Министерство образования и науки Украины

Харьковская НАЦИОНАЛЬная академия городского хозяйства

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К выполнению расчетно-графической работы по курсу

"АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД"

для студентов 4 курса заочной формы обучения специальности 6.090.603 “Электротехнические системы электропотребления”

Харьков ХНАГХ 2007

Цель работы

Курс "Автоматизированный электропривод" занимает важное место в подготовке инженеров-электриков специальности 6.090.603 “Электротехнические системы электропотребления”, так как электропривод является основным потребителем электроэнергии в народном хозяйстве, во многом оп­ределяет требования к качественным показателям электроэнергии и оказывает существенное влияние на работу сетей электроснабжения. Работа должна дать студенту целостное представление о методике проектирования систем злектропривода, научить применять полученные теоре­тические знания при практических расчетах по анализу автоматических систем управления электроприводом.

1. Содержание работы

Работа включает в себя расчетко-пояснительную записку объемом 10-15 страниц. Основная часть пояснительной записки должна.содержать следущие пункты:

1. Задание на работу.

2. Описание автоматизируемого технологического механизма и выбор электропривода по роду тока.

3. Определение функциональной схемы электропривода и выбор элементов силовой цепи.

4. Описание работы системы по принципиальной схеме.

2. Методические указания по выполнению работы

2.1. Исходное задание.

В данном разделе пояснительной записки необходимо сформули-ровать основные задачи, которые следует решить при выполнении работы, а также привести исходные данные для расчета (см. приложение 1) .

2.2. Описание автоматизируемого технологического механизма и выбор электропривода по роду тока

Требования, предъявляемые к системе электропривода, опреде­ляются технологическими особенностями автоматизируемого механизма, конструктивным исполнением механического оборудования, спе­цифическими условиями эксплуатации электрооборудования в данной отрасли промышленности. Первое, что необходимо сделать на основа­нии этих требований, выбрать электропривод по роду тока.

В работе разрабатывается система электропривода для сложного производственного механизма - продольно-строгального станка. В пояснительной записке отражается во­прос развития станкостроения и та роль в экономике народ­ного хозяйства страны, которая отводится станкостроению. Дается краткая ха­рактеристика продольно-строгального станка, описывается техноло­гия обработки изделия, приводится кинематическая схема и характеризуется назначение применяемых на станке систем электропривода. Эти вопросы изложены в [2, 3].

Детальной разработке подлежит система автоматического управ­ления главным электроприводом станка, которым является электропривод перемещения стола.

Диаграммы скорости движения стола, тяговых усилий и момента двигателя за один двойной ход стола приведены на рис. 1.

Рис. 1. а) тахограмма движения стола;

б) диаграмма усилий;

в) нагрузочная диаграмма двигателя

Здесь.

- время, в течение которого стол разгоняется до скорости . Величина выбирается такой, чтобы в процессе входа резца в изделие не сминался край изделия и не ломался резец; - усилие трения стола о направлявшие:

, (1)

где = 0,05 - коэффициент трения стола о направляющие; - масса стола и детали; - ускорение силы тяжести; максимально допустимый момент, который для двигателей постоянного тока равен ; - номинальный момент двигателя.

- время, в течение которого стол движется с постоян­ной скоростью ; - соответствующий момент, развиваемый дви­гателем:

, (2)

где - радиус приведения механического передаточного устройст­ва (МПУ) главного электропривода станка; - к.п.д. МПУ, равный

, (3)

где - число ступеней передачи; - 0,96 0,98 - номинальный к.п.д. зубчатой пары.

- время, в течение которого резец вреза­ется в металл; - тяговое усилие на столе, где - суммарное усилие резания (см. приложение 1); - усилие трения с учетом вертикаль­ной составляющей усилия резания ; - соответст­вующий момент двигателя:

. (4)

- время, в течение которого стол разгоняется до скорости резания при моменте двигателя, равном .

- время, в течение которого стол движется со скоростью резания . Нагрузка на привод определяется величиной . Момент, развиваемый двигателем, равен .

- время, в течения готового скорость снижается до величины , что предотвращает скалывание кромки изделия при выходе резца. При этом двигатель работает в тор­мозном режиме с предельно допустимым моментом .

- время выхода резца из металла. Нагрузка на привод определяется величиной , а момент двигателя равен .

- время, в течение которого стол движется с постоянной скоростью . При этом нагрузка на привод определяется величиной , а момент дви­гателя равен .

- время, в течение которого скорость стола снижается до нуля. Двигатель работает в тормозном режиме с пре­дельно допустимым моментом - .

- время, в течение которого стол разгоняется до скорости обратного хода . При пере­ходе скорости через нулевое значение усилие меняет свой знак. Двигатель продолжает работать с .

время, в те­чение которого стол движется с установившейся скоростью при и .

- время, в течение которого скорость стола уменьшается до нуля. При этом двигатель работает с предельно допустимым моментом .

Далее цикл работа повторя­ется.

Выбор наиболее эффективных режимов резания при обработке различных материалов обеспечивается за счет регулирования скоро­сти главного электропривода продольно-строгального станка. Диапа­зон регулирования скорости определяется как отношение максимальной скорости поступательного движения к его минимальной скорости, т.е. так отношение скорости к скорости . В общем случае наименьшая величина соответствует черновой обработке твердых металлов и равна , а наибольшая величина равна . Поэтому диапазон регулирования скорости главного привода лежит в пределах

. (5)

Для повышения производительности станка, которая определяется работой главного привода не только в установившихся, но и в переходных режимах, скорость привода должна регулироваться электрическим способом. Поскольку , то необходимо применять двигатель постоянного тока [3].