MDC2 Электропривод главного движения Эксплуатационная документация СОДЕРЖАНИЕ 1. Технические особенности 2 2. Комплектность электропривода 2 3. Условия эксплуатации 2 4. Технические данные 2 5. Структурная электрическая схема и принцип работы 2 6. Интерфейс электропривода 5 6.1. Описание интерфейса 5 6.2. Электрический монтаж 7 7. Монтаж тиристорного преобразователя 8 7.1. Условия монтажа 8 7.2. Габаритные и присоединительные размеры 8 8. Защиты и сигнализации 8 9. Инструкция по введению в эксплуатацию 9 9.1. Необходимая аппаратура 10 9.2. Первоначальный пуск электропривода 10 ARTEH Ltd. “MLADOST” 2 - 16 8800 SLIVEN BULGARIA TEL/FAX (+359) 44 86238 TEL/FAX (+359) 44 667532 (+359) 887794332 (+359) 887729888 E-MAIL arteh-ltd@mbox.digsys.bg, www.arteh-bg.com 1 Электроприводы типа MDC2 предназначены для главного движения металлорежущих станков с ЧПУ. 1. Технические особенности. Номинальная мощность до максимальной скорости. Двухзонное регулирование скорости. Зависимое от скорости токоограничение. Ограничение момента. Самосинхронизация. Система позиционирования. ЦАП преобразующий задание ЧПУ из цифрового в аналоговый вид. 2. Комплектность электропривода. (1). Электродвигатеь постоянного тока с независимым возбуждением и с встроенными тахогенератором и вентилятором (2).Тиристорный преобразователь. (3). 3 - фазный дроссель. 5. Структурная электрическая схема и принцип работы. Регулирование скорости двухзонное (фиг.2). В первой зоне (до номинальной скорости) регулирование осуществляется изменением напряжения на якоре при сохранении постоянного значения тока возбуждения. Максимальной момент в этой зоне является постоянной величиной. Во второй зоне (выше номинальной скорости) напряжение на якоре сохраняется постоянным и равным максимального , а ток возбуждения уменьшается. В этой зоне значения номинальной и максимальной мощностей остаются постоянными величинами. Структурная электрическая схема дана на фиг. 3, где: 1 - Задатчик интензивности 2 - Регулятор скорости 3 - Узел формирования кривой токоограничения 4 - Регулятор тока якоря. 5 - Импулсно-фазовое управление 6 - Корректирующее звено 7 - Динамическое токоограничение 8 - Обратная связь тока якоря 9 – Усиление обратной связи тока якоря 10 – Усиление сигнала с тахогене ратора 11 - Регулятор тока возбуждения 12-Импульсно-фазовое управление возбуждения 13-Обратная связь тока возбуждения 14 – Усиление обратной связи тока возбуждения 15-Обратная связь напряжения на якоре 16 – Усиление обратной связи напряжения на якоре Фиг. 1. Комплектность электропривода. 3. Условия эксплуатации. Температура окружающей среды - 0°C до 40°C Максимальная влажность воздуха при 30ºC - 80% Окружающая среда - невзрывоопасная, не содержащая агресивных газов и паров разрушающих металл и изоляцию. Фиг.2 Двухзонное регулирование скорости. 4. Технические данные. Технические данные тиристорного преобразувателя даны в таблице 1. 2 Таблица 1. Технические данные. Тип двигателя Тип преобразователя Тип дросселя Номинальная мощность, kW Номинальное питающее напряжение, V Номинальный ток преобразователя, А Максимальный ток якоря, А Максимальное напряжение на якоре, V Номинальный ток возбуждения, А Максимальное напряжение возбуждения, V Номинальная скорость вращения, n/min-1 Максимальная скорость вращения, n/min-1 Диапазон регулирования скорости Управляющее напряжение, V Режим работы Степень защиты Масса привода, кг MP132SA MP132SB MP112M MDC2-5.5 MP112L MP132M MP132MA ÌP132LA MP132MB MP160M MP160MA MP160L MP160LM MP225M MDC2-7.5 MDC2-11 MDC2-15 MDC2-18.5 MDC2-22 MDC2-30 MDC2-45 MDC2-55 PK- 0525 5.5 PK-0548 7.5 PK-0548 11 PK-05410 15 PK-02510 18.5 PK-02612 22 PK-02715 30 PK-021320 45 PK-021320 55 3x380, 50Hz 3x380, 50Hz 3x380, 50Hz 3x380, 50Hz 3x380, 50Hz 3x380, 50Hz 3x380, 50Hz 3x380, 50Hz 3x380, 50Hz 20 25 34 46 56 160 250 250 40 50 68 92 112 150 200 220 400 400 400 400 400 67 64 132 128 400 400 400 400 2.5 2.5 4 180 4.5 5.8 3.5 5 3.5 6.5 6 4 8.5 180 110 180 180 180 180 180 180 180 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 2000 600 4500 5500 5500 5500 3500 4500 4500 4500 4000 4000 4000 2500 1:1000 1:1000 1:1000 1:1000 1:1000 1:1000 1:1000 1:1000 1:1000 +/-10 +/-10 +/-10 +/-10 +/-10 +/-10 +/-10 +/-10 +/-10 продолжите льный IP20 5.7 продолжите льный IP20 5.7 продолжите льный IP20 5.7 продолжите льный IP20 5.7 продолжите льный IP20 5.7 продолжите льный IP20 26 продолжите льный IP20 26 продолжите льный IP20 26.5 продолжите льный IP20 26.5 3 R411 R415 P402 R307 R201 R218 P203 04 C4 P301 06 C2 05 C2 P2 02 Фиг. 3. Структорная электрическая схема 1- Задатчик интензивности; 2- Регулятор скорости; 3- Узел формирования кривой токоограничения; 4- Регулятор тока якоря; 5- Импульсно-фазовое управление; 6- Корректирующее звено; 7- Динамическое токоограничение; 8- Обратная связь тока якоря; 9- Усиление обратной связи тока якоря; 10- Усиление сигнала с тахогенератора; 11- Регулятор тока возбуждения; 12- Импульсно-фазовое управление возбуждения; 13- Обратная связь тока возбуждения; 14- Усиление обратной связи тока возбуждения; 15- Обратная связь напряжения на якоре; 16- Усиление обратной связи напряжения на якоре. 4 6. Интерфейс электропривода. 6.1. Описание интерфейса. +24V CNC 10K ON Signal TORQUE LIMIT COMMAND Signal X2-1 ON1 X2-2 ON2 X3-3 TLC1 X3-4 TLC2 X3-11 RD1 X3-12 RD2 +24V MDC2 DC Spindle Unit 10K A1 X5-6 To the Interface Circuit DC SPINDLE MOTOR Utg1 READY Signal A2 X3-9 ZS1 X3-10 ZS2 SPEED ARRIVAL Signal X3-7 SA1 X3-8 SA2 TORQUE LIMITING Signal X3-5 TL1 X3-6 TL2 VELOCITY COMMAND Signal X2-3 Uref1 X2-4 Uref2 Utg1 X2-5 Utg1 Utg2 X2-6 Utg2 ZEROSPEED Signal TACHOMETER GENERATOR Signal from built in the motor tachogenerator TACHO GENERATOR X5-7 Utg2 F1 X5-4 F2 X5-5 To the Armature Current Controller To the Field Current Controller To Velocity Error Amplifier To the PCB Power Supply R X5-8 2 T R2 R1 N X5-9 X5-10 X5-1 X5-3 X5-2 S 4 6 POWER CHOCKE FAN 1 3 I> AC 380V 3ф 1 5 I> AC 220V 2 3 I> AC 380V 3ф Фиг.4. Интерфейс. 5 Расположение интерфейсных конекторов дано на фиг. 5. В таблице 2 даны детали интерфейсных сигналов. Таблице 2. Детайли интерфейсных сигналов. Сигнал Обозна чение Конектор Готовность RD1 RD2 X3-11 X3-12 Нулевая скорость Достигнута скорость ZS1 ZS2 SA1 SA2 X3-9 X3-10 X3-7 X3-8 Момент ограничен Аналоговый выход скорости TL1 TL2 AOS1 AOS2 X3-5 X3-6 X2-7 X2-8 Аналоговый выход тока якоря AOC1 AOC2 X2-9 X2-10 Стабилизир ованное питающее напряжение +15 V - 15 V X2-11 X2-12 Таблице 2. Детали интерфейсных сигналов. Сигнал Работа Задание Обозна чение Конектор ON1 ON2 X2-1 X2-2 Uref1 Uref2 Сигнал с выводов тахогене ратора Utg1 Utg2 Ограниче ние момента TLC1 TLC2 X2-3 X2-4 X2-5 X2-6 X3-3 X3-4 Тип Примечание сигнала Входящие сигналы Контакт Поданы управляющие импульсы к замкнут тиристорам после замыкания внешнего контакта Сигнал "Работа" индицируется светодиодом. Аналоговый Аналоговое напряжение от 0 до ± сигнал 10 V подается к выводам X2-3 и X2-4. X2-3 - активный вывод. X2-4 связан к земле. Двигатель не вращается при поданном задающем напряжении (Uref1), если до этого не подан сигнал "Работа". Если активный вывод (Х2-3) не подсоединен, то условия работы будут такие же как при задающем напряжении (Uref1) 0V. Экран кабеля надо подключить к X2-4. Аналоговый Действительная скорост. сигнал X2-5 (Utg1) - активный вывод. X2-6 (Utg2) подключен к земле. Экран кабеля надо подключить к X2-6. Контакт Когда этот сигнал активный то замкнут вращающий момент ограничен в диапазоне от 75% до 95%. Диапазон задается тримером P301 находящемся на плате. При заданом сигнале об ограничении момента (TLC1,2) сигнал "Момент ограничен" (TL1, 2) подается к ЧПУ. X3-4 связан к земле. Тип Примечание сигнала Выходящие сигналы Контакт Беспотенциалный контакт замыкается замкнут после подачи питания если не сработала какая- либо из защит. При срабатывании защиты контакт размыкается. Контакт Беспотенциалный контакт замкнут при замкнут скорости двигателя ниже 80 min-1 Контакт Беспотенциальный контакт замкнут замыкается при достижении заранее выбранной скорости. Контакт Беспотенциальный контакт замкнут замкнут если подан сигнал TLC1,2 Аналоговый Выпрямленное напряжение, сигнал пропорциональное скорости вращения; оно равняется 10V при максимальной скорости. X2- 8 связан к земле. X2-7 активный. Допустимый ток 10 mA. Аналоговый Выпрямленное напряжение, сигнал пропорциональное тока якоря; оно равняется 6V при максимальном токе. X2- 10 связан к земле. X2-9 активный. Допустимый ток 10mA. Допустимый ток 50 mA. Допустимый ток 50 mA. Примечания: 1. Допустимый ток контактов герконов 50 mA. 2. Выводы X3-1 и X3-2 резервные. 6 6.2. Электрический монтаж. Общая схема элекрического монтажа привода дана на фиг. 6, где указаны и сечения присоединительных проводов. X1 1 2 3 X2 X3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 S4 TLC TL SA ZS RD ON Uref 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 X5 S3 S1 S5 4 X1 1 N 2 1 6 2 TG 3 S2 3 18A 18B X2 1 5 CHOCKE 2 3 4 5 6 7 X3 8 9 10 11 12 1 ON1 ON2 Uref1 Uref2 Utg1 Utg2 AOS1 AOS2 AOC1 AOC2 +15V -15V 2 3 4 5 6 S5 7 8 9 10 11 12 I> ReservedTLC1 TLC2 TL1 TL2 SA1 SA2 ZS1 ZS2 RD1 RD2 I> S5 S2 N X5 1 R2 2 N 3 R1 4 F2 5 F1 6 A1 7 A2 8 R 9 S 10 T Фиг. 5. Расположение интерфейсных конекторов. 5.5 kW 7.5 kW 11 kW 15 kW 18.5 kW 22 kW S1, mm 1 1 1 1 1 1 RST 2 S2, mm 1.5 1.5 1.5 1.5 2.5 2.5 2 S3, mm 4 4 6 6 10 10 2 S4, mm 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 2 S5, mm 4 4 6 6 10 10 2 Фиг.6 Схема элекрического монтажа 7 X1 X2 1 2 3 Примечания: 1. Использовать кабели наименшей длины. 2. Провода управляющего напряжения прокладывать отдельно от силовых. 3. Рекомендуется использовать экранированные провода для связи ЧПУ и выводах задающего напряжения (Uref1, Uref2 ) преобразователя. Экран должен быть связан к X2-4. 4. Рекомендуется использовать экранированные провода для связи тахогенератора и выводов Utg1 и Utg2 преобразователя. Экран должен быть связан к X2-6. X3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 S4 TLC TL SA ZS RD ON Uref 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 X5 7. Монтаж тиристорного преобразователя. 7.1. Условия монтажа. Тиристорный преобразователь должен быт смонтирован таким образом, что бы было обеспечено вертикальная циркуляция воздуха через него. При этом над преобразователем должно оставаться расстояние не менее 60 мм, а под ним 200 мм для удобство монтажа и эксплуатации. S3 S5 4 5 6 TG CHOCKE 1 S1 2 7.2. Габаритные и присоединительные размеры. Габаритные и присоединительные размеры преобразователя даны на фиг.8. 3 S2 S5 I> I> S2 N I> S5 RST Фиг.7 Схема элекрического монтажа с применение трансформатор возбуждения. Type MDC2-5.5-18.5 MDC2-22 - 75 Thyristor modules A mm 190 265 B mm 380 465 C mm 125 280 D mm 150 240 E mm 355 445 F mm 10 8 G mm R5 R4 Фиг.8. Габаритные и присоединительные размеры. 8. Защиты и сигнализации. Набор защит и сигнализации используют для быстрого запуска в эксплуатацию и безаварийной работы привода. При срабатывании какой- 8 либо из защит блокируется подача управляющих импульсов к тиристорам. Действие каждой из защит может быть запрещено с помощью соответствующего DIP ключа. Индикация защит осуществляется светодиодами. Расположение светодиодов и DIP ключей на плате дано на фиг. 9. В таблице 3 дана информация о защитах. Все необходимые регулировки преобразователя сделаны производителем. Для дополнительных регулировок предусмотрены потенциометры и точек контроля основных сигналов. В таблице 4 даны значения потенциометров. В таблице 5 даны значения точки контроля. Размещение потенциометров и точки контроля показано на фиг. 10. Tаблица 4. Потенцометры. Taблица 3. Защиты. Защита FL CP EE TG OS OC Причина Field loss. Ток возбуждения меньше минимально допустимого значения. Phase failure. Защита CP активируется при: - выпадении одной из фаз сети - изменении какою-либо из постоянных напряжений питания электроники (+15V, - 15V, +5V ). Error Excess. Защита ЕЕ активизируется если преобразователь работает продолжительное время при токе якоря на 25% превышающем максимально допустимого значения Tachometer Generator loss. Защита ТГ активируется при обрыв обратной связи по скорости. Overspeed detection. Превышение максимальной скорости на 115 %. Overcurrent detection. Превышение максимального тока на 150 %. Индикация LED D810 LED D809 LED D808 LED D807 Предназначение Масштабирование скорости Интенсивность разгона и торможения Усиление регулятора скорости Смещение нулей задатчика интензивности Смещение нулей регулятора скорости Задание порога ограничения момента при активном TLC Симметрирование датчика напряжения на якоре Установка начала второй зони управления Величина тока возбуждения Задание порога ограничения тока якоря Задание тока при нулевой скорости Точка контроля CP201 CP204 CP204 CP401 CP402 CP403 - LED D806 LED D805 Фиг.8. Расположение светодиодов и DIP ключей на плате. 9. Инструкция по введению в эксплуатацию. Потенциометр P201 P202 P203 P204 P205 P301 P401 P402 P403 P501 P502 Таблица 5. Точки контроля. Точка CP101 CP102 CP103 CP104 CP105 CP106 CP201 CP202 CP203 CP204 CP303 CP301 CP302 Сигнал Земля (GROUND) +24V - 24V +15V - 15V +5V Напряжение тахогенератора Выход регулятора скорости Выход регулятора тока якоря Выход задатчика интензивности Напряжение соответствующее току якоря Напряжение соответствующее току якоря Порог ограничения тока якоря CP401 CP402 CP403 CP404 Напряжение соответствующее напряжению якоря Вторая зона регулирования Напряжение соответствующее току возбуждения Напряжение соответствующее углу управления тиристоров возбуждения Напряжение соответствующее углу управления тиристоров якоря CP501 Примечание 0V -10V to +10V -11V to +11V -12V to +12V -10V to+10V 2V - макс. ток акоря 11V- 0 rpm , 4Vмаксимальная скорость 6V- ном. ток возбуждения 0V to +5V 0V to +5V 9 9.1. Необходимая аппаратура. 1. Мультиметр. 2. Регулируемый источник питания ±10V с исходным сопротивлением меньше 2 kΩ. 9.2. Первоначальный пуск электропривода. Прежде чем осуществить пуск электропривода желательно еще раз проверить правильность электрически связей и их надежность. После того нужно выполнить следующие: 1. Поставить заглушки J202 и J203 . 2. Отключить защиту TG с помощью соответствующего DIP ключа. 3. Не присоединять активный вывод тахогенератора Utg1 к X2-5. 4. Включить питание. Проверить направление вращения вентилятора для охлаждения двигателя. 5. После подачи питающего напряжение загорается зеленый светодиод RD (Ready - готовность). Если это не произойдет, то существует какая-то неисправность или плохая связь. Выключить питание и проверить связи. 6. После загорания светодиода RD включите сигнал ON (Работа). При этом загорается зеленый светодиод ON. 7. Задается управляющее напряжение Uref1. При этом двигатель начинает вращаться. Изменить полярность управляющего напряжения, чтобы двигатель изменил направление вращения. 8. Проверить чтобы управляющее напряжение в контрольной точке CP204 было с обратной полярностью относительно напряжения активного вывода тахогенератора Utg1. Если оба напрежения с одинаковой полярностю поменять местами выводы тахогенератора. 9. Выключить питание. Подсоединить вывод Utg1 тахогенератора к X2-5. Открыть заглушки J202 и J203 . 10. Включить питание. Подать сигнал ON (Работа). При необходимости сделать дополнительную наладку оборотов потенциометром P201, динамики потенциометром P203 и время разгона и торможения - потенциометром Р202. Фиг.10. Размещение потенциометров и точек контроля. 10 A A 1 X4 B B C C D X1 1 3 X2 D X3 1 12 1 12 E E F (7H1) GA1 X4-2 X4-1 (7H2) GA2 X4-4 X4-3 (7H3) GA3 X4-6 X4-5 (7C4) GA4 X4-8 X4-7 (8C3) GA11 X4-10 X4-9 (7D3) GA5 X4-12 X4-11 (8D3) GA21 X4-14 X4-13 (7E3) GA6 X4-16 X4-15 (8E3) GA31 X4-18 X4-17 A2 (7K1)(5D0) R (7D0)(8C4)(2L2) S (7E0)(8D4)(2H2) T (7G0)(8F1)(2J4) F G X1-2 18A (2A4) X2-1 ON1 X1-3 18B (2B2) X2-2 ON2 X2-3 Uref1 X2-4 Uref2 X2-5 Utg1 X1-1 H J 0V X2-6 Utg2 X2-7 AOS (9K3) AOC (3G0) (3B1) (3C3)(4G4)(9D3)(10C0) (4B1)(6J3)(9B0) X2-10 K X2-11 RESERVED X3-2 X2-8 X2-9 X3-1 X3-3 TLC1 X3-4 TLC2 X3-5 TL1 X2-12 G (4K4) H X3-6 TL2 (4L3) X3-7 SA1 (10D4) (8H2) GA41 X4-20 X4-19 X3-8 SA2 (10E2) (8H4) GA51 X4-22 X4-21 X3-9 ZS1 (10B1) (8J1) GA61 X4-24 X4-23 ZS2 (10B4) (11E2) GF1 X4-26 X4-25 F2 (11F3) (11E0) GF2 X4-28 (11H3) N X4-34 X4-27 R1 (11H1) (4B4) CT1 X4-30 (4C0) CT2 X4-32 X4-29 CTF1 (5K2) (4C2) CT3 X4-33 X4-31 AGND X3-10 +15 (4L4) X3-11 RD1 (9C1) X3-12 RD2 (9C4) A1 (7C1)(5E3) J K -15 L L M MDC2 ArtTech Sheet 1 of 12 20 June 2000. A A X1-2 B B X1-3 C C D D E E F F G G H 2 H X4-11 J J 2 X4-15 K K L 2 X4-7 L M MDC2 ArtTech SHEET 2 OF 12 15 December 2000 A R221 10k R223 10k C212 100n A 3 10 OSCTR1-A B B X2-5 C C X2-7 D D E E F F G 510k X2-3 G 3 20k H 220NF 1 H 3 J J 20k 6 7 4 K OSCTR1-D OSCTR1-B 9 K R222 3k0 L L M 1 51 MDC2 ArtTech SHEET 3 OF 12 15 December 2000 A A B B X2-9 X4-30 C C X4-32 X4-33 D D E E F F G G X2-7 H H J J R322 51k K ENABLE L R313 10k T303 2N2222 K C304 220nF X3-5 L X3-3 X3-6 M MDC2 ArtTech SHEET 4 OF 12 15 December 2000 A A B B C C 22 D 22 22 D X4-1 22 E E X4-19 22 22 22 F F 1 G G H H 1uF 680k J J 82k K K X4-29 L R407 180 C406 330nF D407 15V L D408 15V M MDC2 ArtTech SHEET 5 OF 12 15 December 2000 A A B B C C D D E E F F G G H H J J X2-9 K K L L M MDC2 ArtTech SHEET 6 OF 12 15 December 2000 A A B B C C X4-19 X4-8 D D X4-7 X4-12 X4-11 E E X4-16 F F G X4-15 G H H X4-4 J X4-6 J K K X4-1 L L M MDC2 ArtTech SHEET 7 OF 12 15 December 2000 A A B B C C X4-10 X4-7 D D X4-14 E X4-11 E X4-18 F F X4-15 G G H H X4-20 J X4-22 J X4-24 K K X4-19 L L M MDC2 ArtTech SHEET 8 OF 12 15 December 2000 A A X2-9 B B OC C OS TG EE CP FL C X3-11 X3-12 D D ON RD X2-7 E E F F G G H H J J K K +5 X2-1 L R804 3k3 12 13 INPOSHOLD F M INPOSHOLD MDC2 ArtTech SHEET 9 OF 12 15 December 2000 L A A B B X3-9 X3-10 C C X2-7 D D E X3-7 E X3-8 F F G G H H J J K K L L M MDC2 ArtTech SHEET 10 OF 12 15 December 2000 A A B B C C D D E E X4-26 F X4-28 F X4-25 G G H H X4-27 J X4-34 J K K L L M MDC2 ArtTech SHEET 11 OF 12 15 December 2000 A A X5-6 B B C C X5-8 D D X5-9 X5-10 E E F F G X5-7 G X5-4 H H J J X5-3 K X5-2 K L L M X5-5 MDC2 ArtTech SHEET 12 OF 12 15 December 2000