Изучение методики расчета мощности двигателей электроприводов металлорежущих станков, методики расчета параметров регуляторов систем регулирования скорости и основных статических и динамических характеристик системы электропривода

Цель контрольной работы: Изучение методики расчета мощности двигателей электроприводов металлорежущих станков, методики расчета параметров регуляторов систем регулирования скорости и основных статических и динамических характеристик системы электропривода.

1 СОДЕРЖАНИЕ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

В работе необходимо выполнить следующее:

1. В соответствии с данными варианта задания рассчитать мощность и скорость электродвигателя металлорежущего станка и выбрать электродвигатель постоянного тока с параметрами, соответствующими расчетным;

2. Составить структурную схему системы регулирования скорости двигателя и рассчитать параметры всех входящих в нее передаточных функций;

3. Рассчитать скоростные характеристики и переходные процессы в электроприводе металлорежущего станка.

2 ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ РАБОТЫ

Все буквенные обозначения физических величин должны поясняться.

Все расчеты должны сопровождаться предварительной записью расчетной формулы в общем виде. Порядок подстановки численных значений расчетных величин в формулу должен соответствовать порядку их следования в ней.

Все графики строятся в абсолютных единицах физических величин с указанием масштабов по осям координат.

Пояснительная записка оформляется на листах бумаги формата А4. Титульный лист оформляется в соответствии с действующим стандартом.

3 УСЛОВИЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

По предпоследней цифре шифра зачетной книжки выбирается номер задания в соответствии  с приведенной ниже таблицей.

В каждом из пяти заданий предлагается по десять вариантов. Номер варианта задания должен соответствовать последней цифре шифра зачетной книжки.

Задание 1

Автоматическая система двухзонного регулирования скорости реверсивного электропривода главного движения карусельного станка

Данные вариантов приведены в таблице 1. Электроприводы таких станков рассмотрены в /1, 2, 3 /.

Методические указания

Мощность электродвигателя главного электропривода вычисляется по формуле, кВт:                                        

, где V_z - скорость резания в м/мин; F_z - сила резания, Н; η- КПД станка.

Заданный диапазон регулирования D₀ обеспечивается электрическим двухзонным регулированием D_эл = D_я . D_в и применением механической коробки скоростей, число ступеней которой следует рассчитать по формуле

, где k - ближайшее целое число.

Необходимо использовать электропривод по системе тиристорный преобразователь – двигатель постоянного тока с двухзонным регулированием скорости.

На основе проведенных расчетов выбирается электродвигатель постоянного тока и тиристорные преобразователи для питания якорной цепи двигателя и цепи обмотки возбуждения. Преобразователь в якорной цепи должен иметь возможность кратковременной (в течение 3 сек) работы с двухкратным номинальным током. Преобразователь в цепи обмотки возбуждения должен обеспечивать возможность приложения к обмотке возбуждения двухкратного номинального напряжения.

Наиболее целесообразно выбирать двигатель на номинальное ннапряжение якорной обмотки  440 В. В данном случае при питании электропривода от сети переменного тока напряжением 380 В можно использовать бестрансформаторный трехфазный мостовой выпрямитель в цепи якоря.

Номинальное напряжение обмотки возбуждения целесообразно иметь 220 В. При этом использование для питания обмотки возбуждения бестрансформаторного трехфазного мостового выпрямителя гарантировано обеспечит двухкратную форсировку по напряжению.

При использовании бестрансформаторных схем выпрямления преобразователь должен подключаться к сети через токоограничивающие реакторы. Требуемое значение индуктивности этого реактора приближенно находится из следующих соображений: при номинальном токе через реактор, соответствующем номинальному выпрямленному току на выходе выпрямителя, на индуктивном сопротивлении реактора должно падать примерно 5% от номинального действующего фазного напряжения питающей сети.

Реверс производится изменением знака тока якоря. В цепи обмотки якоря надо использовать реверсивный управляемый выпрямитель; в цепи обмотки возбуждения надо использовать нереверсивный управляемый выпрямитель. Целесообразно использование в якорной цепи реверсивного преобразователя с раздельным управлением вентильными комплектами, не содержащего уравнительных реакторов.

Общая индуктивность цепи тока якоря должна быть достаточной для ограничения амплитуды его пульсаций на уровне не более 5% от номинального тока якоря двигателя. При недостаточном значении суммарной индуктивности якоря двигателя и силовых цепей преобразователя потребуется включение в якорную цепь сглаживающего дросселя.

Так как индуктивность обмотки возбуждения двигателя достаточно велика, ток цепи возбуждения будет хорошо сглажен и использование сглаживающего дросселя в цепи обмотки возбуждения не нужно.