Задача проектирования

Задача выполнения курсового проекта - это углубление и закрепление знаний при изучении теоретического материала по дисциплине «Системы управления электроприводов».

Техническое задание на курсовой проект

Требуется спроектировать систему управления электропривода подачи металлорежущего станка, обеспечивающего регулирование скорости рабочей подачи от V_{раб мин} до V_{раб макс} при постоянном моменте, известной составляющей от усилия резания F_z и данных кинематической цепи привода:

- массы перемещаемых узла станка и детали m_узл+m_дет, кг;

- параметров ходового винта: t_в- шаг винта, мм;

D_в- средний диаметр винта, мм; l_в- длина винта, м;

- приведенного момента инерции коробки J’, кгм²;

- продолжительность включения ПВ, %;

- передаточного отношения коробки i_p;

-КПД коробки подачи _р=1 и КПД винтовой пары _в=0,95.

В качестве комплектного тиристорного электропривода, на базе которого проектируется система управления, предлагаются электроприводы ЭТ6 и ЭТУ, схема преобразователя и электродвигатели серии ПБСТ.

Исходные данные для выполнения курсового проекта представлены в «»Задании на курсовой проект, Приложение1.

1. Выбор электродвигателя

Одним из основных элементов электропривода является исполнительный двигатель. От правильного выбора электродвигателя зависит обеспечение всех технологических режимов обработки деталей на станках, а также требуемые динамические характеристики электропривода [7]. В соответствии с заданием регулирования скорости в электроприводе осуществляется при постоянном моменте. Это требование может быть обеспечено системой с отрицательной обратной связью по угловой скорости изменением (регулированием) напряжения на якоре двигателя. Обмотка возбуждения двигателя подключена к отдельному источнику нерегулируемого напряжения.

Выбор электродвигателя для электропривода подачи станка может быть произведен по методике, изложенной в [6]. Учитывая, что некоторые параметры технического задания отличны от параметров, по которым выбирается электродвигатель электропривода в [6], предложенная далее методика соответствует методике выбора двигателя, приведенной в [7].

0. 1.1.Определение частоты вращения двигателя

Частота вращения двигателя определяется скоростью перемещения рабочих органов станка и передаточным отношением механической передачи «винт-гайка».

Максимальная частота ращения

Максимальная угловая скорость (она же равна номинальной скорости)

Минимальная частота вращения

Диапазон регулирования

1.2.Определение моментов инерции

Момент инерции поступательно перемещающегося узла приведенный к валу двигателя

Момент инерции ходового винта, приведенный к валу двигателя

где γ – плотность материала, из которого изготовлен винт (для стали γ =7,8·10³ кг/м³ ),

D_в - средний диаметр винта, м;

l_в- длина винта, м.

Суммарный момент инерции механизма

.

1.3. Определение моментов двигателя

Момент на двигателе от силы резания (для передачи «винт-гайка»)

Момент, создаваемый трением в направляющих узлов станка

Сила трения F_тр определяется массами перемещающегося узла станка, установленной на нем детали и коэффициентом трения ƒ_тр

где q=9,81 м/с² – ускорение свободного падения,

ƒ_тр=0,07- коэффициент трения в направляющих.

Статический момент при резании, равный сумме моментов от составляющей усилия резания и от силы трения в направляющих механизма ( подвижных звеньев механизма)

М _ст = М _рез + М _тр.

С учетом повторно -кратковременного режима работы, двигатель выбирается не по М_{ст ,} а по моменту _ст который определяется

Для электроприводов с повторно – кратковременным режимом, с продолжительностью цикла не более 10 минут режим характеризуется относительной продолжительностью включения

ПВ _ст %=15,25,40 и 60%

Расчетный (эквивалентный) момент двигателя с учетом приведения момента двигателя

ПВ _зад % к ПВ _ст % будет

Если М_н≥ _ст, то выбранный двигатель проходит по нагреву.

По статическому моменту _ст , максимальной рабочей частоте вращения n_{раб.макс} выбирают двигатель[6,8], который должен удовлетворять требованиям: М_н≥ _ст n_н≥ n_{раб.макс}.