Методические указания

Требуемая мощность приводного электродвигателя шпинделя станка рассчитывается для длительного режима работы по формуле

; (1)

где ; (соответствующие параметры расшифрованы в табл. 1).

Заданный диапазон регулирования скорости шпинделя обеспечивается чисто электрическим путём с помощью двухзонного регулирования скорости двигателя. При этом диапазон регулирования поля двигателя определяется по его каталожным данным.

Требуемое передаточное число редуктора находится по формуле

, (2)

где - максимальная скорость двигателя с учётом ослабления поля.

Выбор силового электрооборудования (двигатель, редуктор, тиристорный преобразователь, сглаживающий дроссель, питающий трансформатор или токоограничивающие реакторы и др.) осуществляется в соответствии с изложенным в Приложении 2. Тиристорный возбудитель выбирается обычно с запасом по напряжению для обеспечения необходимых форсировок тока возбуждения двигателя.

САУ по якорной цепи и цепи возбуждения двигателя целесообразно построить на базе унифицированных систем подчиненного регулирования с соответствующими контурами [13]. В качестве регуляторов могут быть применены операционные усилители или микропроцессоры [8, 10, 11], в качестве датчиков и задающих устройств – стандартные устройства системы УБСР.

Оптимизация динамики САУ производится с учётом влияния упругости механической передачи между двигателем и рабочим органом станка. При расчёте динамики эквивалентная механическая система считается двухмассовой с частотой свободных упругих колебаний и коэффициентом демпфирования . В случае необходимости оптимизация САУ выполняется с помощью дополнительных корректирующих устройств, предназначенных для эффективного подавления упругих колебаний в системе [5].

Расчёт переходных процессов по скорости проводится для ступенчатых управляющего и возмущающего воздействий. При этом управляющее воздействие считается единичным, а изменение момента сопротивления рабочего органа от номинального значения. Расчеты динамики АЭП выполняются расчетно-аналитическими и машинными методами [1 - 5].

Далее определяются настроечные параметры регуляторов (для операционных усилителей) или составляются блок-схема алгоритма и программа (для микропроцессорных регуляторов).

На основании выполненных расчётов и принятых технических решений разрабатывается принципиальная электрическая схема системы электропривода токарного станка с устройствами управления и защиты и даётся краткое описание разработанной системы с перечнем выбранного электромеханического оборудования.

В заключение формулируются выводы по проекту с оценкой характеристик АЭП станка (энергетических, статических, динамических и др.) и их соответствия требованиям технического задания.

Задание 2 автоматизированный электропривод главного движения карусельного станка

По данным табл. 2 разработать АЭП планшайбы тяжёлого карусельного станка.

Таблица 2

Наименование величин	Варианты
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Усилие резания	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8	1,9	2,0	2,1	2,2	2,3
Скорость резания	30	35	40	45	50	50	45	40	35	30
Номинальный КПД станка	0,8	0,7	0,75	0,8	0,8	0,8	0,75	0,75	0,7	0,7
Максимальная скорость планшайбы	0,5	0,45	0,4	0,35	0,3	0,25	0,2	0,25	0,3	0,35
Общий диапазон регулирования скорости	60	70	80	90	100	50	60	70	80	100
Величина перерегулирования скорости по управлению	10	10	10	5	5	5	5	10	10	10
Длительность переходного процесса при управляющем воздействии	0,5	0,5	0,4	0,4	0,3	0,5	0,5	0,4	0,4	0,3
Длительность переходного процесса при возмущающем воздействии	не более 1,0
Динамическая ошибка замкнутой системы	не более 5
Продолжение табл. 2
Момент инерции вращающихся частей, приведен-ный к валу двигателя	3,0	2,5	2,0	1,5	1,0	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0
Частота упругих колебаний механической системы	80	90	100	110	120	80	90	100	110	120
Коэффициент демпфирования упругих колебаний	0,1	0,1	0,08	0,05	0,05	0,1	0,1	0,08	0,05	0,05
Система электропривода	тиристорный преобразователь – двигатель или преобразователь на IGBT-модулях - двигатель