо согласуется с циклом расчетов в контуре положения УЧПУ В электроприводе «Размер 6М-3-…Ц» нам удалось с помощью 16-ти разрядного сигнального контроллера 56F8323/56F8123 (тактовая частота 64 МГц) реализовать измеритель скорости с разрешением 64000 дискрет на 1 оборот вала ( для широко распространённых импортных приводов для той же цели, как правило, рекомендуются инкрементальные датчики с разрешением максимум 10000 импульсов). Этот же датчик может быть успешно использован как измеритель перемещения для контура регулирования положения УЧПУ. Проверенные временем Размеровские формирователи импульсных последовательностей и нуль-метки, эквивалентных сигналам от энкодеров, используются с 1983 года. В электроприводе «Размер 6М-3- …Ц» формирователь способен сформировать импульсы с разрешением 4000, 5000, 8000, 10000 импульсов на оборот. Поскольку ФВ67-12-0,08 бесконтактный индуктивный датчик и не имеет собственных подшипников, то в нем нет источников для внутренних отказов, что также подтверждено практикой эксплуатации десятков тысяч этих датчиков. Повредить его может только отсутствие регламентных работ на двигателях, на валу которых он установлен (повреждение подшипников в двигателе).
В станках повышенной точности с линейными или круговыми индуктосинами или цифровыми датчиками непосредственного контроля положения механизма, электроприводы обеспечивают необходимый момент и диапазон регулирования частоты тока в асинхронном двигателе.
О скрытых резервах в приводах с асинхронными двигателями
Как ни странно, но до настоящего времени еще сохраняются представления об асинхронном двигателе с обычным короткозамкнутым ротором, как малопригодном элементе для классных регулируемых широкодиапазонных электроприводов. Массовое использование приводов с асинхронными двигателями в приводах подачи и главного движения в станках завода «Красный пролетарий», «Куйбышевского станкостроительного завода», «Рязанского станкостроительного завода», на Новосибирском заводе «Имени ХVI партсъезда» и на станкозаводе в Новои (Узбекистан) с 1983 по 1993 годы и работающих по настоящее время не убеждают в обратном. Видимо сказывается сильнейшее давление иностранных поставщиков, которые заинтересованы в поставках более дорогих изделий со значительным избытком в параметрах, чем это в большинстве случаев требуется. В последнее время предлагают использовать приводы, в которых дискретность измерения линейного перемещения с ШВП 10мм составляет 40нм (сорок нанометров). И это для станков нормальной точности! Одновременно были решены проблемы замены двигателей постоянного тока на асинхронные двигатели.
Об индивидуальных вариантах компоновки электроприводов Размер 6М-3- …Ц
1. У нас есть опыт модернизации электропривода Размер 2М -5-2 в двух вариантах: — размещение в «родном» шкафу двух приводов подачи и преобразователя фаз от датчиков ФВ67 в импульсный код перемещения; — размещение в «родном» шкафу привода главного движения до 11кВт и двух приводов подачи и преобразователя фаз от датчиков ФВ67 в импульсный код перемещения. Питание электропривода непосредственно от сети 380В. Во втором варианте реализации в отсеке под шкафом вместо трансформатора устанавливается сетевой реактор.
2. У нас есть опыт модернизации электропривода Размер 2М -5-21 в двух вариантах:
— размещение в «родном» шкафу трех приводов подачи и преобразователя фаз от датчиков ФВ67 в импульсный код перемещения для фрезерного станка; — возможно размещение в «родном» шкафу привода главного движения до 11кВт и трех приводов подачи и преобразователя фаз от датчиков ФВ67 в импульсный код перемещения. Одновременно были решены проблемы замены двигателей постоянного тока на асинхронные двигатели.
3. Собран и испытан привод главного движения 11кВт и блок балластных резисторов в объеме равном объему тиристорного преобразователя «Кемрос». Сетевой реактор и автоматический выключатель размещаются в общем шкафу с другой аппаратурой. Возможно использование реактора от привода «Кемрос». Электронный силовой блок оснащен собственными вентиляторами. Электронный силовой блок может быть размещен в шкафу с приводами болгарского производства вместо тиристорного аналога.
4. Возможно размещение наших преобразователей блочного исполнения для двух приводов подачи, главного привода 11кВт и преобразователя фаз от датчиков ФВ67 в импульсный код перемещения вместо тиристорных приводов в шкафу для токарного станка завода «Красный пролетарий». Реализация блоков главного привода большей мощности требует дополнительного согласования.
Условия, при которых обеспечивается нормальный режим работы электропривода:
1) температура окружающей среды от 278о до 308о К (от 5о до 35о С).
2) верхнее значение влажности воздуха 80 % при 298о К (25о С);
3) атмосферного давления — от 86,6 до 106,7 кПа (650—800 мм рт.ст.).
Питание электропривода производится от трехфазной промышленной сети переменного тока с напряжением 380 В частотой 50 Гц. Сеть должна обеспечивать возможность заземления электрооборудования.
Электроприводы обеспечивают работоспособность :
— при отклонениях напряжения питающей сети от плюс 10 до минус 15% от номинального значения;
. — при отклонениях частоты питающей сети от 1 до минус 1 Гц от номинального значения;
— при кратковременных провалах мгновенных значений питающего напряжения площадью (дельта t x дельтаU) Приводы подачи
Электропривод с двигателем подачи с дополнительным моментом инерции, равным 2.10-2 кгм2 в замкнутой по положению системе регулирования имеет следующие характеристики: 1) амплитуда колебаний вала двигателя на нулевой частоте вращения при постоянном моменте нагрузки, соответствующем 0,4 Мdо не более 2 дискрет (одна дискрета равна 10-4 оборота – см. рис.1 стр.18).
2) Угол отклонения вала двигателя при набросе или сбросе момента нагрузки, соответствующего 0,4 Мdо не превышает 40 дискрет.
3) Диапазон регулирования частоты вращения от О до nmax.
4) Минимальный коэффициент усиления (добротность регулируемого по частоте вращения привода) 30 с-1 при частоте квантования в контуре положения ЧПУ не менее 100 Гц.
Полоса пропускания замкнутого по частоте вращения привода при частоте вращения 1000 мин-1 при отсутствии дополнительного момента инерции не менее 20 гц.
Значения погрешностей отработки частоты вращения в главном приводе соответствуют ГОСТ.
Привод S имеет вход задания команды на ограничение вращающего момента на уровне 25% от номинального значения.
Приводы Х,Z,S обеспечивают работу в четырех квадрантах. Управляющее постоянное напряжение, соответствующее максимальной частоте вращения двигателей всех приводов,10 В с допустимым отклонением минус 0,8 В.
Направление вращения двигателей определяется полярностью управляющего напряжения. Входное сопротивление не менее 2 кОм.
Если УЧПУ задание скорости формирует в виде токового сигнала, то возможна поставка привода в таком исполнении.
Электропривод обеспечивает режим торможения двигателей приводов подачи при исчезновении напряжения питающей сети. Встроенная в электропривод информационная электроника обеспечивает выдачу следующих сигналов:
1) контактного сигнала готовности привода ГП1 и ГП2;
2) контактных сигналов «Главный привод включен» ГПВ1 и ГПВ2, «Приводы подачи включены» ППВ1 и ППВ2;
3) контактного сигнала достижения двигателем привода S заданного значения частоты вращения Vз1 и Vз2;
4) контактного сигнала достижения двигателем привода S нулевой Vо1 и Vо2 (в диапазоне частот вращения от О до 25 + 10 мин-1);
5) контактного сигнала “Момент ограничен” Мо1 и Мо2.
Электроприводы имеют следующее диагностическое обеспечение:
1) инструкции в составе руководства по эксплуатации РЭ, определяющие глубину поиска места отказа или неисправности и содержащие диагностируемые параметры, характеристики диагностируемых параметров и правила диагностирования;
2) встроенные тесты для контроля внутренних узлов электропривода при включении;
3) фиксацию в памяти состояний электропривода в момент возникновения отклонений от предельно допустимых параметров.
Электроприводы характеризуются следующими значениями показателей надежности в режимах и условиях эксплуатации, оговоренных выше:
1) показатель безотказности – средняя наработка на отказ привода одной координаты То – не мене 5000 ч;
2) показатель долговечности – средний срок службы до списания Тср.сл.сп –не менее 15 лет;
3) средний ресурс до списания Тр.ср.сп – 30 000. ч.;
4) показатель ремонтопригодности – среднее время восстановления Тв – не более 1 ч. при использовании группового ЗИПа (без учета времени восстановления двигателей);
5) показатель сохраняемости – средний срок сохраняемости на период хранения в упаковке предприятия изготовителя Тс.ср — не менее 1 года при доверительной вероятности 0,95.
В электроприводе предусмотрены следующие виды защиты:
1) защита от перегрузки по току транзисторных инверторов;
2) защита инверторов от перенапряжения;
3) защита двигателей и силового модуля в инверторе от перегрева;
4) защита от превышения допустимого для данной частоты вращения значения вращающего момента;
5) защита от перегрева при исчезновении вентиляции;
6) безусловная защита приводов и механизмов при отключении напряжения в питающей сети путем перевода приводов в режим торможения;
7) защита от обрыва или коротких замыканий цепей каждого из фазовращателей (датчиков угла поворота вала двигателя).
В электроприводе реализованы следующие виды контроля:
1) контроль функционирования источника питания датчиков тока;
2) контроль функционирования источника питания датчиков угла фазовращателей);
3) контроль источников напряжений 5 В,12 В, минус 12 В по уровню напряжения и по допустимому значению тока нагрузки; а источника для питания каждого драйвера в силовом IPM-модуле — по уровню напряжения;
4) контроль величины напряжения смещения в платах привода.
Сигнализация о срабатывании элементов контроля реализована на световых индикаторах, расположенных на печатных платах в блоках привода и обеспечен вывод этих сигналов на внешнее устройство. В каждом приводе формируются в аналоговой форме сигналы о текущем значении скорости и движущем моменте, которые могут выводиться на стрелочные приборы или дисплей УЧПУ. Электроприводы функционируют после устранения причины аварийного отключения.
Связь электропривода с автоматикой станка
Связь электропривода с автоматикой станка осуществляется через внешний разъем «СТАНОК». Этот же разъем используется для автономного контроля с заданием внешних команд и скорости от специального пульта для всех приводов комплекта
Входные для шкафа командные сигналы ОУП, ВГП, ВПП, Огр.М реализованы контактами в схеме электроавтоматики станка и используются для задания режимов работы электропривода. Цепи сигналов должны быть запитаны от источника напряжения минус 12 В от шкафа, нагрузка по каждому сигналу не превышает 20 мА, задержка в схеме автоматики электропривода при срабатывании на включение 8 мс, на отключение — 15 мс.
В схеме автоматики электропривода формируются контактные сиг¬налы Vз, Vо, Мо, ГПВ, ППВ, ГП в виде «сухих» контактов. Они выдают в схему электроавтоматики станка информацию о состоянии электропривода. Нагрузка на каждый контакт не должна превышать 200 мА, напряжение на разомкнутом кон-такте — не более 30 В.
Условное обозначение сигналов и их информационное содержание:
ОУП — сигнал оперативного управления приводами; информационное содержание состояний сигнала раскрыто в таблице. Сигнал ОУП должен реализоваться контактом К1.1 реле К1, имеющего самоблокировку, цепь питания которого коммутируется кнопками S1 «Отключение питания преобразователей приводов» и S2 «Включение питания преобразователей приводов», контактом реле К2 «Готовности УЧПУ», контактом F теплового реле и контактами защитных блокировок «А» электроавтоматики станка (см. рис. 22 Приложения 1).
ВГП,ВПП — сигналы включения главного привода и приводов пода¬чи соответственно. Сигнал ВГП поступает от УЧПУ при отработке команд МОЗ «Вращение шпинделя в положительном направлении» и М04 «Вращение шпинделя в отрицательном направлении» и отключается при задании ко¬манды М05 «Останов шпинделя». Сигнал ВПП реализуется контактом реле К2 «Готовность УЧПУ» (см. рис. 22 Приложения 1). При замыкании контакта К2.1 блоки приводов подачи становятся чувствительны к уровню сигналов задания скорости.При отключении сигнала ВГП или ВПП из платы логики ПЛ в соответствующую плату привода ПГП-1.S или ППП-1.Х и ППП-1.Z соответственно проходит по каналу связи команда, которая блокирует текущее задание скорости и устанавливает нулевое значение скорости; после останова привода в токе статора обнуляется задание составляющей потока и движущий момент становится равным нулю. При съеме команды ВПП в конце торможения блокируется выдача импульсных кодов перемещения из блока ПФК в приводах подачи ( сигнал БСП в плате логики ПЛ1).
Огр.М — сигнал «Ограничить момент». Контакт Огр.М замыкается по программе, задаваемой УЧПУ, при этом момент главного привода снижается примерно в 5 раз и блокируется цепь прохождения сигнала перегрузки главного привода. При размыкании контакта Огр.М момент главного привода восстанавливается до своего номинального значения, а блокировка снимается;
Vз (контакты Vз1, Vз2) — контактный сигнал достижения заданного значения частоты вращения;
Vо (контакты Vо1, Vо2) — контактный сигнал достижения нулевой частоты вращения двигателя шпинделя. Контакт замыкается в диапазоне частот вращения двигателя от 0 до 25+10 мин-1; при выходе из диапазона — контакт размы¬кается;
Мо (контакты Мо1, Мо2) — контактный сигнал «Момент ограничен». Контакт замыкается, если произошло ограничение момента главного привода по команде Огр.М, а по окончании действия команды Огр.М контакт размыкается;
ГПВ и ППВ (контакты ГПВ1, ГПВ2 и ППВ1, ППВ2) — контактные сигналы «Главный привод включен» и «Приводы подачи включены» соот¬ветственно. Контакт замыкается, если соответствующий привод разбло¬кирован и подготовлен к отработке сигнала задания; если соответст¬вующий привод блокируется — контакт размыкается;
ГП (контакты ГП1, ГП2) — контактный сигнал готовности электро¬привода. Сигнал возникает при включении пускателя К1 в шкафу (блоке) электропривода, если после подачи напряжения питания на электропривод в результате внутреннего контроля получены сигналы нормального функционирования от всех плат привода и платы логики, есть сигнал ОУП, исполнен цикл заряда силовых конденсаторов и в цепи СбР есть минус 12В;
контакт разомкнут при наличии сигнала неисправности от любой платы в приводе или отсутствии сигнала ОУП и при отключении напряжения в сети 380В .
. В таблице приведено информационное содержание входных сигналов и выходных (откликов на входные) сигналов для комплекта электроприводов для токарного станка.
В дополнении к таблице приведено информационное содержание выходных сигналов для щитка приборного ЩП9-1.
Блок-схема электропривода «Размер 6М-3-21Ц» для токарного станка.
Источник
