Требования к современным станочным электроприводам. Выбор типов управляемого преобразователя, электродвигателя и способа управляющего воздействия на двигатель. Разработка схемы и элементов силовой цепи электропривода. Выбор защиты от аварийных режимов.
При низкой оригинальности работы "Разработка регулируемого электропривода механизма с заданным рабочим циклом", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
Поэтому от технико-экономических характеристик приводов подач будет напрямую зависеть качество производимой продукции. В последние годы в связи с расширением технологических возможностей станков и в первую очередь многооперационных (обрабатывающих центров), а также освоение нового твердосплавного и быстрорежущего инструмента обеспечили возможность проведения на одном станке различных технологических операций: фрезерования, сверления, растачивания и т. д. Это в свою очередь привело к усложнению электроприводов подач вследствие увеличения вращающего момента на валу двигателя, расширения диапазона рабочих подач и установочных перемещений, увеличения быстродействия привода, как при управляющем воздействии, так и при возмущении по нагрузке и т.д.Современный регулируемый электропривод содержит, как правило, статический (электронный) преобразователь электроэнергии (регулятор, коммутатор), с помощью которого обеспечивается экономичное и плавное регулирование параметров движения в широком диапазоне, формирование переходных процессов с заданным качеством, автоматизация процессов управления. Тип управляемого преобразователя, тип электродвигателя, а также способ управляющего воздействия на двигатель определяют в целом систему электропривода. В электроприводах постоянного тока в качестве управляемых преобразователей чаще всего применяют тиристорные преобразователи (система ТП-Д) и широтно-импульсные регуляторы (система ШИР-Д). Реверс электропривода постоянного тока, как правило, осуществляется по цепи якоря либо контакторным реверсором, либо применением реверсивного тиристорного преобразователя. Выбор системы электропривода возможен на основе сравнительного анализа технических данных, приведенных в таблице 1, и исходных данных на проектирование электропривода с учетом особенностей применения наиболее распространенных систем электропривода.В современных приводах существует тенденция упрощения передаточного устройства путем исключения промежуточных звеньев в виде редукторов или других механизмов. Для приводов подачи станков в качестве передаточного устройства обычно используют передачу винт-гайка качения. Преимуществами передач винт-гайка качения является: 1) возможность полного устранения зазора в резьбе и создания натяга, обеспечивающего высокую осевую жесткость, 2) низкие потери на трение; к. п. д. этих передач достигает 0.95, 3) почти полная независимость силы трения от скорости и очень малое трение покоя, что обеспечивает равномерность движения. Для упрощения передаточного устройства выберем шаг резьбы винта так, чтобы дополнительного редуктора не требовалось, для этого сопоставим номинальную скорость двигателя максимальной скорости рабочего органа: КПД муфт принимаю равным 0,98. Момент приведенный к валу двигателя по: Статический момент на валу двигателя: Момент трения складывается из: Коэффициент трения в направляющих качения с танкетками примем поВыбор электродвигателя производится из условий эксплуатации, требований, предъявленных к системе. Однако, специальные требования (ограничивающие динамику привода), малый диапазон изменения статической нагрузки (»4) и проведенный расчет показали, что в данном приводе наиболее целесообразно применить общепромышленный двигатель, например серии 2П. Т. к. в данном электроприводе статический момент сопротивления на валу двигателя изменяется в достаточно широких пределах, произведем выбор двигателя по эквивалентному моменту (для двигателей серии 2ПБ): Н? м. 390] выбираем общепромышленный двигатель 2ПБ132LГУХЛ4 со следующими параметрами: КВТ. (это позволяет осуществлять питание якоря двигателя и его обмотки возбуждения от одного трансформатора) и Ом.194] : КВ?А В связи с отсутствием маломощных трансформаторов в этой серии выбираем по табл. Полное сопротивление фазы трансформатора, приведенное ко вторичной обмотке [, стр. Выпрямительные диоды выберем с коэффициентом запаса для наиболее нагруженных участков цикла [, стр.38] по обратному напряжению В. и среднему прямому току Выберем с коэффициентом запаса для наиболее нагруженных участков цикла по обратному напряжению В. и среднему прямому току - HGTP20N35G3VL фирмы Intersil Corp. Максимально-токовую защиту (защиту от КЗ) осуществим автоматическими выключателями с максимально-токовыми расцепителями, соответственно для всей схемы (SF1-автомат АК63-3МГ на ток 50 А и напряжение 500 В.) и для двигателя (SF2 - автомат АК63-1МГ на ток 50 А.Параметры рабочих режимов сведены в табл. 77] : Скорость холостого хода: Результаты расчета механических характеристик сведены в табл. 6., статические механические характеристики приведены на рис.3 и рис.4.Из условия ограничения ускорения при пуске значением в 0,4 м/с2 имеем: Н?м Из условия ограничения ускорения при торможении значением в 0,4 м/с2, имеем: Н?м Для упрощения, построим переходные процессы не учитывая электромагнитную инерцию. Далее проведем расчет переходных процессов по участкам. Результаты расчетов и моделирования представлены на рис.Соблюдение установленных ограничений по допустимой тем
План
Содержание
Введение
1. Выбор системы электропривода
2. Выбор передаточного устройства
3. Предварительный выбор электродвигателя
4. Разработка схемы и выбор элементов силовой цепи электропривода. Выбор защиты от аварийных режимов
Электропривод подачи является неотъемлемым звеном современных металлообрабатывающих станков. Поэтому от технико-экономических характеристик приводов подач будет напрямую зависеть качество производимой продукции.
В последние годы в связи с расширением технологических возможностей станков и в первую очередь многооперационных (обрабатывающих центров), а также освоение нового твердосплавного и быстрорежущего инструмента обеспечили возможность проведения на одном станке различных технологических операций: фрезерования, сверления, растачивания и т. д.
Это в свою очередь привело к усложнению электроприводов подач вследствие увеличения вращающего момента на валу двигателя, расширения диапазона рабочих подач и установочных перемещений, увеличения быстродействия привода, как при управляющем воздействии, так и при возмущении по нагрузке и т.д.
В этих условиях существенно начала меняться конструкция станков вследствие сокращения механической части приводов подач. В ряде случаев стала возможной установка высокомоментных двигателей, имеющих меньшие габаритные размеры по сравнению с обычными ДПТ с электромагнитным возбуждением, непосредственно на ходовой винт. Исключение коробки передач привело не только к сокращению механической части электропривода, но также к повышению КПД и снижению момента инерции электромеханического привода, а значит и повышения быстродействия.
Таким образом, основные требования, предъявляемые к современным станочным электроприводам, следующие: минимальные габариты электродвигателей при высоком вращающем моменте; высокая максимальная скорость; значительная перегрузочная способность привода в режимах кратковременной и повторно-кратковременной нагрузки; широкий диапазон регулирования; высокое быстродействие при переходных процессах и т.д.
Как видно из перечисленных, а также многих других требований, совмещение всех их в одном устройстве принципиально невозможно. Поэтому при проектировании и применении станочных электроприводов в каждом конкретном случае удовлетворение одним требованиям достигается в ущерб другим.
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
