Разработка электроприводов прессовых машин (стр. 4 из 19)

Комплект содержит полный состав электрооборудования для контроля и управления приводом червячного пресса с электродвигателями постоянного тока на напряжение U=440В и на токи I= 250/320А.

Схемой предусмотрено управление приводом постоянного тока, приводом вентилятора охлаждения электродвигателя постоянного тока, а так же технологические блокировки линий и перегрева пресса.

Комплект управления является законченным изделием и устанавливается у механизма (пульт управления) или в другом месте [3]. Нормальная работа системы управления обеспечивается в закрытых условиях при соблюдении следующих условий:

а) высота над уровнем моря – до 1000м;

б) температура окружающей среды – 1/+40 С;

в) относительная влажность воздуха – не более 80%;

г) окружающая среда невзрывоопасна, не содержащая пыли, агрессивных паров и газов в концентрациях, разрушающих металлы и изоляцию.

Регулируемый электропривод выполнен по системе тиристорный преобразователь – двигатель (ТП-Д). Регулирование скорости двигателя производится изменением напряжения на якоре двигателя при постоянном токе возбуждения [4].

Для автоматического поддержания постоянства скорости привода применена жесткая обратная связь по скорости. В качестве датчика скорости используется тахогенератор типа ТС-1, напряжение пропорциональное скорости двигателя включено встречно с задающим напряжением , снимаемым с датчика скорости.

Результирующий сигнал поступает на вход промежуточного усилителя тиристорного агрегата. Система автоматического регулирования обеспечивает поддержание скорости с точностью +/-2% при изменении момента нагрузки на валу двигателя от 0,5Мн до 1Мн и изменении напряжения сети в пределах (0,95+1,1) UH в диапазоне регулирования скорости 1:10.

4 Расчёт мощности и выбор электродвигателя

4.1 Выбор электродвигателя

При рассмотрении работы двигателя, приводящего в действие производственный механизм, необходимо выявить соответствие механических свойств электродвигателя характеристике производственного механизма.

Экструдер должен иметь жесткую механическую характеристику. Такой механической характеристикой обладают двигатели постоянного тока с независимым возбуждением (ДПТ НВ) и асинхронные двигатели (в пределах рабочего участка механической характеристики). Наиболее широкое применение в промышленности при разработке регулируемых ЭП нашли ДПТ НВ. Это обусловлено их высокими регулировочными и пусковыми характеристиками, а также хорошими показателями качества переходных процессов.

Правильный выбор двигателя имеет большое значение, поскольку оказывает определяющее влияние на первоначальные затраты, стоимость эксплуатационных расходов, обеспечение всех технологических режимов работы и необходимых динамических и статических характеристик. Мощность электродвигателя выбирается, исходя из необходимости обеспечения заданной работы ЭП при соблюдении нормального теплового режима и допустимой механической перегрузки двигателя.

Расчет мощности электродвигателя для привода червячного пресса будем вести исходя из следующих данных [5]:

-рабочий момент на шнеке экструдера:

н. м;

-передаточное число редуктора: i – 16 (редуктор типа Ц2У-355 Н-16-13);

-КПД редуктора:

;

-частота вращения шнека регулируемая: w

; w ;

или: n

об/мин; n об/мин.

Приведем момент шнека к моменту на валу двигателя, через передаточное число редуктора и его КПД по формуле:

;

(нм)

Зная момент на валу электродвигателя можно найти расчетную мощность двигателя:

где

- коэффициент запаса по мощности, учитывающий динамические режимы работы электродвигателя, когда он работает с повышенными моментами;

;

(Вт)

Переведем угловую скорость вращения вала из рад/с в об/мин:

;

(об/мин);

Целью данного расчета является замена физически и морально устаревшего электродвигателя постоянного тока серии 2П. Исходя из полученных данных, т.е. мощности двигателя

Вт и номинальной частоты вращения ( об/мин). Выбираем электродвигатель из наиболее совершенной серии 6П.

Из справочника наиболее подходящим для данных условий является двигатель 6ПФ250МГУХЛ4. Его основные данные приведены ниже:

Тип двигателя: 6ПФ250МГУХЛ4

КВТ

В

об/мин

об/мин

КПД=89,0 %

А

кг-

Ом

Ом

Ом

По сравнению с предшествующими сериями у машин серии 6П повышена перегрузочная способность, расширен диапазон регулирования частоты вращения, улучшены динамические свойства, уменьшены шум и вибрация, повышена мощность на единицу массы, увеличена надежность и ресурс работы.

Питание ДПТ может осуществляться от источника постоянного тока или от тиристорного преобразователя. При питании от ТП допустимый ток якоря уменьшается в зависимости от схемы выпрямления и электромагнитной постоянной времени якорной цепи. Устойчивая работа ДПТ обеспечивается схемой управления электропривода.

Определим конструкционный коэффициент двигателя.

, (4.9)

где

-номинальное напряжение питания электродвигателем

-номинальный потребляемый ток электродвигателя

-суммарное сопротивление цепи якоря электродвигателя

-верхняя скорость вращения вала электродвигателя в номинальном режиме

(4.10)

где

-сопротивление якоря, 0,068 (Ом)

-сопротивление добавочных полюсов, 0, 0098 (Ом)

(Ом) (4.11)

Номинальный ток якоря:

; (4.12)

где

-номинальное напряжение питания электродвигателем

-электрическая мощность двигателя, потребляемая из сети:

, (4.13)

-КПД электродвигателя 89%,

кВт, (4.14)

тогда

А, (4.15)

тогда

(4.16)

4.2 Электродвигатели постоянного тока серии 6ПФ

Предназначены для регулируемых электроприводов главного движения металлорежущих станков с ЧПУ, гибких производственных систем и другого автоматизированного оборудования.

Структура условного обозначения машины постоянного тока 6ПФ250МГУХЛ4:

6 - порядковый номер серии;

П - электродвигатель постоянного тока;

Ф - защищенное исполнение с независимой вентиляцией;

250 - высота оси вращения, мм;

М - условная длина сердечника якоря (М - вторая длина);

Г - наличие встроенного тахогенератора;

УХЛ - климатическое исполнение двигателя;