Металлорежущие станки. Краткое описание рабочего механизма. Универсальный горизонтально-расточной станок. Расчет параметров электропривода

Таким образом выбираем [4] автоматический выключатель  А3725Б. Параметры данного автомата приведены в табл. 2.6.

Таблица 2.6.

Данные выбранного автоматического выключателя

3. РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОПРИВОДА

Рассчитаем параметры электродвигателя:

Ток якоря:       А.

Нормированное значение температуры окружающей среды:

t₀⁰ = 40° С.

Допустимое превышение температуры окружающей среды для двигателей серии 2П:      

τ = 125° С.

Температура частей двигателя:

t_Р = τ + t₀⁰ = 125 + 40 = 165° С.

Сопротивление якоря с учётом изменения температуры:

R_яt = (R_ЯД + R_ДП) ·(1 + α · Δt) =

= (1,28 + 1 ) · (1 + 0,004 · (165 - 15)) = 3,6 Ом, где α = 0,004 – температурный коэффициент.

Номинальный магнитный поток двигателя:

;

где                             .

Номинальный электромагнитный момент двигателя:

.

Минимальный магнитный поток двигателя:

;

где                             .

Электромагнитный момент двигателя на максимальной скорости:

.

Индуктивность якорной обмотки:

, где   - для компенсированных машин;

 - число пар полюсов ЭД.

Рассчитаем параметры силового трансформатора:

Активное сопротивление обмотки трансформатора:

Ом, где  - число фаз трансформатора.

Полное сопротивление обмотки трансформатора:

Ом.

Индуктивное сопротивление обмотки трансформатора:

 Ом.

Индуктивность обмотки при частоте напряжения сети:

.

Коммутационное сопротивление:

, где  - для мостовой схемы преобразователя.

Суммарные сопротивление и индуктивность якорной цепи:

Ом;

 мГн.

Ток возбуждения:                 

Определим некоторые параметры электропривода:

Момент инерции системы: максимальный:  ;

минимальный:  ;

где J_max и J_min – максимальный и минимальный, соответственно, приведенные моменты инерции план-суппорта и вращающихся масс.

Электромагнитная постоянная времени:

.

Электромеханическая постоянная времени:

-  в первой зоне регулирования скорости:

максимальная: , минимальная:

-  во второй зоне регулирования скорости:

максимальная: , минимальная:

Рассчитаем постоянные времени, коэффициенты передачи обратных связей и узлов, входящих в схему контуров регулирования.

Постоянная времени преобразователя якорной цепи:

где р = 6 – пульсность трехфазной мостовой схемы выпрямления.

Коэффициент передачи преобразователя якорного канала:

, где  –   ЭДС холостого хода:

U_у = 10 В – напряжение управления;

k_Сх – схемный коэффициент трёхфазной мостовой схемы.

Коэффициент обратной связи по току якоря:

где U_ЗТН  = 5В – напряжение задания тока

Коэффициент обратной связи по скорости:

, где U_ЗС= 5В – напряжение задания скорости;

ω_н = 167,47 рад/с – номинальная скорость двигателя.

Коэффициент передачи преобразователя канала возбуждения:

, где                        

k_СхВ – схемный коэффициент однофазной мостовой схемы.

Постоянная времени для ТПВ:

 мс, где р = 2 – пульсность однофазной мостовой схемы выпрямления.

Коэффициент обратной связи тока возбуждения:

Коэффициент обратной связи по ЭДС:

Коэффициенты влияния сетевого напряжения определяются видом силовой схемы соответствующего преобразователя и имеют значение, обратное схемному коэффициенту:

- по каналу якоря:

- по каналу возбуждения:

4. СОСТАВЛЕНИЕ СХЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ СТАНКОМ

Рис. 2. Принципиальная схема управления электроприводом шпинделя горизонтально-расточного станка

Принципиальная схема управления электроприводом шпинделя горизонтально-расточного станка состоит из автоматического выключателя QF3, понижающего трансформатора TR2, двух диодных мостов на диодах VD1÷VD8,  реле постоянного тока, фильтра С1, схемы стабилизации напряжения на резисторе R1 и стабилитроне VD9, кнопок управления SB1, SB2 и SB3, потенциометра RP1; схемы на транзисторах VT1 и VT2, диодах VD10, VD11 и резисторах R2 и R3, подключенной по схеме ключа.

Для управления вращением шпинделя станка достаточно подать напряжение U_ЗС = ±10 В на вход задатчика интенсивности выбранного электропривода   ЭПУ1-2-3447ДУХЛ4 (конт.28В вилки Х1). При подаче плюс 10 В двигатель (соответственно и шпиндель станка) вращается вперёд, а при подаче минус 10 В – назад. Регулирование скорости в первой зоне происходит подачей на вход ЗИ напряжения  ±5 В, а во второй зоне – подачей ±10 В. Если быть точнее, то регулирование скорости двигателя от заданных 43,75 до 1400 об/мин производится напряжением от 0,137 до 4,375 В. Максимальная же скорость 3500 об/мин достигается напряжение задания 10,94 В. Регулировка этого напряжения производиться потенциометром RP1. Знак напряжения задания определяют контакты реле К1 и К2. Когда срабатывает реле К1 на задатчик интенсивности ЭПУ подаётся плюс U_ЗС, а при срабатывании К2 – минус U_ЗС. Таким образом, в первом случае шпиндель вращается вперёд, а во втором – назад. Вращение двигателя вперёд осуществляется нажатием кнопки SB2, а назад – SB3.

Проследим как происходит разгон двигателя вперёд. Нажатием кнопки SB2 происходит подача напряжения на катушку реле К1, контакты К1.1 и К1.2 которого замыкаются, подавая тем самым на вход ЗИ положительное напряжение задания. Реле К1 и К2 не должны включится одновременно. С целью предотвращения этого аварийного режима предусмотрены размыкающиеся контакты К2.4 в цепи реле К1, а К1.4 в цепи реле КМ2. Также частично это осуществляют кнопки SB2 и SB3. В принципе, этот аварийный режим не так уж и страшен, так как ток будет ограничиваться резистором R1. Так что можно было бы обойтись и без этих блокировок.

Запуск двигателя назад осуществляется аналогично. На вход ЗИ подаётся отрицательное напряжение задания.

Торможение двигателя – рекуперативное. То есть для того, чтобы осуществить торможение, нужно отключить выпрямительную группу тиристоров и подключить инверторную. Когда скорость двигателя будет равнять нулю, то отключить и инверторную группу, чтобы двигатель не стал вращаться в противоположную сторону.

Данной схемой управления это осуществляется следующим образом. Например, двигатель вращается вперёд и мы хотим его затормозить. Для этого мы нажимаем кнопку SB1, при этом обесточивается та цепь, по которой питается катушка К1 и положительное напряжение снимается со входа ЗИ.

Теперь мне нужно, чтобы были два сигнала, которые фиксируют направление