Визначення параметрів електропривода верстата з ЧПК з підпорядкованим регулюванням координат (стр. 2 из 4)

Загальне передавальне число між виконуючим механізмом і двигуном дорівнює:

Де:w_дmax – максимальна швидкість двигуна, яку приймаємо рівну номінальній,

w_дmax = w_ном =105 рад/с;

1/м;

Момент на валу двигуна, що розвивається під дією сили різання для передачі гвинт-гайка визначається:

Н×м

Момент на валу двигуна від сил тертя складається з моментів тертя в направляючих і з моментів сил від попереднього натягу.

Момент тертя в направляючих визначається виразом :

Н×м.

Момент сил тертя в гвинтовій парі, що виникає в результаті попереднього натягу визначається :

Н×м

Момент опору на валу двигуна при робочій подачі визначається таким чином:

Статичний момент (момент опору) на валу двигуна при швидкому ході:

Необхідний динамічний момент на валу двигуна, який він повинен розвивати при розгоні до швидкості швидкого ходу дорівнює :

;

де J_д – момент інерції двигуна, = 0,0032 кг×м², (коефіцієнт 1,2 враховує приведений момент механічної передачі);

J_вм – приведений момент інерції виконавчого механізму;

e_д – прискорення вала двигуна.

Приведений момент інерції механізму:

кг×м²

Прискорення вала двигуна:

рад/с²

Необхідний динамічний момент на валу двигуна:

Н×м

Відповідно, необхідний момент на валу двигуна для розгону до швидкості швидкого ходу дорівнює :

Н×м.

Розраховані значення М₁, М₂ і М₃ повинні бути меншими за відповідні допустимі моменти двигуна М_доп1, М_доп2 і М_доп3 :

М_доп1 = М_доп2 =1,2× М_н = 6,24 Н×м;

М_доп3 = l×М_н = 5×5,2 = 26 Н×м.

Двигун обрано правильно, якщо виконуються всі умови:

М₁ < М_1доп;7,152 < 6,24не виконується;

М₂ < М_2доп;0,273 < 6,24виконується;

М₃ < М_3доп;4,917 < 26 виконується.

Даний двигун вибрано неправильно, вибираємо інший двигун, наступної стандартної потужності за каталогом, дані якого приведені нижче:

Таблиця 2.2.2

Попередній вибір двигуна

Тип	Pном, кВт	wном, рад/с	Uном, В	Мном, Н×м	Іном, А		Rяд, Ом	Jдв, кг×м2	Тяд, с	Тем, с
ПБВ 100М	0,75	105	52	7,2	18	10	0,22	0,01	0,063	0,05

Виконуємо перерахунок параметрів :

ККД знову приймаємо рівним h = 0,9

Загальне передавальне число між виконуючим механізмом і двигуном дорівнює:

1/м;

Момент на валу двигуна, що розвивається під дією сили різання для передачі гвинт-гайка визначається:

Н×м

Момент тертя в направляючих визначається виразом :

Н×м.

Момент сил тертя в гвинтовій парі, що виникає в результаті попереднього натягу визначається :

Н×м

Момент опору на валу двигуна при робочій подачі визначається таким чином:

Статичний момент (момент опору) на валу двигуна при швидкому ході:

Необхідний динамічний момент на валу двигуна, який він повинен розвивати при розгоні до швидкості швидкого ходу дорівнює :

;

де J_д – момент інерції двигуна, = 0,01 кг×м², (коефіцієнт 1,2 враховує приведений момент механічної передачі);

Приведений момент інерції механізму:

кг×м²

Прискорення вала двигуна:

рад/с²

Необхідний динамічний момент на валу двигуна:

Н×м

Відповідно, необхідний момент на валу двигуна для розгону до швидкості швидкого ходу дорівнює :

Н×м.

Розраховані значення М₁, М₂ і М₃ повинні бути меншими за відповідні допустимі моменти двигуна М_доп1, М_доп2 і М_доп3 :

М_доп1 = М_доп2 = 1,2×М_н = 8,64 Н×м;

М_доп3 = l×М_н = 10×7,2 = 72 Н×м.

Двигун обрано правильно, якщо виконуються всі умови:

М₁ < М_1доп;7,152 < 8,64виконується;

М₂ < М_2доп;0,273 < 8,64виконується;

М₃ < М_3доп;13,485 < 26 виконується.

Отже двигун вибрано правильно.

3. Вибір інформаційних електромеханічних елементів виконавчих систем верстата

Наступний етап роботи передбачає вибір інформаційних електромеханічних елементів, до яких відносяться датчики положення вихідного вала редуктора і виконавчого механізму (сельсини, що обертаються трансформатори), датчики кутової швидкості (тахогенератори) і датчики струму (вимірювальні шунти і датчики Холу).

Вибір типу датчика визначається вимогами по точності системи електропривода, конструктивними особливостями механічної системи верстата, умовами експлуатації.

3.1 Сельсини і обертові трансформатори

У якості датчиків положення широке застосування одержали пристрої трансформаторної синхронної передачі на електричних індукційних електричних машинах типу сельсинів і обертових трансформаторів. Схеми на обертових трансформаторах забезпечують більш точне перетворення кута розузгодження. Частіше всього вимір здійснюється за допомогою двох обертових трансформаторів включених по трансформаторній схемі, де виробляється напруга розузгодження. Параметри обертового трансформатора наведені у таблиці 3.1.1.

Таблиця 3.1.1

Вибір обертових трансформаторів

Тип	Частота F, Гц	Коефіцієнт трансформації kт	Номінальна напруга U, В	Зсув фаз
ВТ-5	400	0,96	40	1-40

При розгляді нормального режиму роботи обертового трансформатора можна обмежитися робочою зоною ±10°, у межах якої характеристика лінійна і володіє найбільшою крутизною.

Відповідно коефіцієнт передачі датчика положення дорівнює :

К_дп = 38,4 В/град.

Будуємо статичну характеристику обертового трансформатора згідно наведених вище співвідношень.

Рис. 1. Статична характеристика обертового трансформатора ВТ-5

Таким чином в якості датчика положення будемо застосовувати обертовий трансформатор типу ВТ-5.

3.2 Вибір датчиків кутової швидкості

У якості датчиків кутової швидкості будемо використовувати тахогенератор.

При виборі тахогенератора необхідно, щоб виконувалась умова:

n_дв < n_{тах.ген. макс}

Так як

то отримуємо

об/хв.

Вибираємо тахогенератор з наступними даними:

Таблиця 3.2.1

Параметри датчика кутової швидкості

Тип	Uзб, В	Ізб, А	ктг,	Rя, Ом	nmax, об/хв	m, кг	Jтг, кг×м2	Імакс, А
ТД-101	110	0,065	0,021	330	1500	0,7	62×10-7	0,1

Максимальна напруга на тахогенераторі: