2.2 Разработка принципиальной схемы управления.

Работа схемы.

Исходное состояние, поданы все виды питания (замкнуты пакетные выключатели питания станка, пуска насоса охлаждения и включение освещения). Цепи управления и освещения получают питание от трансформатора (T). Деталь закреплена и готова для обработки.

Включение в работу: Нажимается кнопка пуска (SB2.), в результате запитывается током катушка контактора двигателя шпинделя (KM), следовательно запитывается его силовой контакт (KM), также кнопка пуска шунтируется дополнительным контактом (KM), в следствии чего можно не держать кнопку пуска в нажатом положении. Подключается к сети двигатель шпинделя (М) и пускается, становится на самопитание через контакт (KM). Одновременно с этим через дополнительный замыкающий контакт запитываются герсиконовые магнитные пускатели КМ3 и КМ2. Герсиконовые контакторы запитываются и включают свои силовые контакты, котороые в свою очередь включают в работу двигатели станции смазки (М2) и системы охлаждения (М3). Управление главным приводом двигателя (М) осуществляется с помощью СИФУ. Замкнутая схема «тиристорный регулятор напряжения – асинхронный двигатель» с использованием обратной связи по его скорости. Силовую часть ТРН образуют три пары встречно-параллельно соединенных тиристоров VS1-VS6. Управляющие электроды тиристоров подсоединены к выходам СИФУ ТРН, которая распределяет управляющие импульсы на все тиристоры и осуществляет их сдвиг в зависимости от входного сигнала управления (U_У). К валу двигателя для реализации обратной связи по скорости подсоединен тахогенератор (PF). Его ЭДС сравнивается с задающим напряжением скорости, снимаемым с задающего потенциометра ZP, причем эти напряжения действуют навстречу друг другу, а их разность образует сигнал управления U_У, который поступает на вход СИФУ. При увеличении этого сигнала угол управления тиристорами уменьшается, подаваемое на двигатель напряжение увеличивается, и наоборот. Важно отметить, что при снижении скорости двигателя в цепи ротора увеличиваются потери мощности (потери скольжения), которые вызывают дополнительный нагрев двигателя, снижая экономичность работы электропривода.

Перед обработкой детали пускается двигатель шпинделя при помощи кнопки пуска (SB2). Включение шпинделя производится фрикционной муфтой с помощью рукоятки. Управление быстрым перемещением суппорта от рукоятки; замыкается рукоятка контактного выключателя быстрого перемещения (SB2), следовательно пускается двигатель быстрого перемещения суппорта (М1).

Двигатель быстрого перемещения суппорта остановится при повороте рукоятки, расположенной на фартуке станка, в положение 2.

Остановка двигателя осуществляется нажатием кнопки SB, вследствии чего электропитания лишаются все магнитные пускатели и катушки.

2.3 Расчет внутренних силовых цепей и выбор пза .

Выбор вводного автоматического выключателя производим по условию [1]:

I_{НОМ. Р .} < I _ДЛ (2.1)

где I_{НОМ. Р .} - номинальный ток теплового расцепителя автоматического выключателя, (А);

I _ДЛ - длительный ток нагрузки цепи, (А);

Для вводного автоматического выключателя QF1 [1]:

I _ДЛ = I _НОМ.Д. + I _{1НОМ.ТР.} (2.2)

где I _НОМ.Д. - сумма номинальных токов электродвигателей, (А);

I _{1НОМ.ТР.} - номинальный ток первичной обмотки понижающего трансформатора (T).

I _НОМ.Д. = I_НОМ.М1. + I_НОМ.М1 + I _НОМ.М1 + I _НОМ.М1, (2.3)

I _1НОМ.ТР = S_НОМ.ТР. + U _{НОМ.1ТР.} (2.4)

I _НОМ.Д =11,3+0,9+0,4+0,4=13,0 (А)

I _1НОМ.ТР =160/380=0,42 (А)

По формуле получим:

I _ДЛ. =13,0+0,42=13,42 (А)

По условию (1) имеем:

I _НОМ.Р = 13,42 (А)_.

Выбираем автоматический выключатель QF2 марки ВА 5131 с I _НОМ.В =100 А; I _НОМ.Р =16 А; К_Т.О.=10.

Поскольку автоматический выключатель имеет комбинированный расцепитель, то проверим выбранный выключатель на возможное срабатывание электромагнитного расцепителя по условию [1]:

I _СР.Э.Р. = 1,25 • I _КР (2.5)

где I _СР.Э.Р. – ток срабатывания электромагнитного расцепителя выключателя, (А);

I _КР - наибольший возможный кратковременный ток в защищаемой цепи, (А).

Для автоматических выключателей серии ВА ток срабатывания электромагнитного расцепителя можно определить по формуле:

I _СР.Э.Р. = 10 • I _НОМ.Р.

I _СР.Э.Р. = 10 • 16 =160,0 (А)

В нашем случае наибольший кратковременный ток в защищаемой цепи определяется как сумма пускового тока двигателя М и номинальных токов двигателей М1, М2 и М3 плюс номинальный ток первичной обмотки трансформатора:

I _КР = 79,1 + 0,9 + 0,4 + 0,4 + 0,42 = 81,22 (А)

Мы получили

1,25 • 81,22=101,5 (А)

Условие соблюдается, значит, автоматический выключатель выбран верно. Окончательно выбираем автоматический выключатель QF1 марки ВА 5131 с I _НОМ.В =100 (А), I _НОМ.Р. = 15 (А), К_Т.О. = 10.

Для защиты питающей линии выбираем автоматический выключатель, устанавливаемый в распределительном устройстве, по селективности на одну ступень выше, чем вводной выключатель.

Выбор оставшихся выключателей аналогичен. Данные выбора выключателей сводим в таблицу 2.

Таблица 2

Позиционное обозначение	Марка выключателя	I НОМ.Р. (А)	I ДЛ. (А)	I КР (А)
QF1	ВА5131	20,0	13,42	81,22
QF2	ВА5131	16,0	13,42	81,22
QF3	ВА5131	2,0	1,70	3,10

Тепловые реле для защиты электродвигателей от перегрузок выбираем по условиям [7]:

I _НОМ.ТР = I _ном. ; (2.6)

I _{НОМ.Т.Э.Р.} = I _ном, (2.7)

где I _НОМ.ТР. - номинальный ток теплового реле, (А);

I _{НОМ.Т.Э.Р.} - номинальный ток теплового элемента реле, (А).

Произведем выбор теплового реле КК1 для защиты от перегрузок двигателя главного движения М1.

I _НОМ.ТР. =_. 11,3 (А)

I _{НОМ.Т.Э.Р.} = 11,3 (А)

Выбираем тепловое реле КК1 марки РТЛ 101604 с I _НОМ.ТР. = 25 (А), I _{НОМ.Т.Э.Р.} = 12 (А), и с пределами регулирования тока несрабатывания 9,514 (А).

Выбор остальных тепловых реле аналогичен. Данные заносим в таблицу 3.

Таблица 3

Позиционное обозначение	Марка реле	I НОМ.ТР. (А)	IНОМ.Т.Э.Р. (А)	Пределы регулирования тока несрабатывания, (А)	I ном, (А)
КК1	РТЛ 101604	25	12,00	9,5014,00	11,3
КК2	РТЛ 100404	25	0,52	0,380,65	0,4
КК3	РТЛ 100404	25	0,52	0,380,65	0,4

Выбор плавких предохранителей производим по условию [7]:

I _ВСТ < I _{НОМ.З.Ц.} (2.8)

где I _ВСТ - номинальный ток плавкой вставки, (A);

I _НОМ.З.Ц - номинальный ток защищаемой цепи, (А).

Произведем выбор предохранителя FU1 в цепи местного освещения.

В данном случае I _{НОМ.Э.Ц.} = I _Л.М.О.

I _ВСТ = 1,04 А

Выбираем плавкий предохранитель FU1 марки ПРС6П с I=6 А, I=2 A.

Выбор остальных предохранителей аналогичен. Данные заносим в табл.4.

Таблица 4

Позиционное обозначение	Марка предохранителя	I ВСТ (А)	I НОМ.З.Ц. (А)
FU1	ПРС6П	2,0	1,04
FU2	ПРС6П	4,0	3,35
FU3	ПРС6П	4,0	3,35

Выбор сечения проводов питающей линии производим по условиям [7]:

I _ДОП = I _ДЛ / К _ПОПР (2.9)

I _ДОП = К _ЗАЩ • I _{НОМР.РУ} / К _ПОПР (2.10)

где I _ДОП - длительно допустимый ток проводника стандартного сечения при нормальных условиях прокладки, (А);

К_ПОПР - поправочный коэффициент на фактическую температуру окружающей среды, о.е.;

К _ЗАЩ - коэффициент защитной аппаратуры, о.е.;

I_{НОМР.РУ} - номинальный ток расцепителя автоматического выключателя, установленного в РУ, (А).

Определяем К_ПОПР = 1, находим К _ЗАЩ = 1.

I _доп. = 13,42/ 1=13,42 (А)

I _доп. = 1 • 20 / 1=20 (А)

Выбираем питающий провод марки АПВ 3 •2,5 с I = 22 А, с сечением токопроводящей жилы 2,5 мм.