266,43 Kb.НазваниеМетодические указания к выполнению контрольной работы по дисциплине «Металлорежущие станки»страница2/3Дата конвертации10.10.2012Размер266,43 Kb.Тип 2 ПРИВОДЫ ГЛАВНОГО ДВИЖЕНИЯ С БЕССТУПЕНЧАТЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ Применение приводов с бесступенчатым регулированием позволяет повысить производительность станков благодаря точной настройке оптимальной скорости резания и ее регулированию в процессе выполнения цикла обработки. Для бесступенчатого регулирования скорости в основном применяют приводы с двигателем постоянного тока и тиристорным управлением в последнее время активно развивается направление, связанное с использованием двигателей переменного тока с частотным управлением. ПРИВОДЫ С ДВИГАТЕЛЯМИ ПОСТОЯННОГО ТОКА Частота вращения двигателя постоянного тока регулируется в двух областях. От минимальной частоты вращения до номинальной регулирование осуществляется изменением напряжения в цепи якоря, при этом на валу двигателя поддерживается постоянный крутящий момент. Выше регулирование частоты вращения производится изменением поля возбуждения, и мощность двигателя остается постоянной. Диапазон регулирования при постоянной мощности Rp бесступенчатых приводов постоянного тока составляет 2,5 4. Если этого достаточно для станка, регулируемый электродвигатель постоянного тока с максимальной частотой вращения 4000 6000 об/мин соединяют непосредственно со шпинделем станка. Для обеспечения более широкого диапазона регулирования (для современных станков 50 250), между электродвигателем и шпинделем устанавливают двух-, трех- или четырехступенчатую коробку скоростей, а между приводом и коробкой или между коробкой и шпинделем помещают ременную передачу с передаточным отношением i = 0,5 2. Рис. 10 Механическая характеристика регулируемого привода с двигателем постоянного тока. Общий вид механической характеристики двигателя постоянного тока при использовании двухдиапазонного регулирования приведен на рис. 10. Для серийно выпускаемых двигателей постоянного тока, применяемых в приводах металлорежущих станков на рис. 10 приведены значения предельных частот вращения nдв (максимальной и минимальной), ширина диапазона регулирования (общая Rn дв и второй зоны регулирования ). Ограничение по максимальной частоте вращения двигателя связано с возрастанием на высоких скоростях механических потерь в двигателе. Потери увеличиваются из-за трения, дисбаланса вращающихся частей. Также на высоких скоростях имеются трудности с коммутированием якорного тока в коллектроном узле двигателя. Ограничение по минимальной частоте вращения связано с особенностями датчика обратной связи (тахогенератора), применяемого в автоматически регулируемых приводах: при малых частотах вращения э.д.с. генератора оказывается ниже пределов чувствительности приборов в системе автоматического регулирования скорости (либо имеет значения сравнимые с уровнем помех). При выборе двигателя следует ориентироваться на такие паспортные данные как номинальная частота вращения (или максимальная частота вращения). Тогда другая граница диапазона регулирования частоты вращения определится по формулам: - при известной номинальной частоте вращения: - при известной максимальной частоте вращения: При разработке привода, в составе которого предусмотрена механическая коробка скоростей диапазон регулирования Rмех определяется по формуле: где Rn общий диапазон регулирования частоты вращения; Rэл диапазон регулирования электродвигателя; - максимальный диапазон регулирования групповой передачи коробки скоростей (не более 8 [24]); z количество групп в коробке скоростей: В Рис. 11. Структурная сетка привода с 4-х ступенчатой коробкой и регулируемым двигателем постоянного тока. ыбор количества передач в группах следует осуществлять таким образом, чтобы в пределах всего диапазона регулирования достигалась непрерывность задания скорости, допускается незначительные (5 7%) перекрытия диапазонов. Наиболее распростра-нены в качестве блоков управления тиристорные преобразователи, реализу-ющие различные законы управления, такие как фазо-вое или импульсное (широт-но-импульсное, частотно импульсное) управление [23]. Рис. 12. Пример реализации бесступенчатого привода с управляемым двигателем постоянного тока и 4-х ступенчатой коробкой скоростей.ПРИВОДЫ С АСИНХРОННЫМИ РЕГУЛИРУЕМЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ Использование асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором в приводах металлорежущих станков со ступенчатой механической трансмиссией требует проектирования коробок передач с большим числом ступеней, имеющих значительные габаритные размеры и стоимость. В то же время, простота конструкции, удобство эксплуатации асинхронных двигателей делают весьма привлекательными перспективы использования их в составе приводов. В настоящее время активно развивается направление связанное с внедрением в практику бесступенчато регулируемых асинхронных двигателей. Кратко рассмотрим основные способы регулирования частоты вращения асинхронных двигателей (более подробная информация в источниках [11, 12, 21, 22]). Практическое применение имеют следующие способы регулирования частоты вращения асинхронных двигателей: реостатное, комбинированное и частотное. При реостатном регулировании изменение частоты вращения достигается введением дополнительных активных сопротивлений в цепи обмоток двигателя (статорных и роторных). Рис. 13 Механические характеристики асинхронных двигателей при реостатном регулировании Как видно из рис. 13-б при регулировании сопротивлений установленных последовательно с обмотками статора наблюдается одновременное снижение частоты вращения и предельного крутящего момента , причем снижение критического значения момента происходит значительно быстрее, чем снижение частоты вращения, что отрицательно сказывается на перегрузочной способности двигателя. Кроме того, при пониженном напряжении на статоре и постоянном моменте нагрузки на двигателе возрастает его скольжение, повышаются роторный и статорный токи, что ведет к нагреву двигателя. Указанные недостатки ограничивают область использования данного способа регулирования, и в станках он применяется для предотвращения ударов при запуске электропривода. П Рис. 14 Характеристики асинхронного двигателя при комбинированном управлении. ри введении реостатов в цепь ротора (рис. 13-г) диапазон регулирования частоты получается более широким, а критический момент остается постоянным. Недостатком данного способа регулирования является пониженная жесткость механической характеристики. То есть при колебаниях момента нагрузки, особенно в области малых частот вращения колебания частоты бу
ПРИВОДЫ ГЛАВНОГО ДВИЖЕНИЯ С БЕССТУПЕНЧАТЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ - Методические указания к выполнению контрольной работы...
Комментариев нет:
Отправить комментарий