Изучение методики расчета мощности двигателей электроприводов металлорежущих станков, методики расчета параметров регуляторов систем регулирования скорости и основных статических и динамических характеристик системы электропривода, страница 3

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 напряжение 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.

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 очень хорошо сглажен и использование сглаживающего дросселя в цепи обмотки возбуждения не нужно.

Для якорной цепи надо использовать реверсивный управляемый выпрямитель, для обмотки возбуждения - нереверсивный. Целесообразно использование реверсивного преобразователя с раздельным управлением вентильными комплектами, не содержащего уравнительных реакторов в цепи тока якоря двигателя.

Система двухзонного регулирования скорости двигателя постоянного тока выполняется по структуре подчиненного регулирования и содержит следующие контура: контур регулирования тока якоря; контур регулирования скорости; контур регулирования тока возбуждения; контур регулирования ЭДС двигателя.    

Расчет параметров трансформаторно-реакторного оборудования дан в /7, 12/, структурная схема системы двухзонного регулирования скорости и расчет параметров ее передаточных функций дан /13/. Техническая реализация систем двухзонного регулирования скорости рассмотрена в /14/.       

Графики переходных процессов рассчитываются с использованием программы структурного моделирования PSM. Необходимо рассчитать графики переходных процессов пуска при ступенчатом задании на скорость расчетного рабочего хода и скорость расчетного обратного хода, при наличии токоограничения и  при моментах нагрузки на валу двигателя, соответствующих расчетным в рассматриваемых режимах. Строятся зависимости от времени скорости двигателя, тока якоря и тока обмотки возбуждения.        

Задание 3

Автоматическая система регулирования скорости  электропривода подачи фрезерного станка

Данные для расчета приведены в таблице 3.

Методические указания

Расчет мощности двигателя проводится в соответствии с методикой, изложенной /2, 3 /.

Вначале определяется усилие рабочей подачи

, где k =1,2…1,5 – коэффициент запаса; составляющие усилий FX и FYпринимаются равными примерно 0,25FZ.

Момент на ходовом винте рассчитывается по формуле, Нм

, где α – угол наклона резьбы ходового винта, определяемый по формуле