Проектирование электропривода главного движения

Проектирование электропривода главного движения

 

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.

Целесообразно ориентироваться на использовании комплектных электроприводов, выпускаемых промышленностью для металлорежущих станков.

В настоящее время имеют широкое применение комплектные тиристорные электроприводы постоянного тока с широким диапазоном плавного регулирования частоты вращения и высокой степенью стабилизации частоты вращения.

Предварительные расчеты по выбору элементов системы управления

Выбор электродвигателя

 

Исходя из заданных момента и частоты вращения, по каталогу выбираем двигатель типа ПБСТ-53 на напряжении U_н =220В,со следующими данными U_н =220В, n_н =1000об/мин, M_н=32,2 Нм, I_н=16,6А, GD²=0,52 кгсм², N=3,3кВт

Кратность допустимой перегрузки току:

Сопротивление обмоток при 15˚С:R_я=0,44Ом, R_дп=0,172Ом, R_в=226Ом

Число полюсов 2р=4;

Число параллельных ветвей обмотки якоря 2а=2;

Номинальный ток возбуждения двигателя ,

где α_н=1,2 – коэффициент повышения сопротивления при нагреве

Номинальный ток якоря

I_ян=I_н-I_вн=16,6-0,81=15,79

Проверка двигателя по перегрузочной способности производится по условию:

,

условие выполняется, следовательно, двигатель выбран правильно.

Установленный на станке электродвигатель рассчитан с возможностью обработки других деталей в течение года. По этой причине причине принимаю электродвигатель, мощность которого указана в паспорте станка.

 

Выбор тахогенератора

Тахогенератор применяется для осуществления отрицательной обратной связи по скорости с целью повышения жесткости механических характаристик электропривода. Двигатели серии ПБСТ выпускаются со встроенными тахогенераторами типа ПТ-1

U_н.тг =230В,

n_н.тг =3000об/мин,

Р_н.тг =15Вт,

I_н.тг=0,0652А

R_н.тг=34Ом

 

Выбор вентилей

Вентили выбираются по среднему значению выпрямляемого тока с учетом возможной перегрузки и по максимальному значению обратного напряжения.

Максимальное значение выпрямляемого тока

I_m=2,5 I_ян=2,5ּ15,79=39,48А

Среднее значение тока через вентиль

,

где m-параметр схемы

Расчетная максимальная величина обратного напряжения, прикладываемого к вентилю определяется:

U’_обм=К_вm U_do,

К_вm- расчетный коэффициент схемы;

U_do- действительная величина среднего значения выпрямляемого напряжения при α=0 и питании выпрямителя от выбранного трансформатора:

,

принимаем равным 280.

U_обм=К_вm U_do=1,05 ּ 280=294В.

По параметрам I_ср и U_обм выбираем вентили типа ТЛ-100-5 (6шт.)

Параметры вентилей:

Номинальный ток I_вн=100А, номинальное обратное напряжение

U_обм =500В.

Для охлаждения применяются типовые семиреберные охладители из алюминиевых сплавов, которые при естественном воздушном охлаждении позволяют нагружать тиристор током до 40% от номинального, т. е.

I_вдоп=0,4I_вн=0,4 ּ 100=40А, что превышает среднее значение тока через вентиль I_ср=13,16А.

Таблица 7 - Результаты расчетов

ω	0,1	0,5
lgω	-1	-0,3		0,7		1,7		2,7
φл(ω)	-90°	-90°	-90°	-90°	-90°	-90°	-90°	-90°	-90°
φ1(ω)	-0°30΄	-2°22΄	-4°45΄	-22°30΄	-39°40΄	-76°30΄	-83°10΄	-88°40΄	-89°20΄
T΄(ω)	0,005	0,025	0,05	0,25	0,5	2,5
φ΄(ω)	+18΄	+1°24΄	+3°	+14°	+27°	+68°	+79°	+87°39	+89°
T΄΄(ω)	0,0002	0,001	0,002	0,01	0,02	0,1	0,2
φ΄΄(ω)		-0°3΄	-0°6΄	-0°36΄	-1°12΄	-6°	-11°	-45°	-64°
φскω	-90°12΄	-90°΄	-91°51΄	-99°6΄	-103°52΄	-104°30΄	-105°10΄	-136°01΄	-154°20΄

 

 

Таблица 8 - Данные расчетов

 

Литература.

Проектирование электропривода главного движения