Регулируемый фазовращатель

чит. изменения мощности перем. тока. Отличит, особенность М.у.- широкий диапазон усиливаемых мощностей (от долей Вт до неск. кВт), надёжность, простота, стабильность хар-к при эксплуатации, пожаро- и взрывобезопасность. М.у. применяются в измерит, приборах, системах автоматич. контроля, регулирования и управления и др. МАГНИТНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ-ДВИГАТЕЛЬ (МУ - Д) - регулируемый электропривод, в к-ром двигатель пост, тока получает питание от магн. усилителя через ПП выпрямитель. Управление частотой вращения электродвигателя осуществляется изменением силы тока в обмотках управления магн. усилителя. Благодаря малой мощности управления (доли Вт) электропривод МУ - Д применяют в системах автоматич. управления (напр., в следящих системах). Преимущества МУ -Д - высокая надёжность, помехоустойчивость и простота эксплуатации.

Электрификация всех отраслей промышленности в последние годы все более осуществляется с применением регулируемых электроприводов, ибо именно этот вид привода является основой комплексной автоматизации рабочие механизмов и технологических процессов. В связи с этим во многих отраслях промышленности наблюдается тенденция к переходу на регулируемый электропривод даже таких распространенных механизмов, как вентиляторы, насосы, компрессоры и т. п., для которых ранее изменение скорости вращения совершенно не предусматривалось. Особенно большое внимание уделяется разработке и совершенствованию регулируемых приводов переменного тока, обеспечивающих большую экономичность и надежность работы [52].

Таким образом, регулируемый электропривод сложнее, дороже, требует большей площади для размещения оборудования и менее надежен, чем привод с фиксированной частотой вращения.

Для насоса первого и второго контуров были спроектированы и изготовлены регулируемые электроприводы по схеме АВК с электродвигателями на напряжение 6000 В и частоту 50 Гц с фазным ротором. Структурная схема системы управления станцией, АВК и ГЦН приведена на рис. 5.29. Регулируемый электропривод дает возможность:

9. Регулируемый электропривод главных циркуляционных насосов третьего •блока Белоярской АЭС/Г. Б. Онищенко, В. М. Пономарев, Е. Ю. Анишев и др. — Электрические станции, 1982, № 6, с. 16—20.

10. Регулируемый электропривод циркуляционных насосов АЭС/Г. Б. Онищенко, В. М. Пономарев, Е. Ю. Анишев, А. С. Кулев, В. В. Пальмов. — Электротехническая промышленность. Сер. Электропривод, 1976, № 4 (48), с. 1—3.

5. Б у т а е в Ф. Н., Пантюшев Г. С., Эттин-г е р Е. Л., Регулируемый электропривод с управляемыми выпрямителями, Энергоиздат, М. 1940.

Отличаются упрошенной конструкцией основных узлов. Отсутствуют коробка скоростей и коробка подач. Настройка скоростей и подач осуществляется сменными шестернями, сменными или ступенчатыми шкивами. Передача от шпинделя на привод подачи осуществляется часто ремнём. Для подачи супорта применяются обычно ходовой валик и зубчато-реечная передача, но иногда червячно-винтовая передача. В последнем случае вместо ходового валика имеется ходовой винт, используемый для нарезания резьб. Станки часто снабжаются специальными узлами (супорт, задняя бабка и др.) в зависимости от применения Имеют небольшое число ступеней и низкие скорости вращения шпинделя. Привод главного движения обычно ступенчато-шкивный. Точно изготовленный ходовой винт расположен в середине станины между направляющими. Гайка ходового винта неразъёмная. При передвижении супорта гайка поворачивается под воздействием поправочной линейки, компенсирующей ошибки шага ходового винта станка, при необходимости с учётом последующей деформации нарезаемой резьбы при закалке. Настройка на шаг нарезаемой резьбы — сменными шестернями Имеют высокие скорости вращения шпинделя и малые подачи. Количество скоростей шпинделя (при ступенчатом регулировании) и количество подач невелики. Привод помещается внизу в станине или в левой тумбе и имеет следующие выполнения: 1) многоскоростной электродвигатель переменного тока (3 — 4 ступени); 2) коробка скоростей часто в сочетании с двухскоростным электродвигателем, либо со сменными шкивами или шестернями; 3) бесступенчато-регулируемый электропривод. Шпиндель обычно не несёт никаких шестерен и разгружен от изгибающих усилий. Он вращается в прецизионных шариковых подшипниках с предварительным и саморегулирующимся натягом. Передача к шпинделю осуществляется клиновыми, реже плоскими ремнями. Для увеличения жёсткости станина часто выполняется в виде коробчатой конструкции Конструктивные особенности

Автоматический регулируемый электропривод переменного тока работает от миогоскоростного электродвигателя и находит применение для токарных станков небольшой и средней мощности. Автоматическое регулирование частоты вращения привода при изменении диаметра обрабатываемой детали имеет существенное значение для карусельных, токарных и других станков, на которых обрабатывают детали больших диаметров. Автоматическое увеличение угловой скорости главного привода по мере уменьшения диаметра обрабытываемой детали для поддержания постоянной скорости резания значительно сокращает машинное время по сравнению с постоянной скоростью привода, а следовательно, повышает производительность станка и станочника. Для осуществления автоматического регулирования применяют электродвигатели переменного и постоянного тока.

Для токарных станков малой и средней мощности автоматически регулируемый электропривод работает от многоскоростного асинхронного короткозамкнутого электродвигателя. Преимущество данного электропривода — использование электродвигателя переменного тока и получение примерно такого же диапазона регулирования, как и в приводе постоянного тока', регулируемом при постоянном напряжении на якоре уменьшением тока возбуждения. Регулирование частоты вращения производится при постоянной мощности, что согласуется с условиями обработки. Недостаток данной системы —ступенчатое регулирование частоты вращения и неплавный переход С одной частоты вращения на другую.

Комплектные электропривод и преобразователь предварительно выбираются по табл. 156. Регулируемый электропривод с двигателем переменного тока с частотным управлением значительно сложнее, чем регулируемый электропривод постоян-ного тока, так как в приводах переменного тока, кроме управляемого выпрямителя, добавляется инвертор. Поэтому регулируемый электропривод переменного тока с частотным управлением следует применять в следующих случаях: при частоте вращения более 3000 об/мин, при необходимости установки двигателей взры-вобезопасного или закрытого исполнения и в случае невозможности размещения двигателя постоянного тока вследствие его больших габаритов.

Сигнал с интегратора 35 через ограничитель 40 и регулируемый фазовращатель 41 подается на потенциометр 42, с выхода которого через предварительный усилитель 46 — на вход усилителя мощности 49, питающего обмотки электромагнитного возбудителя колебаний. Фазовращатель служит для установления баланса фаз сигналов в электромеханической колебательной системе машины — для настройки режима автоколебаний.

автоколебаний, реализуемый цепью обратной связи, которая включает ограничитель 40 и регулируемый фазовращатель 41, нарушается и напряжение на выходе нормирующего усилителя 47 падает до нуля. При этом релейный каскад 50 отключает блоки 54 и 55, питающие усилитель мощности и обмотку подмагничивания возбудителя колебаний. В случае равенства заданной частоты и частоты колебаний образца сигнал, усиленный усилителем 48, со схемы сравнения 51 поступает на релейный каскад 50, и отключение блоков 54 и 55 происходит аналогично. Такая схема расширяет возможности машины. Она, например, позволяет изучать скорость роста трещин усталости в образце.

Сигнал тензорезисторных преобразователей датчика силы, несущий информацию о статической составляющей нагрузки и максимальной нагрузке за цикл нагружения, обрабатывается измерителем 23 нагрузки, с которым связаны цифровые четырехразрядные указатели 21 и 22 этих параметров. С измерителя нагрузки также подаются сигналы на блок 28 настройки режима автоколебаний, автоматический регулятор 25 статической составляющей и автоматический регулятор 26 максимальной нагрузки. Автоматические регуляторы связаны с соответствующими программаторами 24 и 27 нагрузок. Блок настройки содержит ограничитель амплитуды сигнала с. частотой, равной частоте колебаний машины; регулируемый фазовращатель и аттенюатор. Сигнал автоматического регулятора 26 управляет усилителем 30 мощности, питающим обмотку возбуждения электромагнита 6. Обмотка под-магничивания электромагнита питается от автономного блока. Машина комплектуется счетчиком циклов нагружения, с которого снимаются сигналы для управления программаторами.

Сигнал емкостного датчика используется также для создания режима автоколебаний. Машина снабжена автоматическим регулятором и программатором амплитуды колебаний испытуемого образца. Таким образом, в машине происходит прямое жесткое возбуждение нагрузок. Сигнал с предварительного усилителя 9 подается на счетчик // циклов и на ограничитель 10, с которого через регулируемый фазовращатель 13 и переключатель Я попадает на вход каскада 16 с управляемым коэффициентом передачи. Сигнал с выхода этого каскада через предварительный усилитель 19 поступает на вход усилителя мощности 20, а с него — на обмотку возбуждения магнитостриктора. Усилитель мощности содержит выпрямитель подмагничивания магнитостриктора. Разделяются выходы усилителя мощности и выпрямителя цепью с дросселем, включенным последовательно с выпрямителем, и конденсатором, включенным последовательно с усилителем мощности.

Машина работает в режиме автоколебаний на частоте испытуемой лопатки, которая является динамическим демпфером, стремящимся уменьшить колебания кронштейна. Конец кронштейна и конец лопатки колеблются в противофазе. Частота собственных колебаний кронштейна выбрана достаточно высокой, чтобы быть выше максимальной рабочей частоты машины. Амплитуда колебаний конца лопатки во много раз больше амплитуды колебаний конца кронштейна, поскольку ее приведенная масса во много раз меньше приведенной массы кронштейна. „Сигнал с датчдка 5 подается на усилитель 8, а с него на прибор 9. Через аттенюатор сигнал с усилителя 8 поступает на регулируемый фазовращатель 10, а с него на управляемый ограничитель 13. Сигнал с усилителя 8 подается также на фор-

Сигнал с блока 6 генераторов емкостного датчика динамометра подается на автоматический указывающий потенциометр 5, шкала которого програ-дуирована в единицах изгибающего момента. Сигнал с блока 6 подается на ограничитель 7, а с него на регулируемый фазовращатель 8 и далее на автоматический регулятор 10. Автоматический регулятор содержит за-датчик, схему сравнения заданного сигнала с сигналом от блока 6 и схему управления электродвигателем, перемещающим движок потенциометра, установленного в канале усилителя 12, который управляет усилителем мощности 13 типа ТУ-5-36, питающим подвижную катушку возбудителя колебаний."Описанная цепь обеспечивает настройку режима автоколебаний на резонансной частоте испытуемой лопатки по первой форме ее колебаний с заданным изгибающим моментом, действующим в корневом сечении испытуемой лопатки. Таким образом, на установке осуществляют прямое мягкое нагружение испытуемого образца.

На рис. 47 изображена схема машины МВЛ-5 для испытания на усталость лопаток турбин. На столе / электродинамического возбудителя колебаний типа • ЭДВ-НМ закреплен динамометр 2, в захвате которого зажата испытуемая лопатка ,?. Конструкция динамометра аналогична конструкции динамометра машины МВЛ-4. Захват динамометра снабжен клиновым зажимом хвостовика испытуемой лопатки. Сигналы с блока генераторов 6 емкостного датчика подаются на блок 7 регистрации, содержащий автоматический указывающий и записывающий потенциометр, снабженный переключателем диапазонов измерения и записи изгибающего момента; на перестраиваемый узкополосный фильтр 8; на схему сравнения автоматического регулятора 11. Сигнал с выхода фильтра 8 через ограничитель 9 и регулируемый фазовращатель 12 подается на канал с управляемым коэффициентом передачи автоматического регулятора //. На второй вход схемы сравнения автоматического регулятора поступает сигнал с программатора 13 режима испытаний. Сигнал с выхода автоматического регулятора возбуждает усилитель 10 с установленной мощностью 100 кВА, который питает подвижную катушку электродинамического возбудителя колебаний. Описанная система обеспечивает возбуждение автоколебаний на основной и высших гармониках испытуемой ло-

1 — мост тензодатчиков (на контрольном образце или на упругом элементе динамометра); 2 — компенсатор; 3 — усилитель; 4 — электронно-лучевая трубка; 5 — генератор; 6 — регулируемый фазовращатель; 7 — каскад формирования импульсов модуляции луча электронно-лучевой трубки; 8 — схема совпадений; 9 — контактный или бесконтактный коммутатор; 10 — каскад формирования импульсов отметки фазы; // — генератор импульсов, синхронизируемый внешним сигналом; 12 — фазовращатель; 13 —усилитель импульсов; 14 — стробоскопическая лампа; 16 — рефлектор; 16 — фотоэлектрический преобразователь

таточно высокой (выше максимальной рабочей частоты машины). Амплитуда колебаний конца лопатки во много раз превышает амплитуду колебаний конца кронштейна, поскольку ее приведенная масса во много раз меньше приведенной массы кронштейна. Сигнал с датчика 5 подается на усилитель 8, а с него на прибор 9. Через аттенюатор сигнал с усилителя 8 поступает на регулируемый фазовращатель 10 и далее на управляемый ограничитель 13. Сигнал с усилителя 8 подается также на формирователь Л, а. с него на интегратор 12. Сигнал интегратора управляет степенью ограничения сигнала в ограничителе 13. С выхода ограничителя сигнал подается на усилитель 14 мощности, а затем на катушку возбуждения электромагнитного возбудителя 7 колебаний. Катушка подмагничивания возбудителя 7 соединена с выпрямителем 15.

Выходной сигнал преобразователя, снимаемый с измерительного пьезоэлемента 2, усиливается селективным усилителем 4 и поступает на блок 5 амплитудно-фазовой обработки, второй вход которого через регулируемый фазовращатель 9 соединен с генератором 10. После обработки в блоке 5 сигнал поступает на индикатор 8 дефектоскопа и автоматический сигнализатор дефектов (АСД) б, включающий световую и звуковую сигнализацию. Через интерфейс 7 дефектоскоп может быть подключен к внешним устройствам (компьютеру, принтеру).

Сигнал с интегратора S5 через ограничитель 40 и регулируемый фазовращатель 41 подается на потенциометр 42, с выхода которого через предварительный усилитель 46 — на вход усилителя мощности 49, питающего обмотки электромагнитного возбудителя колебаний. Фазовращатель служит для установления баланса фаз сигналов в электромеханической колебательной системе машины — для настройки режима автоколебаний.