Система управления электродвигателями. Электронные блоки управления двигателями

Контроллеры для управления малогабаритными электродвигателями

В данном разделе представлены устройства управления малогабаритными электродвигателями постоянного тока (электродвигатели диаметром от 3 до 95 мм, мощностью от 0,001 Вт до 1100 Вт), включающие в себя силовой каскад, электронику для обработки сигналов обратной связи, набор цифровых и аналоговых входов и выходов, интерфейсы для работы в сети по различным промышленным протоколам.

Вы можете ознакомиться с электронными блоками управления, выпускаемыми производителями малогабаритных электроприводов для электродвигателей своего и стороннего изготовления, в соответствующих разделах (см. ссылки): (для коллекторных, бесколлекторных двигателей постоянного тока, ), Dunkermotoren (для коллекторных, бесколлекторных двигателей постоянного тока), Nanotec (для бесколлекторных, шаговых двигателей), Phytron (для шаговых двигателей).

Модульные контроллеры Phytron для шаговых двигателей

В линейке контроллеров Phytron можно выделить многоосевые модульные контроллеры phyMotion™ (см. по ссылке). Эти изделия предназначены для управления от 1 до 18 биполярными шаговыми двигателями в особых условиях - есть поддержка обратной связи от датчиков температуры для двигателей, расположенных в вакууме, а также сигналов обратной связи по EnDat, SSI. Данные контроллеры работают по одному из распространённых промышленных протоколов Ethernet, ProfiBus/ProfiNet, CAN, RS 485, RS 232, RS 422.

Ознакомиться с описанием всей продукции компании Phytronможно по .

DC/BLDC контроллеры Copley Controls

ООО «Микропривод» предлагает блоки управления коллекторными, бесколлекторными двигателями постоянного тока, а также шаговыми двигателями от компании Copley Controls с расширенным набором обрабатываемых сигналов обратной связи и более высокими выходными мощностями (рабочий ток до 30А, пиковый ток до 60А).

Перечень сигналов обратной связи, охватываемых продукцией Copley Controls :

1. Датчики относительного отсчёта - цифровой квадратурный A/B сигнал (в т.ч. с дополнительным выходом), аналоговый sin/cosсигнал;
2. Датчики абсолютного отсчёта - сигнал в формате SSI, EnDat, AbsoluteA, SanyoDenkiAbsoluteA, BiSS (B&C);
3. Резольверы (СКВТ);
4. Цифровые датчики Холла.

Данные контроллеры позволяют управлять двигателями по скорости, положению, моменту, в режимах Camming, Gearing, по индексному сигналу.

Также возможно приобретение защищённых версий контроллеров, предназначенных для работы в неблагоприятных условиях при повышенных вибрационных, ударных нагрузках и расширенном температурном диапазоне.

Ознакомиться с описанием всей продукции компании Copley Controls можно по

Блок управления асинхронным электродвигателем нерегулируемый нереверсивный (БНН).

Блок управления асинхронным электродвигателем нерегулируемый реверсивный (БНР) .

Блок автоматического ввода резерва (БАВР).

Блоки рассчитаны для управления электродвигателями с номинальным током статора до 100А, при напряжении 380В переменного тока частотой 50 Гц.

Аппаратный состав.

В блоках в основном применяются отечественное оборудование:

Автоматические выключатели типов АЕ1031, АЕ2036, АЕ2046, АЕ2056, ВА57-35;

Магнитные пускатели типа ПМЛ1100…ПМЛ4100, ПМЛ1501…ПМЛ4500, ПМ12-100;

Тепловые реле типа РТЛ, РТТ.

По требованию заказчика шкафы могут комплектоваться аппаратурой фирм ABB, Schneider, ИЭК и других.

Блоки управления, входящие в состав щита ЩУ-ЧЭ, можно разделить на три функциональные группы:

Блок управления асинхронным электродвигателем нерегулируемый нереверсивный (БНН) предназначен для управления механизмами с нереверсивными асинхронными электродвигателями (насосы, вентиляторы и т.п.). Блок обеспечивает защиту цепей электродвигателя от коротких замыканий (с помощью автоматического выключателя) и защиту от перегрузки по току (с помощью теплового реле). Блок обеспечивает управление электродвигателем в двух режимах – местном и дистанционном. В местном режиме управление осуществляется от кнопок на двери щита, в дистанционном – от системы автоматизации ЦТП.

Схема силовых цепей блока	На переключателе выбора режима предусмотрен контакт, информирующий систему автоматизации ЦТП о выборе дистанционного режима управления. В схеме блока предусмотрено подключение выключателя безопасности, устанавливаемого рядом с управляемым электродвигателем.
		Схема подключения блока для работы сприбором «Текон»

Блок управления асинхронным электродвигателем нерегулируемый реверсивный (БНР) предназначен для управления механизмами с реверсивными асинхронными электродвигателями (электрозадвижки, регулирующие вентили и т.п.). Блок обеспечивает защиту цепей электродвигателя от коротких замыканий (с помощью автоматического выключателя) и защиту от перегрузки по току (с помощью теплового реле). Блок обеспечивает управление электродвигателем в двух режимах – местном и дистанционном. В местном режиме управление осуществляется от кнопок, установленных рядом с управляемым механизмом, в дистанционном – от системы автоматизации ЦТП. В схеме блока предусмотрена возможность подключения концевых выключателей, отключающих электродвигатель при достижении механизмом конечных положений. В схеме блока предусмотрено подключение выключателя безопасности, устанавливаемого рядом с управляемым электродвигателем.

Блок управления частотно-регулируемым электроприводом (БРП) предназначен для управления нереверсивными асинхронными электродвигателями (насосы, вентиляторы и т.п.) с возможностью регулирования частоты вращения управляемого электродвигателя. Блок предназначен для совместной работы с блоком управления преобразователем частоты (БПЧ). Блок обеспечивает защиту цепей электродвигателя от коротких замыканий (с помощью автоматического выключателя) и защиту от перегрузки по току (с помощью теплового реле), а также защиту цепей питания преобразователя частоты (с помощью автоматического выключателя). Блок обеспечивает управление электродвигателем в двух режимах – местном и дистанционном. В местном режиме управление осуществляется от кнопок на двери щита (имеется возможность включения насоса в регулируемом и нерегулируемом режиме), в дистанционном – от системы автоматизации ЦТП. На переключателе выбора режима предусмотрен контакт, информирующий систему автоматизации ЦТП о выборе дистанционного режима управления. В схеме блока предусмотрено подключение выключателя безопасности, устанавливаемого рядом с управляемым электродвигателем.

Блок управления преобразователем частоты (БПЧ) предназначен для регулирования частоты вращения асинхронного электродвигателя путем изменения величины и частоты подаваемого на электродвигатель напряжения. Блок устанавливается один на группу насосных агрегатов (ХВС, ГВС или ЦНО) и работает совместно с блоками управления частотно-регулируемым электроприводом (БРП). Блок обеспечивает регулирование частоты электродвигателя в зависимости от давления на выходе группы насосных агрегатов (ХВС, ГВС) или перепада давления на насосном агрегате (ЦНО). Задание требуемого давления (перепада) осуществляется с помощью цифро-аналогового задатчика, установленного на двери щита. В схеме блока предусмотрена возможность переключения электродвигателя в нерегулируемый режим при неисправности преобразователя частоты. Включение насоса в нерегулируемом режиме отображается лампой на двери щита.

Схема силовых цепей блока БПЧ2 (на 2 насоса)	Схема подключения блока БПЧ2 (на 2 насоса)
БПЧ3 (на 3 насоса)	Схема подключения блока БПЧ3 (на 3 насоса)

Для насосов ХВС, ГВС, пожарных и т.п. устанавливается один датчик давления на группу. Он подключается к клеммам 21(+), 22(-) блока БПЧ2, 31(+), 32(-) блока БПЧ3.

Для насосов ЦНО устанавливается два датчика давления – на входе и выходе группы насосных агрегатов. Датчик на выходе насосов подключается к клеммам 21(+), 22(-) блока БПЧ2, 31(+), 32(-) блока БПЧ3, датчик на входе насосов подключается к клеммам 23 (+), 24(-) блока БПЧ2, 33(+), 34(-) блока БПЧ3.

Блок управления асинхронным электродвигателем с пуском двигателя методом звезда-треугольник (БТЗ).

Схема силовых цепей	Блок аналогичен блоку БНН, но имеет дополнительный магнитный пускатель, осуществляющий перекоммутацию обмоток электродвигателя со звезды на треугольник в процессе разгона через заданную выдержку времени (1..30сек). Применяется для электродвигателей, рассчитанных на напряжение 380/660В – например, по требованию фирмы Grundfos, насосы мощностью 5,5кВт и более должны пускаться методом звезда-треугольник.

Блок автоматического ввода резерва (БАВР) предназначен для автоматического переключения нагрузки на резервный ввод при неисправности (исчезновение напряжение, обрыв одной из фаз, неправильное чередование фаз) основного. Блок устанавливается в шкафу ШПЧ, в шкафах РШУ-1 и РШУ-2 устанавливаются автоматические выключатели, к которым подключают вводные линии блока.

Блоки БНН и БРП имеют дополнительные исполнения:
БНН-Т и БРП-Т – в типовые блоки добавлен модуль позисторной защиты (электронный блок, отключающий насос при перегреве термодатчика, встроенного в обмотки двигателя; применяется с насосами Grundfos).
БНН-П и БРП-П – в типовые блоки добавлено устройство плавного пуска электродвигателя (для БРП – в цепь работы насоса от сети).
БНН-ПТ и БРП-ПТ – в блоки добавлены и модуль позисторной защиты и устройство плавного пуска.

Параметры блоков управления БНН, БРП и БНР приведены в таблице:

В данной таблице указана пуско-защитная аппаратура отечественного производства.

Блоки управления являются виртуальной единицей для расчета шкафа. Отдельно без шкафа блоки не поставляются!

Блок БНН - блок управления нерегулируемым нереверсивным асинхронным электродвигателем. Предназначен для управления механизмами с нереверсивными асинхронными электродвигателями (насосы, вентиляторы и т.п.). К одному блоку БНН возможно подключение только одного электродвигателя. Блок обеспечивает защиту цепей электродвигателя от действия токов короткого замыкания и защиту от перегрузки по току с помощью автомата защиты двигателя (АЗД). Блок обеспечивает управление электродвигателем в двух режимах - местном и дистанционном. В местном режиме управление осуществляется от кнопок на двери шкафа, в дистанционном - от внешнего шкафа автоматики. Предусмотрено подключение выключателя безопасности, устанавливаемого рядом с управляемым электродвигателем. Имеются выходные сигналы диспетчеризации режима работы блока местный/дистанционный и диспетчеризации работа/авария двигателя.

Таблица соответствия типоразмеров блоков БНН диапазонам токов

Предназначены для бесконтактного управления электрическими исполнительными механизмами (ЭИМ) с однофазным электродвигателем. Блоки выполняют пуск, реверс, останов электродвигателя в соответствии с дискретными входными сигналами «Больше» и «Меньше».

Блоки управления электродвигателем реверсивные БУЭР 3-30-00, БУЭР 3

Предназначены для бесконтактного управления электрическими исполнительными механизмами (ЭИМ) с трехфазным электродвигателем. Блоки выполняют пуск, реверс, останов электродвигателя в соответствии с дискретными входными сигналами «Больше» и «Меньше», а также защиту силовых ключей от короткого замыкания и настраиваемую защиту асинхронного двигателя от перегрузки.

Блоки питания БП-Г, БП-4М15

Предназначены для питания контроллера нестабилизированным постоянным напряжением 24 В. Блоки выполнены по традиционной схеме с применением понижающего трансформатора и подключаются к сети переменного напряжения 220 В.

Блок питания ББП-24

Предназначен для обеспечения бесперебойного питания контроллера нестабилизированным постоянным напряжением 24 В. Блок содержит преобразователь напряжения на базе понижающего трансформатора, подключаемый к сети переменного напряжения 220 В, аккумуляторную батарею и схему управления, которая обеспечивает безударное переключение подключенного оборудования на резервный источник питания. В конструкции блока использованы аккумуляторы со сроком службы не менее 6 лет без обслуживания.

Блок питания БП-Д

Предназначен для преобразования нестабилизированного напряжения постоянного тока (24±6) В в стабилизированное напряжение постоянного тока 17, 22, 24, 36 В (зависит от исполнения блока), и предназначен для питания датчиков, используемых при построении систем АСУТП с контроллерами серии КОНТРАСТ. Питание блока осуществляется от блоков питания БП-Г, ББП-24, БП-4М15 и др.

Модуль питания МП-Д

Предназначен для питания микроконтроллера ШМК и модулей УСО-Д. В тех случаях, когда мощность одного модуля МП-Д недостаточна для питания всей группы модулей УСО-Д, установленных на шине, предусмотрено подключение к ней нескольких модулей МП-Д.

Блок ввода БВ-Д-50

Предназначен для применения в схемах управления электрическими приводами насосов, запорной арматуры в составе АСУТП. Блок преобразует сигналы состояния контактных устройств в дискретные сигналы логического уровня.

Блок усилителя мощности БУМ-30

Предназначен для усиления мощности выходных дискретных сигналов контроллера и содержит четыре реле, каждое из которых имеет по две группы перекидных контактов и способно коммутировать электрические цепи переменного напряжения 220 В.

Блок БУМ-50

Предназначен для преобразования дискретных сигналов уровня 24 В в релейные сигналы управления силовыми устройствами.

Блок содержит 1 реле (номинальное напряжение обмотки =24 В, потребляемая мощность 0,8 Вт) и имеет один перекидной контакт. Включение реле происходит при подаче постоянного напряжения (=24В) на входные клеммы блока.

Блок переключения БПР-30

Предназначен для переключения цепей выходных сигналов резервированного контроллера. Блок содержит восемь маломощных реле.

Блок БПР-50

Предназначен для переключения сигнальных цепей при резервировании контроллеров, а также для коммутации цепей в схемах защиты, сигнализации, блокировок.

Блок содержит 5 реле (номинальное напряжение обмотки =24 В, потребляемый ток 8 мА), каждое из них имеет по две группы перекидных контактов.

Преобразователь интерфейса ПИ-3

Предназначен для преобразования интерфейса RS-232C/RS-485.

Преобразователь используется для подключения шлюзового канала контроллера к CОМ-порту компьютера и поддержания устойчивой связи на расстоянии до 1,2 км. Преобразователь питается от сети переменного напряжения 220 В и устанавливается в непосредственной близости от компьютера.

Пульт настойки контроллера ПК-302

Предназначен для управления режимами работы контроллера, оперативного контроля и управления технологическими программами, настройки их параметров и параметров контроллера в целом в процессе работы или подготовки к работе

Комплект резисторов нормирующих КРН

Предназначен для подключения сигналов постоянного тока 0-5 мА, 0(4)-20 мА и постоянного напряжения 0-10 В к модулю МАУ-Д. Для подключения сигналов других типов к модулю МАУ-Д комплект КРН не требуется.

Защитное устройство ЗУ

Предназначено для обеспечения неразрывности цепей сигналов постоянного тока 0-5 мА, 0(4)-20 мА, подключенных с соответствующим входам модулей УСО-Д, при демонтаже модулей. Защитное устройство подключается к модулям через промклеммник.

Интерфейсный соединитель ИС-485

Предназначен для организации связи модуля УСО-Д и компьютера через преобразователь интерфейса ПИ-3 при программировании и настройке модуля.

Основные технические данные и характеристики

1. Конструктивно-технические требования

Виды входных и выходных сигналов, диапазоны изменения, входные сопротивления приведены в таблице 2.4.

Таблица 2.4

Габаритные размеры блоков и составных частей контроллеров и их масса в соответствии с таблицей 2.5.

Таблица 2.5

Электропитание контроллеров осуществляется от источника постоянного тока с напряжением (246) В, а с блоками питания БП-4М15, БП-Г, ББП-24 - переменным однофазным током напряжением В, частотой (50±1) Гц и коэффициентом высших гармоник до 5 %.

Мощность, потребляемая отдельными блоками и модулями, не превышает значений, указанных в таблице 2.6.

Таблица 2.6

Блоки БК-500, ШМК, модули УСО-Д, МП-Д выполнены в корпусах из полимерного материала с установкой на DIN – рейку.

Контроллеры (блоки БК-500) имеют цифровые интерфейсы:

сетевой канал Ethernet;

канал межконтроллерной сети Магистр - интерфейс RS-485;

шлюзовой канал для связи с инженерной станцией или SCADA-системой - интерфейс RS-232/RS-485;

канал для связи с пультом контроллера - интерфейс RS-485;

канал резервирования - интерфейс RS-485;

четыре канала полевой сети - интерфейс RS-485 – для связи с микроконтроллерами и микропроцессорными устройствами как из состава контроллера КР-500 (ШМК, модулями УСО-Д и др.), так и другими, специально разработанными, или других изготовителей. Каждый канал имеет возможность подключения до 31 полевого устройства. Четвертый канал имеет возможность также работать в режиме шлюзового канала, осуществляя связь с инженерной станцией или SCADA-системой.

Шлюзовой микроконтроллер ШМК имеет три интерфейсных канала RS-485: два – для связи с внешними объектами (БК-500 и др.), один – для связи с модулями УСО-Д (до 16 модулей).

Контроллеры содержат энергонезависимый таймер-календарь.

Входы аналоговых сигналов ИК модулей МАС-Д, МДА-Д гальванически разделены друг от друга и от остальных цепей.

Входы аналоговых сигналов ИК модулей МВА-Д, МАУ-Д, МТС-Д МРС-Д гальванически разделены от остальных цепей.

Выходы аналоговых сигналов ИК модулей МАС-Д, МАВ-Д, гальванически разделены друг от друга и от остальных цепей.

Входы дискретных каналов модулей МСД-Д-02, МСД-Д-03, МСД-Д-04, связанные в группу по 4, гальванически разделены от других групп и от остальных цепей.

Выходы дискретных каналов модулей МДА-Д, связанные в группу по 2, гальванически разделены от других групп и от остальных цепей.

Выходы дискретных каналов модулей МСД-Д-00, МСД-Д-01, МСД-Д-02, связанные в группу по 4, гальванически разделены от других групп и от остальных цепей.

Модули МАС-Д, МДА-Д, МАУ-Д. МВА-Д выполняют диагностику аналоговых входных каналов при диапазоне входного сигнала (4-20) мА. При обрыве линии связи с датчиком выдается сигнал ошибки.

Модули МАС-Д, МАВ-Д выполняют диагностику аналоговых выходных каналов. При изменении выходного сигнала на 3 % от заданного формируется сигнал ошибки.

Модули МСД-Д-02, МСД-Д-03, МСД-Д-04 выполняют диагностику линий связи входных дискретных каналов.

Выходы дискретных каналов модулей МДА-Д, МСД-Д-00, МСД-Д-01, МСД-Д-02 имеют защиту от короткого замыкания, модули выполняют диагностику короткого замыкания.

Модуль МДА-Д выполняет диагностику включения и выключения выходов.

При отказе блока БК-500 формируется на выходе дискретный сигнал "отказ".

После отключения от сети питания контроллеры сохраняют оперативную информацию (текущие значения алгоритмов), а также поддерживают работу таймера-календаря на время не менее 24 часов.

Контроллеры при электропитании от блока питания ББП-24 работают не менее 30 минут после отключения ББП-24 от сети питания ( 220 В, 50 Гц).

Режим работы контроллеров непрерывный.

Время установления рабочего режима 5 минут, при преобразовании аналоговых сигналов с заданной погрешностью не более одного часа.