Электропривод и автоматизация главного привода (стр. 2 из 2)

K_p = K_mp * K_?p * K_?p * K_rp * K_?p;(2.7)

где K_?p, K_?p, K_rp, K_?p — поправочные коэффициенты, учитывающие влияние геометрических параметров режущей части инструмента на составляющие силы резания (резец из быстрорежущей стали марки Т14К8);

K_?p = 1.15 — передний угол в плане ? = 12-15?;

K_?p = 1 — угол наклона главного лезвия ? = 15?;

K_rp = 0.93 —радиус при вершине r = 1 мм;

K_?p = 1 — главный угол в плане ? = 45?;

K_mp — поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости.

^{, (2.8)}

где ?_В = 1100 МПа — предел прочности обрабатываемого материала;

n = 0.75 — показатель степени, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости.

Тогда, подставив (2.8) в (2.7), получим:

K_p = 1.33 * 1.15 * 1 * 0.93 * 1 = 1.425.(2.9)

Подставив (2.1) — (2.5), (2.7) — (2.9) в (2.6), получим:

F_z = 10 * 200 * 12¹ * 34^0.75 * 8.66⁰ * 1.425= 481670 кН.(2.10)

Тогда, зная скорость резания V и тангенциальную составляющую силы резания F_z, определим требуемую мощность резания (с учетом коэффициента полезного действия системы равного 0.9):

кВт.(2.11)

Поскольку расчет велся для самого тяжелого варианта, то можно выбирать двигатель, который проходит по мощности для этого варианта.

Выбираем двигатель [6] серии 4ПН 400 - 22 МУ3 со следующими параметрами:

номинальная мощность двигателя Р_н = 70 кВт;

номинальный ток двигателя I_н = 350 А;

номинальное напряжение питания U_н = 220 В;

момент инерции двигателя J_дв = 8.25 кг*м²;

минимальная скорость вращения n_min = 250 об/мин;

номинальная скорость вращения n_н = 750об/мин;

максимальная скорость вращения n_max = 1500 об/мин;

пусковая перегрузочная способность ?_п = 2;

номинальный коэффициент полезного действия ?_н = 93%.

Произведем проверку выбранного двигателя по нагреву согласно тахограммы и нагрузочной диаграммы, приведенных на Рис. 2.1, где:

t₁= 1 с — время разгона электродвигателя;

t₂= t₄= 2 с — время работы электродвигателя на холостом ходу;

t₃= 3000 с — время работы электродвигателя с номинальной нагрузкой;

t₅= 1 с — время торможения электродвигателя;

I1 = 2Iн= 700 А — пусковой ток двигателя

I2 = 0.1Iн= 35 А — ток холостого хода электродвигателя;

I3 = 0.95Iн= 332 А — номинальный рабочий ток двигателя;

I4 = 0.1Iн= 35 А — ток холостого хода электродвигателя;

I5 = 1.9Iн= 665 А — тормозной ток электродвигателя.

Тогда:

_(2.12)

Поскольку полученный эквивалентный ток меньше номинального тока двигателя, следовательно по нагреву данный двигатель подходит и выбран верно.

Для питания двигателя выбираем комплектный тиристорный преобразователь [2] серии ЭПУ1-2-4347 DУХЛ4 со следующими параметрами:

Р_н = 92 кВт — номинальная мощность преобразователя;

U_н = 230 В — номинальное выходное напряжение ТП;

I_н = 400 А — номинальный выходной ток преобразователя.

Для питания тиристорного преобразователя выбираем вводной трансформатор [2] ТСЗП - 160 / 0.743 со следующими параметрами:

Р_н = 143 кВА — номинальная потребляемая мощность трансформатора;

U₁ = 380 В — напряжение первичной обмотки трансформатора;

U_2ф = 230 В — напряжение вторичной обмотки трансформатора;

I_2ф = 500 А — ток вторичной обмотки трансформатора;

?Р_хх = 795 Вт — потери холостого хода в трансформаторе;

?Р_кз = 2400 Вт — потери при коротком замыкании в трансформаторе;

U_кз = 4.5% — напряжение короткого замыкания трансформатора;

I_хх = 5.2% — ток холостого хода трансформатора.

Для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения выбираем сглаживающий реактор [5] ФРОС - 125 / 0.5 У3 со следующими параметрами:

I_н = 500 — номинальный ток сглаживающего реактора;

L_н = 0.75 мГн — номинальная индуктивность сглаживающего реактора;

R_н = 3 мОм — номинальное сопротивление реактора.

АНАЛИЗ РАБОТЫ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПАКЕТА МАСС

По структурной схеме системы, приведенной на Рис. 6.1., составим математическую модель проектируемой системы для дальнейшего моделирования, которая приведена на Рис. 6.2

В результате моделирования были получены результаты, приведенные на Рис.6.3. — Рис. 6.9., которые приведены ниже.

На рисунках приведено:

Рис. 6.3. — пуск двигателя;

Рис. 6.4. — стабилизация расчетного варианта мощности;

Рис. 6.5. — работа системы при увеличении коэффициента

резания на 50%;

Рис. 6.6. — работа системы при уменьшении коэффициента

резания на 50%;

Рис. 6.7. — работа системы при уменьшении механической постоянной времени на 10%;

Рис. 6.8. — работа системы при уменьшении механической постоянной времени на 20%;

Рис. 6.9. — работа системы при уменьшении механической постоянной времени на 30%.

Таким образом, из приведенных графиков переходных процессов можно сделать вывод, что изменение механической постоянной времени, что может случиться в результате уменьшения массы обрабатываемой детали и ее геометрических размеров, не оказывает существенного влияния на стабилизацию мощности, в то время, как изменение механических свойств обрабатываемой детали или режущего инструмента, изменение чистоты поверхности детали и так далее существенно влияют на мощность резания. При этом изменяется характер переходного процесса нарастания мощности резания. Из апериодического (рис.6.4) он превращается в колебательный (рис. 6.5)

Рисунок 6.3 — Переходный процесс пуска двигателя

Рисунок 6.4 — Переходный процесс стабилизации мощности.

Рисунок 6.5 — Переходный процесс стабилизации мощности при увеличении К_р на 50%.

Рисунок 6.6 — Переходный процесс стабилизации мощности при уменьшении К_р на 50%.

Рисунок 6.7 — Переходный процесс стабилизации мощности при уменьшении Т_м на 10%.

Рисунок 6.8 — Переходный процесс стабилизации мощности при уменьшении Т_м на 20%.

Рисунок 6.9 — Переходный процесс стабилизации мощности при уменьшении Т_м на 30%.