Электропривод главного движения горизонтально-расточного станка 2670

   Коэффициент полезного действия 88,5%;

   Сопротивление обмотки якоря  Ом;

   Сопротивление обмотки добавочных полюсов  Ом;

   Сопротивление обмотки возбуждения  Ом;

   Максимальный  ток якоря

   Момент  инерции двигателя  кг*м^2 

Число пар  полюсов 2р=4

Номинальное напряжение обмотки возбуждения  В;

Класс изоляции двигателя В;

Степень защиты от воздействия окружающей среды IP22;

Способ охлаждения ICO1. 

Рассчитаем диапазон регулирования скорости. Для этого  определяем минимальную частоту  вращения двигателя на всех ступенях и выбираем из них наименьшую:

(об/мин)                                                                                    (2.10)

(об/мин);

(об/мин);

(об/мин).

Аналогично находим  максимальную частоту вращения двигателя:

(об/мин)                                                                                  (2.11)

(об/мин);

(об/мин);

(об/мин).

Диапазон регулирования  скорости двигателя:

Получаем диапазон регулирования 1-9. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    2.2 Расчет мощности  и выбор электродвигателя  подачи шпинделя. 

   При поступательном движении статический момент нагрузки на валу двигателя определяется по формуле:

                                                                                                  (2.13)

   где - максимальное тяговое усилие к валу двигателя кинематической цепи подачи шпинделя;

    - коэффициент полезного действия кинематической цепи подачи шпинделя.

   Гайка ходового винта через червячную  передачу перемещается на 2 миллиметра за 10 оборотов винта, то есть на 0,2 мм/об. Из этих данных определяется радиус приведения усилия к валу двигателя:

    (м/рад)                                                            (2.14)

   Определяем  полезную мощность на валу двигателя:

                                                                                                  (2.15)

   Где - угловая скорость вращения вала двигателя подачи ( );

    ( )                                                      (2.16)

   Где - угловая скорость вращения холостого винта ( );

    ( )                                                       (2.17)

   Где - максимальная линейная скорость подачи шпинделя (мм/мин);

    - продольное перемещение шпинделя (мм);

    - передаточное число редуктора  цепи подачи шпинделя.

    (Нм);

    (Вт);

    (об/мин).

   Выбираем асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором типа 4А71А2У3.

   Основные  параметры электродвигателя 4А71А2У3:

   Номинальная мощность кВт;

   Синхронная  частота вращения об/мин;

   Коэффициент полезного действия 77%;

    ;

    Ом;

     Ом;

    Ом; 

    Ом;

     Ом;

   Кратность пускового момента  ;

   Кратность максимального момента ;

   Кратность критического момента  ;

   Момент  инерции ротора кг*м^2;

   Скорость  нарастания температуры обмотки статора ;

   Длительность пуска 0,06 с;

   Предельно допускаемое число пусков в час 3800;

   Номинальное скольжение ;

   Критическое скольжение ;

   Номинальный ток  А;

   Пусковой  ток  А;

   Исполнение по степени защиты IP44;

   Число полюсов 2;

   Станина и щиты алюминиевые.

    

   Расчет  диапазона скорости вращения двигателя:

   Минимальная скорость вращения:

     ( ); 

   Минимальная частота вращения:

    (об/мин);

   Максимальная  скорость вращения:

     ( ); 

   Максимальная  частота вращения:

   

   Диапазон  регулирования скорости двигателя:

   

   Получаем  диапазон регулирования 1-102. 
 
 
 
 
 
 
 

3. Выбор электропривода, расчет и выбор элементов корриктирущих звеньев привода главного движения.

   Выбираем  преобразователь частоты Altivar ATV61HD90N4. Ниже приведены его параметры. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Привод главного движения должен обеспечивать устойчивый процесс резаний при обработке изделий с неравномерным припуском. Для получения наибольшей производительности, регулирование в большей части диапазона с постоянной мощностью; в зоне низких скоростей регулирование скорости производиться при постоянном моменте, то есть производиться электрическое регулирование. Также привод должен обеспечивать необходимый диапазон регулирования    . Исходя из расчетных данных выбираем электропривод ЭПУ 1 М-2-46 2 7Д УХЛ4. 

Устройства ЭПУ представляют собой тиристорные преобразователи с системой управления тиристорами, набором регуляторов, устройств защиты, источников питания, в том числе обмотки возбуждения двигателя.

В тиристорное  устройство входят:

1. собственно устройство управления;
2. возбудитель для питания обмотки возбуждения;
3. силовой автоматический выключатель;
4. токоограничивающий реактор;
5. коммутационный реактор для тиристорного преобразователя обмотки возбуждения.

В силовую часть  преобразователя входят два силовых  выпрямителя, сглаживающий дроссель и токоограничивающий реактор.

В систему управления реверсивным тиристорным преобразователем с раздельным управлением входят узлы, осуществляющие: формирование необходимого для работы комплекта вентилей, его  блокировку при наличии тока в  силовой цепи и отсчет паузы при переключении комплектов.

В данном преобразователе  применена многоканальная синхронная СИФУ с вертикальным принципом управления и пилообразным опорным напряжением. В преобразователях с раздельным управлением комплекты работают поочередно, не накладываясь во времени. На интервале работы каждого комплекта в канале СИФУ идет формирование управляющих импульсов только на два тиристора (на фазный и на противофазный) именно этого рабочего комплекта.

Количество каналов  – три, то есть в каждом канале формируются управляющие импульсы для тиристоров, подключенных к одной фазе. Диаграммы работы фазного и противофазного тиристоров в статическом режиме сдвинуты на , что позволяет при пилообразном опорном напряжении использовать один узел генератора развертывающего напряжения в каждом канале СИФУ, запуская его дважды синхронизирующими импульсами.

Для организации  принципа раздельного управления комплектами  реверсивного вентильного преобразователя  необходим логический сигнал об отсутствии тока в силовой цепи. Формирование этого сигнала осуществляет датчик проводимости вентилей (контроль отсутствия тока косвенный – по напряжению на силовых тиристорах).

В преобразователе  ЭПУ питание всех функциональных частей осуществляется от источника питания, включающего трансформатор и блок питания. Непосредственно блок питания содержит диодные выпрямители, фильтровые конденсаторы, два параметрических стабилизатора напряжения. Для контроля напряжения в питающей цепи в блоке питания алгебраически суммируются (с разными коэффициентами передачи) неотфильтрованное напряжение +24 В и отфильтрованное -12 В. Результирующий сигнал поступает в узел защиты и блокировки.

Узел защиты и блокировки обеспечивает защиту преобразователя:

1. от чрезмерно больших токов (максимально-токовая защита);
2. от длительной перегрузки по току (тепловая защита);
3. при понижении напряжения в питающей сети. Кроме того, узел осуществляет следующую блокировку: запрещает формирование управляющих импульсов в СИФУ, а также шунтирует цепи обратных связей регуляторов тока и скорости при отсутствии внешней команды «Деблокировка». Тем самым обеспечивается бестоковое сотояние преобразователя и нулевые начальные состояния регуляторов;
4. защита от ухудшения условий охлаждения в устройствах с принудительным охлаждением.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Выбор трансформатора.

Учитывая нужные параметры выбираем трехфазный трансформатор. Тип –ТСЗП-200/0,7 УЗ,

Где Т – трехфазный;

С – охлаждение естественное воздушное;

П – для питания  тиристорных преобразователей;

0,7 – класс  напряжения сетевой обмотки в  кВ;

УЗ – климатическое  исполнение.

Параметры выбранного трансформатора:

В – действующее значение напряжения первичной фазной обмотки трансформатора;

 В – фазное напряжение вентильной обмотки;

- напряжение  короткого замыкания;

 В – потери в режиме короткого замыкания. 

Выбор сглаживающего  реактора.

Сглаживающий  дроссель:

ФРОС-65/0,5;

 мГн – индуктивность сглаживающего дросселя;

 Вт – потери в меди  при номинальном выпрямленном  токе. 

Выбор шунтов.

Шунт в цепи якоря выбираем из условия, чтобы  его номинальный ток  был не меньше номинального тока электродвигателя, но по возможности близким к нему: . Номинальный ток двигателя А, т.о. выбираем шунт типа ШСМ на номинальный ток А и номинальное напряжение мВ.