Выбор системы управления электроприводом

К числу важных технических характеристик главных электроприводов станка с ЧПУ относятся широкий диапазон и высокая плавность регулирования частоты вращения шпинделя станка, постоянство частоты его вращения при изменениях нагрузки, колебаниях напряжения сети, нагреве двигателя при длительной работе и других факторов. Это необходимо учитывать при выборе электропривода и системы его управления.

Электропривод типа «Кемтор» предназначен для управления приводами главного движения и представляет собой электропривод постоянного тока с двухфазным регулированием скорости. В первой зоне регулирование осуществляется при постоянном моменте М = const за счет изменения подводимого к якорю двигателя напряжения при постоянном потоке возбуждения (D = 1:1000), во второй зоне при постоянстве мощности Р = const за счет ослабления тока возбуждения при номинальном значении напряжения якоря (Д = 1:3,5).

В состав привода входят:

- преобразователь тиристорный для питания якоря и обмотки возбуждения двигателя;

- электродвигатель постоянного тока с независимым возбуждением и встроенным тахогенератором и вентилем;

- коммутационный трехфазный дроссель;

- трансформатор для питания обмотки возбуждения;

- коммутационный блок.

Конструктивно преобразователь выполнен по блочной структуре, позволяющий производить оперативную замену блоков и свободный доступ ко всем элементам и контрольным точкам.

Схемные и конструктивные решения преобразователя максимально унифицированы с электродвигателя подач типа «Кемрон».

Техническая характеристика электродвигателя «Кемрон» соответствует стандарту СТ СЭВ 3572 - 82.

Мощности на валу двигателя для каждого перехода рассчитывают по формуле:

(23)

где N_zi, - мощность резания на i-м переходе, кВт;

η_стi - КПД станка на i-м переходе.

КПД станка зависит от нагрузки. В дальнейших расчётах принимаем за номинальный КПД станка среднее значение для токарной группы η_н.ст=0,75.

На основании полученных данных находим мощность на валу двигателя для каждого перехода:

За номинальную мощность резания N_нz принимаем максимальную мощность резания, полученную при расчете N_ziмакс =19,3 кВт.

Для каждого перехода определяем коэффициенты загрузки станка по формуле:

(24)

Потери мощности в механизмах станка состоят из постоянных потерь, не зависящих от нагрузки (потерь холостого хода), и переменных потерь, зависящих от нагрузки. Потери мощности определяем по формуле:

(25)

где a – коэффициент постоянных потерь;

b – коэффициент переменных потерь.

Коэффициенты постоянных и переменных потерь определяются исходя из того, что при Кi=1 КПД станка равен номинальному значению:

(26)

Исходя из формулы 26:

(27)

На основании данных эксплуатации станков для практических расчётов можно применять соотношения:

(28)

(29)

На основании полученных данных находим потери для каждого перехода:

С учётом этих потерь, КПД станка при разных нагрузках определяется по формуле:

(30)

Результаты расчёта K_i, h_i, N_zi, N_i, t_oi заносятся в таблицу 4.

Номер перехода i	Коэффициент загрузки Кi	КПД станка hi	Мощность резания Nzi, кВт	Мощность на валу двигателя Ni, кВт	Основное время toi, мин
	0,6	0,76	9,6	14,5
	0,6	0,77	12,4	18,3	3,1
	0,7	0,8		18,7
	0.8	0,79		21,3	8,4
	0,6	0,82	11,08	14,7	1,9
	0,6	0,78	12,5	16,7	7,4
	0,5	0,77		13,7
	0,6	0,76	9,6		3,4
	0,7	0,76		19,7
		0,77	19,3	27,5	0,47
	0,5	0,76	9,7	14,5	3,1

Таблица 4 – Расчётные данные для построения нагрузочной дыиаграм

Время паузы находим по формуле:

(31)

где n – число переходов.

Нагрузка двигателя в период пауз обусловлена мощностью холостого хода, которая равна постоянным потерям:

(32)

Эквивалентная мощность двигателя:

(33)

Моменты на валу двигателя рассчитываются по формуле:

(34)

где n – частота вращения вала двигателя, об/мин.

Максимальный момент:

Номинальный момент:

Дата добавления: 2015-07-13