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调速系统在磨床上的应用三相桥式可控硅整流

2022年04月29日 宜兴市机械设备网

调速系统在磨床上的应用三相桥式可控硅整流

关键词:磨床;传动;双闭环;三相桥式全控整流;逻辑无环流调速系统

我厂机修用磨床的三个传动部位砂轮、床头、托架行走是采用直流电机来拖动。直流电机的调速控制部分原是从德国进口的由分立元件构成的晶闸管调速系统,其模拟控制系统的元器件因年久已经全部老化,造成零点漂移很大,控制系统很不稳定,而且砂轮、床头部位的调速系统是三相桥式半控整流电路;托架行走则因有两个行走方向,所以采用的是两套独立的晶闸管整流系统组成的可控环流的可逆调速系统,造成该磨床控制系统事故频繁。因此采用一种全新的、控制性能优越、抗干扰能力强的调速系统来取代原来的调速系统是十分必要的。我们采用了双闭环的三相桥式全控整流电路应用在砂轮和床头部位上;在托架则采用双闭环的逻辑无环流调速系统。

1磨磨床的控制原理

我厂磨床的三个电气传动部位在整流系统控制部分基本是独立的,所以在改造、调试时可以单独进行。各部分均由一个现场的电位器直接调速。我厂

由于原调速系统是采用三相桥式半控整流电路,虽然也是采用转速、电流双闭环控制回路,但是它所采用的保护措施比较简单,主回路、励磁回路的接线方式复杂且不合理,所以我们对其进行合理的改进。

其控制原理如图1。

砂轮、床头的控制原理图和托架的控制原理图相似,只是少一组可控硅和一组逻辑无环流控制环节。如图1,速度调节器和电流调节器都是带外部限幅的PI调节器;给定电路部分由给定积分及点动、辅助给定等部分组成;触发

图1 托架的有逻辑无环流控制原理图

脉冲移相及形成电路在一个电源周期内形成6个相隔60°相角的脉冲;逻辑无环流控制电路保证了正反组可控硅的正确切换。整个系统还具备完善的故障监测及保护电路,它可以在调速装置本身出现过载、过流、超速、欠压、缺相、相序错误和欠磁故障时封锁控制系统,并显示故障内容。

2磨现场参数的调整(以砂轮部分说明)

2.1电电流环参数的调整

电流调节器的原理如图2所示。

因电流调节器是由P调节器和I调节器组成,所以需调节的参数有:电流反馈系数(调整RW12),比例放大倍数(调整RW15),和超前时间常数(调整RW12和C28)。

2.1.1电反馈系数的调整

因为:Idm=1.5Ie=75A,电流调节器输出最大限幅电压UIM=6V,调整电位器RW12,使电流输出是75A时,电流调节器输出限幅6V,则RW12位置调整好。且电流反馈系数β=6/75=0.08

图2 电流调节器原理图

2.1.2电比例放大倍数和超前时间常数的调整

我厂经实测和计算大约得出:电枢回路总电阻R=0.8Ω,电磁时间常数T1=0.033s,机电时间常数Tm=200ms,晶闸管放大系数Ks=440V/10V=44。

我厂因为电流环的调节对象是双惯性型的,而电流调节器是采用PI调节器,则调节器把电流环系数校正为典一型系统,PI调节器中的超前时间常数τi需对消掉对象中的大惯性时间常数TL,即:τi=TL=33ms,根据图示计算:取C28=4.7μ,则RW12(x)=7K,电位器RW12调整好。

因为三相桥式整流电路平均失控时间Ts=0.0017s,电路滤波时间常数Toi=0.0022s,则电流环小时间常数TΣI=0.0017+

0.0022=0.0039s,如果要求超调量小于5%,则电流环的开环增益KI,应取:KI·TΣI=0.5,故:KI=0.5/0.0039=128.2,于是电流环的比例系数为:Ki=KI·τi·R/(β·Ks)=0.96,根据图示可算出RW15(x)=4.97K。

2.2电转速环参数的调整

我厂转速调节器原理如图3。

2.2.1电转速反

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