4. Приведение моментов инерции и масс

Считая кинематическую цепь привода абсолютно жесткой, принимаем приведенный к валу двигателя момент инерции как сумму моментов инерции и масс элементов кинематической схемы:

J=J_д+J_мпу+(m_c+m_з)ρ²=0,035+0,005+(65+3) 0,000387²=0,0420 кг-м²;

где J_д - сумма моментов инерции двигателя и элементов кинематической схемы, имеющих ту же скорость, кг-м²;

J_мпу - приведенный к валу двигателя момент инерции механического передаточного устройства;

m_c - масса стола ( определяется ориентировочно с учетом выбранных габаритов стола), кг;

m_з - масса заготовки (выбирается произвольно), кг;

ρ=S_max/ω_нд =1,7/60/73,3=0,000387- радиус приведения:

S_max - максимальная скорость подачи, м/с;

ω_нд- требуемая максимальная скорость двигателя, 1/с:

5. Функциональная схема электропривода. Выбор схемы преобразователя

Функциональная схема электропривода с двигателем постоянного тока, с тиристорным преобразователем напряжения, обратной связью по скорости и отсечкой по току показана на рис. 4. Использованы следующие обозначения

БТО -блок токовой отсечки,

ВА - защита от перегрузок с датчиками тоа,

А - тиристорный преобразователь,

М - двигатель постоянного тока,

BR - датчик скорости (тахометр),

∑ - суммирующий усилитель.

Рис. 4

Обоснуем использование элементов функциональной схемы для реализации условий, поставленных в исходных данных к проекту.

Аргументированный выбор схемы преобразователя предполагает обращение к [2]-.[5].

Мощность двигателя 1,1 кВт, поэтому выберем трёхфазных нулевой выпрямитель. Схема (рис, 5), данные выберем из [1] табл. 1 стр. 8.

Рис. 5

К_с=U₂/E_α0=0,86 - коэффициент схемы - отношение напряжения вторичной обмотки трансформатора U₂ к наибольшей величине выпрямленной ЭДС Е_а; К_п= U_п/E_α=0,52- коэффициент пульсаций, определяется переменной составляющей выпрямленного напряжения U_п;

K_т=I₂/I_α=0,58- коэффициент загрузки тиристоров по току - отношение действующего значения линейного тока вторичной обмотки силового трансформатора I₂ к току нагрузки I_α;

К_н= U_Bmax/E_α0=2,09 - коэффициент загрузки тиристоров по напряжению - отношение максимального обратного напряжения на вентиле U_Bmax к Е_а0;

K_s =Sт/I_α/Е_α =1,35-коэффициент использования трансформатора - отношение мощности силового трансформатора S_t к мощности выпрямленного тока;

m=3 - число пар вентелей.

6. Расчёт параметров силового трансформатора и выбор вентилей

Требуемое напряжение вторичной обмотки

U_2T ⁼ U_HK_cK_αK_RK₃=44∙0,86∙1,2∙ l,05∙1,1= 52,44В (8)

где Кс - коэффициент схемы;

К_α - коэффициент запаса, учитывающий принцип управления тиристорными группами. Для реверсивных приводов с совместным управлением К_α=1,2;

K_R - коэффициент запаса, учитывающий падение напряжения в вентилях, K_R=l,05;

Кз - коэффициент запаса, учитывающий возможное снижение напряжения в сети, Кз=1,1.

Действующее значение тока вторичной обмотки

I₂=I_HK_тK_i= 31∙0,58∙1,08=19,42 A (9)

где K_j - коэффициент, учитывающий отклонение формы тока от прямоугольной, K_j=l,05 -1,1.

Требуемая мощность трансформатора, Вт,

S_тт =U_HI_HK²₃K²_αK_sK_R=44∙31∙1,1²∙1,2²∙1,35∙1,05=3368,88Вт~3,4кВт (10)

По рассчитанным значениям S_тт и U_2T в [1] по приложению 4 выбирается трансформатор, у которого номинальная мощность S_T > S_тт, напряжение вторичной обмотки U₂>=U_2т.

Тип ТТ-6: номинальной мощности S_т=6кВт, U₂=104В.

Выбор вентилей производится по среднему значению тока через вентиль и максимальному значению обратного напряжения.

Среднее значение тока вентиля

I_в=I_н/m=31/3=10,3A (11)

Максимальная величина обратного напряжения, прикладываемого к вентилю,

U_Bmax=E_aeK_HK₃K_RK_a=120,9∙2,09∙1,1∙1,05∙1,2 =350,3В (12)

где E_ae=U₂/К_c=104/0,86=120,93В

Выберем мощный триодный тиристор УПВК-50 с принудительным воздушным охлаждением класс 2,0 (обратное напряжение 600В), прямой ток до 50А. Общее количество - 6 штук.