Электропривод передвижения стола продольно-строгального станка

 

       Рассчитаем  по  требуемому  передаточному  числу  редуктора  для  каждого   двигателя  суммарный  момент  инерции  привода,  приведенный  к  валу  двигателя.  Результаты  расчета  приведены  в  таблице 4. 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Таблица 4

 

       Выбираем  двигатель  2ПФ250LУХЛ4  и редуктор  ЦД2 – 115М.

       Проверим двигатель на перегрузочную способность

      

       Проверим двигатель по нагреву

.

       Рассчитаем загруженность двигателя

.

       Условия  по  нагреву  и  перегрузочной  способности  выполняются,  загруженность двигателя 2ПФ250LУХЛ4 составляет 95%, что удовлетворяет условиям.

       Технические данные двигателя 2ПФ250LУХЛ4, исполнение IM1001.

Р_н = 37 кВт;   U_н = 220 В;   n_н = 750 об/мин;    n_max = 2000 об/мин;   h = 83,2 %;

R_я = 0,051 Ом;   R_дп = 0,031 Ом;  R_ов = 33,4 Ом;    m_дв = 607 кг;    J_дв = 1,2 кг×м²;

I_ндв=202 А.  

5.   Выбор  генератора  и  гонного  двигателя.

       Электромеханический преобразователь мощности в системе Г-Д работает в продолжительном режиме независимо от режима работы приводного двигателя (он не отключается на время пауз в работе последнего).

     В связи с этим номинальная мощность генератора и его гонного асинхронного электродвигателя выбирается по номинальной (габаритной) мощности продолжительного режима (ПВ_ст%=100%) приводного двигателя:

     

,

     

.

       Определим мощность генератора:

     

       Ближайшей стандартной мощностью генератора является мощность 55 кВт.

       В выполняемой курсовой работе для использования в системе Г-Д рекомендуется выбирать генераторы постоянного тока серии 2П с независимым возбуждением на номинальные напряжения 115, 230, 460 В и номинальные частоты вращения 1000, 1500, 3000 об/мин [1].

       Выбор номинального напряжения генератора определяется величиной номинального напряжения ранее выбранного приводного двигателя, которое равно 220 В. Поэтому генератор выбираем на напряжение 230 В.

       Мощности 55 кВт и напряжению 230 В соответствует единственный генератор [1] 2ПН250МУХЛ4 со следующими параметрами:

Р_нг=55 кВт; U_нг =230 В; n_нг=1500 об/мин; h_нг=0,873; J_г=1,05 кг·м²; А; m_г=510 кг.

       Допишем недостающие данные для выбранного генератора. Из [1] генератору 2ПН250МУХЛ4 (n_нг=1500 об/мин) соответствует генератор П-91 со следующими параметрами [3]:

 В; А; кВт; об/мин; 2а=2;   W_овг=830;   R_яг20=0,0359 Ом;   R_дпг20=0,0155;   R_овг=26,75 Ом; W_дпг=23;   .

       Выбранное номинальное значение мощности генератора проверяем на допустимую перегрузочную способность по току якоря генератора:

     

где λ_г, λ_факт – перегрузочные способности по току якоря генератора, фактическая по току якоря приводного двигателя; I_ндв – номинальный ток якоря приводного двигателя, А.

I_махг=l_г·I_нг=2×239=478 А;

I_{мах.факт.дв.}=l_факт×I_ндв=1,95×202=393,9 А.

       Так как I_махг=l_г×I_нг=478 А > I_{мах.факт.дв.}=l_факт×I_ндв=393,9 A, то выбранный генератор проходит на перегрузочную способность.

       Величина номинального тока якоря генератора I_нг должна удовлетворять условию

     

,

     

.

       Это условие выполняется, следовательно, оставляем генератор 2ПН250МУХЛ4.

       Определим мощность генератора:

     

.

       Ближайшей стандартной мощностью является мощность 55 кВт.

       В качестве гонных электродвигателей генераторов рекомендуется выбирать асинхронные 3-х фазные электродвигатели с короткозамкнутым ротором серии 4А [1].

       Номинальная частота вращения асинхронного электродвигателя должна соответствовать номинальной частоте вращения генератора.

       Поскольку в справочниках на двигатели серии 4А даны не номинальные частоты, а синхронные частоты вращения, то согласование частот вращения генераторов и асинхронных двигателей определяют по равенству номинальных частот вращения генераторов 1000, 1500 и 3000 об/мин и таких же по величине синхронных частот вращения асинхронных двигателей.

       Номинальной мощности 55 кВт и синхронной скорости 1500 об/мин соответствует единственный асинхронный двигатель [1] 4А225М4У3 со следующими параметрами:

Р_нА=55 кВт; h_нА=0,925; m_г=470 кг; ; ; ; ; ; ; .

       Выбранное номинальное значение мощности гонного асинхронного электродвигателя проверяем на допустимую перегрузочную способность по моменту асинхронного двигателя:

     

.

где M_нА, M_гmax – номинальный электромагнитный момент асинхронного электродвигателя, максимальное значение электромагнитного момента генератора, Н·м; Ф_нг – номинальный магнитный поток генератора, Вб; λ_г, λ_А – перегрузочные способности по току якоря генератора, по моменту асинхронного двигателя.

тогда

       Поскольку требуемые для определения величины M_гmax значение номинального магнитного потока Ф_гн и обмоточные данные в справочной литературе по машинам постоянного тока серии 2П [1] отсутствуют, величину «k_г·Ф_гн» можно определить, используя номинальное значение ЭДС вращения E_нг генератора:

     

,

где U_нг, ω_нг – номинальные значения напряжения, В и угловой скорости вращения генератора, 1/с; – суммарное омическое сопротивление внутренней якорной цепи генератора, Ом; R_яг, R_дп – омическое сопротивление собственно обмотки якоря, добавочных полюсов, Ом.

       Пересчитаем активное сопротивление якорной цепи генератора для нагретого состояния по формуле

,

где a=0,004 – температурный коэффициент сопротивления меди; DТ=t_нагр.г-t_о, ^оС; t_нагр.г – температура нагрева изоляции (для генераторов серии ПН t_нагр.г=130 ^оС).

       
Тогда

       Так как Н·м > Н·м, то оставляем выбранный асинхронный электродвигатель 4А225М4У3. 

       Технические  данные  выбранного  двигателя, генератора  и  гонного   асинхронного двигателя:

       Двигателя постоянного тока серии 2ПФ250LУХЛ4 (П-92):

Р_н = 37 кВт;   U_н = 220 В;   n_н = 750 об/мин;    n_max = 2000 об/мин;    h = 83,2 %;

R_я = 0,051 Ом;   R_дп = 0,031 Ом;  R_ов = 33,4 Ом;    m_дв = 607 кг;    J_дв = 1,2 кг×м²;

I_ндв=202 А, W_овдв=1000.

       Кривая намагничивания строится  по таблице 5.

 

       Генератор постоянного тока серии 2ПН250МУХЛ4 (П-91У4):

Р_нг=55 кВт, U_нг=230 В, n_нг=1500 об/мин, w_нг = 157,1 с^-1, I_нг=239 А, h_нг=0,873, 2а=2,   W_овг=830,   R_яг15=0,0359 Ом,   R_дпг15=0,0155,   W_дпг=23,   R_овг=26,75 Ом,

m = 510кг.