Анализ технологического процесса промышленной установки и формулирование требований к автоматизированному электроприводу
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
?мы электропривода
Нагрузочная диаграмма механизма представляет собой зависимость электромагнитного момента М от времени. Для её построения произведем раiет электромагнитного момента двигателя на каждом этапе работы, определим динамический момент и момент холостого хода. Из основного уравнения движения электропривода [6]:
,(3.10)
где - суммарный момент инерции:
,(3.11)
где d - коэффициент, учитывающий момент инерции редуктора, соединительной муфты, d = 0,1;
,
где - допустимое угловое ускорение двигателя:
,
.
Определим момент и время каждого участка работы привода:
. Пуск привода:
,
.
. Ускоренный подвод детали:
,
.
3. Торможение привода до скорости рабочей подачи:
,
.
. Прорезание заготовки:
,
.
. Торможение привода до скорости равной нулю:
,
.
. Разгон привода до скорости быстрых перемещений:
,
.
. Возврат суппорта в исходное положении со скоростью быстрых перемещений:
,
.
. Торможение привода до скорости равной нулю:
,
.
Т.о. по расiитанным временным интервалам и соответствующим им скоростям и моментам построим нагрузочную и скоростную диаграмму электропривода:
Рисунок 3.7 - Скоростная диаграмма электропривода
Рисунок 3.8 - Нагрузочная диаграмма электропривода
.6 Проверка выбранного электродвигателя по нагреву и перегрузочной способности
Упрощенная нагрузочная диаграмма электропривода используется для проверки двигателя по нагреву и перегрузочной способности. Электропривод работает в циклическом режиме с переменной нагрузкой. Для проверки двигателя по нагреву используем метод эквивалентного момента. Условием правильного выбора двигателя по нагреву будет [3]:
(3.12)
На станке после обработки одной детали производится обработка следующей и т.д. Время потребное на одну деталь не превышает 2 мин (с учетом смены детали). Поэтому заключаем, что двигатель работает в циклическом режиме. В циклическом режиме эквивалентный момент определяется только для рабочих участков:
,(3.13)
где Мi - момент на i-м интервале;
ti - продолжительность работы на i-м интервале;
n - число рабочих интервалов в цикле.
Т.о. , условие выбора двигателя по нагреву (3.12) выполняется правильно.
Проверим выбранный двигатель по перегрузочной способности. Перегрузочная способность двигателя определяется условием:
,(3.14)
,
где - максимальный момент нагрузочной диаграммы;
- максимальный допустимый момент с учётом возможного снижения напряжения сети на 10%;
- кратность максимального момента двигателя, .
Т.о. , условие выбора двигателя по перегрузочной способности (3.14)выполняется правильно.
Выбранный двигатель типа АД 4АА63А4У3 удовлетворяет условиям нагрева и перегрузки, поэтому делаем заключение, что электродвигатель выбран правильно.
4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
.1 Определение возможных вариантов и обоснование выбора вида преобразователя электрической энергии
В качестве устройства регулирования целесообразно выбрать преобразователь частоты.
При использовании частотного преобразователя пуск двигателя происходит плавно, без пусковых токов и ударов, что уменьшает нагрузку на двигатель и механику, увеличивает срок их службы.
Применение частотных преобразователей с обратной связью обеспечивает точное поддержание скорости вращения при переменной нагрузке, что во многих задачах позволяет значительно улучшить качество технологического процесса.
Для питающей сети преобразователь является чисто активной нагрузкой и потребляет ровно столько энергии, сколько требуется для выполнения механической работы (с учётом КПД преобразователя и двигателя).
Применение регулируемого частотного электропривода позволяет сберегать энергию путём устранения непроизводительных затрат энергии в дроссельных заслонках, механических муфтах и других регулирующих устройствах. При этом экономия прямо пропорциональна непроизводительным затратам и может достигать 80%.
Частотный преобразователь позволяет регулировать выходную частоту в пределах от 0 до 400 Гц. Разгон и торможение двигателя осуществляется плавно (по линейному закону), время разгона и торможения можно настраивать в пределах от 0.1 сек до 30 мин. Возможен плавный реверс двигателя. При разгоне происходит автоматическое увеличения момента для компенсации инерционной нагрузки. Момент при пуске достигает 150% от номинального.
Частотные преобразователи обеспечивают полную электронную защиту преобразователя и двигателя от перегрузок по току, перегрева, утечки на землю и обрыва линий передачи. Преобразователь позволяет отслеживать и отображать на цифровом пульте основные параметры системы - заданную скорость, выходную частоту, ток и напряжение двигателя, выходную мощность и момент, состояние дискретных входов, общее время работы преобразователя и т. д. В зависимости от характера нагрузки можно выбрать вольт-частотную характеристику или создать свою собственную. Современные преобразователи частоты поддерживают вольт-частотное скалярное регулирование, регулирова