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