Автоматизированный электропривод главного движения универсального фрезерного станка модели 6Н81
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
квивалентного момента , значит условие правильности соблюдено.
Проверим выбранный двигатель по перегрузочной способности:
.
где Мmax - максимальный электромагнитный момент за цикл работы;
Мдоп - допустимый максимальный момент двигателя с учетом возможного снижения напряжения сети на 10%.
Из представленных расчетов делаем заключение, что электродвигатель выбран правильно.
4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИЛОВОЙ СХЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА И ВЫБОР КОМПЛЕКТНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
.1 Определение возможных вариантов и обоснование выбора типа комплектного преобразователя
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, регулирование потокосцеплением и векторное регулирование.
Для выбора комплектного преобразователя определим предельные значения его параметров. Такими параметрами являются:
максимальное значение выходного напряжения: UMAX, В
максимальное значение эквивалентного нагреву тока: IЭ.MAX, А;
максимальное значение тока кратковременной нагрузки: IMAX, А;
число фаз;
максимальное значение выходное частоты: fМАХ, Гц.
Для выбранного двигателя номинальное напряжение составляет 380В, следовательно, UMAX 380В.
Максимальное значение нагреву тока определяем по формуле:
,(4.1)
где: - значение тока ротора АД;
- отклонение скорости двигателя от скорости идеального холостого хода при Мд = Мсмах, рад/с;
Мсмах - максимальное значение статического момента, Нм;
b - модуль статической жесткости частотных характеристик:
;- ток идеального холостого хода, определим по формуле:
.
.
.
.
Максимальное значение тока Imax кратковременной нагрузки преобразователя рассчитываем для максимального значения момента двигателя.
Число фаз выходного напряжения преобразователя - 3.
Максимальное значение выходной частоты при однозонном регулировании скорости электропривода - 50 Гц.
Условия выбора преобразователя частоты по току и напряжению имеют следующий вид:
;
.
где Iнпч - номинальное значение выходного тока преобразователя частоты, А;вх.пч - входное напряжение преобразователя частоты.
В соответствии с рассчитанными параметрами выбираем преобразователь частоты серии MICROMASTER Vector фирмы Siemens, который рассчитан на работу с АД мощностью 0,12-7,5 кВт, типа MMV400/3 (номинальная мощность двигателя 4кВт). Преобразователь применяются для изменения и регулирования скорости вращения низковольтных двигателей переменного тока для процессов с высокой динамикой и повышенными требованиями к стартовому моменту и перегрузке. Система управления может быть дополнительно оснащена функцией автоматической настройки на параметры используемого двигателя и функцией коррекции параметров двигателя при нагреве [14].
Основные параметры преобразователя:
входное напряжение - 400-500 В 10%;
номинальный ток - 9,2 А;
допустимая перегрузка по току в течение 60 сек - 150 %;
входная частота - 47-63 Гц;
КПД преобразователя - 97 %;
коэффициент мощности не менее - 0,7;
способ торможения - генераторное, динамическое;
виды защит - низкое напряжение, перенапряжение, перегрузка по току, перегрев двигателя и др.;
масса преобразователя - 4,8 кг.
4.2 Расчет параметров и выбор элементов силовой цепи
Произведем выбор фильтров подавления радиочастотных помех для преобр