Электропривод передвижения стола продольно-строгального станка

– взаимные индуктивности, если они  сонаправлены то они max, а если перпендикулярны, то равны нулю.  

    В этих уравнениях, частота изменения  переменных определяется скоростью  перемещения векторов относительно неподвижной системы координат. В некотором установившемся режиме частоты изменения всех переменных для статора и ротора будут  одинаковы и равны частоте  приложенного к обмотке статора  напряжения.

    Рассмотрим  теперь другое преобразование, связанное  с представлением переменных статора  во вращающейся координатной системе  ротора – d, q.

Рис.31. Система координат ротора.

 

Рис.32 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

8. РАСЧЕТ  ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ  ЭЛЕКТРОПРИВОДА.

 

     Энергетические  показатели характеризуются полезной механической энергией – работой, выполняемой  рабочим органом производственного  механизма, потерями энергии во всех звеньях электропривода и суммарной  электрической энергией, потребляемой электроприводом из электрической  сети за один цикл. По этим показателям  определяется средневзвешенный КПД  электропривода.

     Полезную  механическую энергию, затрачиваемую  в рабочем органе механизма,

,

(Дж).

     Расчет  потерь в электроприводе с учетом переходных процессов проведем методом  структурного моделирования.

Определим механическую энергию, вырабатываемую на валу приводного двигателя по формуле:

.

_{График  полученной энергии  представлен на рис. 33:}

Рис. 33. Зависимость механической энергией, вырабатываемой на валу приводного двигателя, от времени

По рис. 33 видно, что (Дж).

Потери  в механической части электропривода за 1 цикл можно определить как разность между суммарной механической энергией, вырабатываемой на валу приводного двигателя, и полезной механической энергией рабочего органа механизма:

,

(Дж).

Определим электрическую энергию генератора по формуле:

.

_{График  полученной энергии представлен на рис. 34:}

Рис. 34. Зависимость электрической энергии генератора от времени

По рис. 34 видно, что (Дж).

Потери  энергии генератора определим по формуле:

.

_{График  полученной энергии представлен на рис. 35:}

Рис. 35. Зависимость потерь  генератора от времени

По рис. 35 видно, что (Дж).

Потери  энергии в приводном двигателе  определим как разность между  электрической энергией, потребляемой приводным двигателем от генератора, и механической энергией, вырабатываемой двигателем на своем валу:

,

(Втс).

Суммарные потери энергии в генераторе при  преобразовании механической энергии  в электрическую можно определить в виде суммы постоянной и переменной составляющих потерь энергии по формуле:

,

(Втс).

Суммарную механическую энергию, поступающую  на вал генератора от гонного асинхронного электродвигателя, можно определить в виде суммы электрической энергии, потребляемой приводным двигателем от генератора, и потерь энергии в генераторе:

,

(Втс).

Суммарные потери энергии  в гонном асинхронном двигателе можно определить в виде суммы постоянной и переменной составляющих потерь энергии:

(Дж).

Суммарная электрическая энергия, потребляемая гонным асинхронным двигателем из сети переменного тока определяется путем  суммирования механической энергии  на валу двигателя  и потерь энергии в нем:

,

Средневзвешенный  КПД можно определить по формуле:

;

Проверка  мощности электродвигателя методом  средних потерь.

Метод заключается в определении средних  потерь мощности за цикл работы двигателя с последующим сопоставлением их с номинальными потерями мощности . Необходимо выполнение условия: .

определяется по формуле:

,

 где , .

На основании  этого получаем:

,

(Вт).

, (Вт).

Условие выполняется, следовательно, мощность двигателя выбрана, верно. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

9. СОСТАВЛЕНИЕ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ  СХЕМЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА.

 

Принципиальная  электрическая схема управления ЭП состоит из силовой части (рис.36) и схемы управления (рис.37). 

Рис.36 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рис.37 
 
 
 
 

     Выбор элементов силовой схемы:

     Асинхронный двигатель подключается к сети трехфазного  переменного тока через автоматический выключатель QF1.

     Расцепители позволяют выполнить все виды защиты – от коротких замыканий, перегрузки, снижения напряжения и т.д. (KV_1, КА1, КМ).

     Ток срабатывания токовой отсечки выбирается по условию: для электромагнитного реле РТ-40. При коротких замыканиях на выводах электродвигателя отсечка должна иметь чувствительность .

     Защита  максимальным реле тока выполняется  в виде токовой отсечки. Для этого  обычно используют электромагнитные первичные  реле косвенного действия РЭВ – 200 или  РЭВ – 570 – (КА1).

     Защита  от перегрузки, выполнена с помощью  тепловых расцепителей или электротепловых  реле (КК1, КК2).

     Реле  не должно срабатывать в нормальном режиме работы электродвигателя, т.е. .

Принципиальная  схема обеспечивает:

1. Подключение гонного двигателя к сети переменного тока с помощью автоматического выключателя и магнитного пускателя.
2. Реверсивное подключение обмотки возбуждения генератора и схему нереверсивного подключения цепи обмотки возбуждения двигателя к источнику постоянного тока с релейно-контакторным управлением. Питание самих обмоток возбуждения производится от сети переменного тока через реверсивный и нереверсивный тиристорный преобразователь соответственно.
3. Подключение якорной цепи двигателя к генератору с помощью силовых контакторов с кнопочным управлением (SB3 и SB4).

 Схемой  предусмотрены следующие виды  защит:

1. Защита от обрыва поля силовой цепи «Г-Д» обеспечивает реле тока  КА1, размыкая свой контакт в цепи управления и обесточивая якорь ДПТ.
2. Защита от коротких замыканий в цепи АД обеспечивается предохранителями  FU1: FU3, которые при протекании через них токов которого замыкания сгорают и отключают M1 от сети.
3. Защита от обрыва цепи обмотки возбуждения ДПТ, обеспечивается токовым реле КА2.
4. Ограничение хода стола обеспечивается защитными выключателями  SQ1 («вперед»); SQ2 («назад»).
5. Защита от аварийных режимов обеспечивается реле КVД, которое размыкает свой контакт; при каком-либо аварийном режиме и размыкании цепи питания схемы управления подключается реле КМД замыкая свой контакт КМД в силовой цепи «Г-Д», двигатель переходит в режим динамического торможения.

 

Описание  схемы:

    1 Подготовка  схемы к работе.

    Включается  выключатель SA1, тем самым подается питание на силовую схему гонного асинхронного двигателя M1 и его схему управления от сети трехфазного напряжения 380 В.

    Включается  автоматический выключатель QF2, который подает напряжение 220 В постоянного тока в схему управления системой Г – Д. При этом сразу включается контактор КМ8А, который своими контактами замыкает цепь питания напряжения +10 В в систему управления тиристорными возбудителями ТВТ и ТВД. Одновременно через замкнутые размыкающиеся контакты контакторов КМ11 и КМ10 включается контактор КМ8. Замкнувшийся контакт КМ8 подключает напряжение управления с потенциометра   к схеме ТВД .

    Это напряжение управления обеспечивает номинальный  ток в обмотке возбуждения  двигателя М2.

    Таким образом система Г- Д подготовлена к включению в работу.

    2 Далее  осуществляется запуск гонного  асинхронного двигателя.

    При наличии в предохранителях FU1÷FU3 плавких вставок и нахождение тепловых реле КК1 и КК2 в нормальном состоянии. Нажимают кнопку SB2 «Пуск». Включается контактор (магнитный пускатель) КМ1. Контактор КМ1 замыкает свои контакты в силовой цепи обмоток статора двигателя М1 и тем самым подключает их к сети  . Осуществляется прямой пуск асинхронного двигателя. Двигатель М1 разгоняется до скорости холостого хода и приводит во вращение генератор G.

    3 Включение  силовой цепи системы Г –  Д осуществляется нажатием кнопки  SB4, с помощью которой включается (при нулевом положении рукоятки командо-контроллера) защитно-блокировочное реле KV1. Включившись, реле KV1 шунтирует нулевой контакт командо-контроллера SA-O и контакты кнопки SB4, тем самым подает напряжение питания   постоянного тока 220 В в схему управления.

    Одновременно  с реле KV1 включается и линейный контактор КМ2, который своими контактами замыкает силовую якорную цепь системы Г – Д.

    4 Работа  схемы управления системой Г  – Д.

    Схема управления предусматривает как  ручное, так и автоматическое управление.

    Выбор вида управления осуществляется посредством 2х полюсного переключателя SAP:

    Ручное  управление осуществляется при постановке переключателя SAP в положение P, автоматическое управление – при постановке переключателя SAP в положение A.

    4.1 Работа схемы при ручном управлении

    Ручное  управление осуществляется оператором с помощью реверсивного командо-контроллера. Оно применяется при наладке, проверке работоспособности схемы, а также для управления электроприводом  в случае обнаружения каких-либо неполадок системы автоматического  управления.

    Рассмотрим  вначале работу схемы при ручном управлении.

    При постановке рукоятки командо-контроллера  в 1е положение «Вперед» замыкается контакт SA1. Он включает реверсивный контактор КМ3, который подает на потенциометр напряжение 10 В прямой полярности. При этой полярности в обмотке возбуждения создается ток возмущения, а соответственно магнитный поток и ЭДС генератора прямой полярности. В этом случае стол станка совершает прямой ход «Вперед».