Автоматизированный электропривод главного движения универсального фрезерного станка модели 6Н81
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
?ый принцип управления асинхронным двигателем. На вход регулятора скорости подается задающий сигнал с задатчика интенсивности и сигнал отрицательной обратной связи по скорости от тахогенератора. Регулятор скорости формирует на выходе сигнал задания частоты скольжения, который в качестве сигнала задания тока подается на координатный преобразователь. Координатный преобразователь формирует два сигнала управления на преобразователь частоты.
2.1.6 Электропривод с вентильным двигателем
Электроприводы фирмы Siemens с преобразователем частоты SIMOVERT MASTERDRIVES и встроенным модулем SIMODRIVE 611 U с синхронными двигателями применяются в качестве привода главного движения токарных, фрезерных, сверлильных и универсальных станков. Электропривод построен по системе транзисторный преобразователь частоты - синхронный двигатель (ТрПЧ-СД) с частотно-токовым управлением. Он обеспечивает высокое быстродействие и малые уровни шума и электромагнитных потерь в двигателе. В состав электропривода входят: бесколлекторный СД с возбуждением от постоянных магнитов в роторе с пристроенными тахогенератором и датчиком углового положения ротора (ДПР) (в состав двигателя дополнительно могут входить встроенный тормоз, терморезисторы и пристроенный оптронный датчик пути); блок регулирования; блок питания (питание ЭП может осуществляться через силовой трансформатор и без трансформатора); автоматический выключатель; токоограничивающие резисторы; контактор (магнитный пускатель).
Инвертор тока осуществляет питание двигателя и обеспечивает регулирование частоты напряжения на двигателе и ток в фазах обмотки статора в соответствии с требуемой скоростью и моментом двигателя. Инвертор тока вместе с датчиком положения выполняет роль коллектора (как в двигателе постоянного тока).
Система управления электроприводом - двухконтурная с пропорционально-интегральным регулятором скорости и безинерционным релейным регулятором тока. В приводе предусмотрены следующие электрические защиты: нулевая от снижения напряжений управления; максимально-токовая; защиты от перегрева двигателя; от прекращения вентиляции и обрыва возбуждения тахогенератора. Имеется блокировка от ползучей скорости двигателя. Защиты размещены в блоке защиты.
2.2 Формулирование требований к автоматизированному электроприводу и системе автоматизации
Требования к электроприводу механизма привода шпинделя обусловлен необходимостью получения его трех основных режимов (пуска, установившегося движения, торможения) и ряда вспомогательных и наладочных режимов, а также обеспечения надежной и бесперебойной работы шпиндельного механизма [5, 6].
Основные требования, предъявляемые к электроприводу, следующие:
обеспечение плавного пуска двигателя с ограниченным значением момента и ускорения e = 600 рад/с2 с целью: безударного выбора зазоров в зубчатых передачах в начальный период пуска;
регулирование скорости при постоянном моменте или при постоянной мощности;
обеспечение жесткой механической характеристики электропривода при ударном изменении момента нагрузки;
обеспечение заданного диапазона регулирования скорости ();
обеспечение заданного времени переходного процесса (tп/п=0,3).
Основные требования, предъявляемые к системе автоматизации следующие:
наличие блокировок и защит;
минимальные габариты и масса;
удобство монтажа, наладки и диагностики, а также ремонта;
соответствие требованиям техники безопасности;
обеспечение помехозащищенности и исключение радиопомех.
Основные виды защиты:
от токовых перегрузок;
от исчезновения напряжения в цепи управления и силовой цепи;
от неправильного чередования фаз;
от превышения скорости.
Основные виды блокировок:
от самопроизвольного пуска;
блокировка включения привода подачи при отключенном приводе главного движения.
2.3 Определение возможных вариантов и выбор рациональной системы электропривода
Система транзисторный преобразователь - двигатель постоянного тока независимого возбуждения (ТрП - ДПТ НВ) отличается весьма высоким быстродействием преобразователя. Постоянная времени Тп при полупроводниковом широтно-импульсном модуляторе не превосходит 0,005с. Соответственно возможности создания быстродействующих электроприводов при переходе к системе ТрП - ДПТ НВ существенно расширяются. Такие системы достаточно просты в управлении. Транзисторный преобразователь по сравнению с тиристорным преобразователем имеет преимущество, связанное с отсутствием режима прерывистых токов, который снижает качество регулирования скорости.
Система тиристоный преобразователь - ДПТ (ТП - ДПТ НВ) по сравнению с системой ТрП - ДПТ НВ имеет меньшее число ступеней преобразования энергии, возможность рекуперации энергии в сеть и как следствие больший КПД. Как правило, система ТП - ДПТ применяется для приводов большей мощности, чем система ТрП - ДТП.
Однако системы ТП и ТрП имеют общий недостаток, связанный с двигателем постоянного тока - это его дороговизна и необходимость проведения профилактических работ на щеточно-коллекторном узле.
Наиболее простым, дешевым и надежным электрическим двигателем является асинхронный короткозамкнутый двигатель, поэтому его использование в регулируемом электроприводе представляет собой интерес. Как было установлено, возможности регулирования, аналогичные возможностям изменения напряжения на якоре дв