Необходамое ускорение двигателя определяется по времени переходного процесса, заданному закону и диапазону изменения скорости.

При скачкообразном изменении сигнала управления скорость изменится на Дм за время <п,п.если двигатель разовьет ускорение при экспоненциальном характере кривой скорости

е=0,63Д(0/Т,

где Т= /п,п/3-постоянная времени экспоненциальной желаемой кривой изменения скорости; Дм = 2п(ДУ/609 - приращение скорости двигателя.

Таким образом, при разгоне до скорости быстрого хода Об,х за время t.n двигатель должен иметь ускорение

е=0.063л б.,<л< , .

Если задан путь разгона /равг, то ускорение можно определить из выражения

B = 0,0315nt)f/ipa3rSpa3r

с учетом того, что при экспоненциальном законе изменения скорости /разг Обхп,п/2-Таким образом, при скачкообразном изменении управляющего сигнала динамический момент

ЭИ линейном законе движения динами-момент

= 2шй(/ + /дз)/.

где а - линейное ускорение.

В результате проведенных расчетов определяются момент двигателя, необходимый для преодоления сил трения исообщення инерционным массам механизма заданного ускорении Ml, момент на преодоление сопротивления резанию и снл трения при обработке детали Ма и момент холостого хода при ускоренных перемещениях М-

Ml ==Мтах = Л1тр + Л1дии; Л1з = Л1роб =А1рез+Л1тр; Ms - Мх, ж = М-гр.

По рассчитанным значениям моментов Ми Mj и Мз и частот вращения ng , Яров ma* и Ярабтгя выбирают двигатель привода. Длительный момент двигателя в режиме рабочих частот вращения Прбтах - Правт/п должен быть ие менее момента М. Момент двигателя прн частоте вращения яо . соответствующей скорости быстрого хода w в.х. должен быть не менее момента Mg. Максимальный момент двигателя прн разгоне до частоты вращения, соответствующей скорости быстрого хода, за время, не превышающее заданное, должен быть не менее момента М

Максимальный момент двигателя определяется из его коммутационной

кривой /Идв = /( 6.i):

1 Г

дв max -

б. 1

dn.

где Mimax - максимальные значения момента, обеспечивающего удовлетворительную коммутацию двигателя при разгоне до Пб,х. зависящие от частота нращення.

Если двигатель работает в режиме повторно-кратковременной нагрузки с резко переменным характером, то значение номинального момента должно быть уточнено по циклограмме работы привода в соответствии с выражением для среднеквадратичного момента

/1: [щч)

где Ml - значение момента в промежутке времени <, ; St - период работы двигателя.

Прн выборе двигателя с меньшим номинальным моментом, соответствующим Мефф, двигатель должен быть проверен по максимальному моменту Ml и моменту при максимальной скорости Мз.

При проверке правильности предварительно выбранного двигателя параметры дви-> гателя должны удовлетворять следующим неравенствам:

Мдвтах М ах, Л1яомЛ1раб;

Мб. x & Мх. х, Птах > б.

Если предварительно выбранный двигатель не удовлетворяет хотя бы одному из приведенных неравенств, то надо выбрать двигатель большего габарита и повторить расчет.

Электроприводы вспомогательных механизмов. В электроприводах вспомогательных механизмов, как правило, используется нерегулируемый АДс короткозамкиутым роторе. Электроприводы вспомогательных механизмов станков работают в основном в режимах кратковременной нагрузки и должны обладать повышенным пусковым моментом и высокой перегрузочной способностью, особенно для зажимных устройств. Мощность этих двигателей в большинстве своем следует выбирать по допустимой нагрузке на двигатель, как это принято для режимов кратковременной нагрузки (см. разд. 7).

14.4. ПРОМЫШЛЕННЫЕ СЕРИИ

ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ

Неоспоримые преимущества регулируемых электроприводов с вентильными преобразователями привели к их широкому применению н различных отраслях народного хозяйства, в том числе и в станкостроении.

В настоящее время регулируемый электропривод с тиристорным преобразователем в сочетании с широкорегулируемым при постоянной мощности ДПТ в механизмах глав-

ного движения и высокомоментными ДПТ в механизмах подачи является одним из основных технических средств повышения эффективности и качества технологических процессов в станках с ЧПУ. В связи с этим как в СССР, так и за рубежом разрабатывается и выпускается серийно значительное количество тирнсторных электроприводов, предназначенных для механизмов главного движения и механизмов подач металлообрабатывающих станков.

Основной особенностью современных разработок явлиется широкое применение мнк-роэлектроиной интегральной элементной базы, которая позволяет не только существенно сократить габариты тирнсторных преобразователей, но и резко повысить надежность при одновременном усложнении схем, обеспечивая новые качественные показатели приводов. Заметно резкое снижение габаритов и массы, наблюдается переход к рыполнению соединений методом печать - печать, приме-иенню многослойных печатных плат и использованию технологии производства ЭВМ.

Промышленные серии электроприводов постоянного тока можно классифицировать по различным признакам следующим образом.

1) ТЪ способу регулирования частоты вращения двигателя: однозонные (регулирование изменением напряжения якоря до номинальной частоты вращения); двухзонные (регулирование изменением напряжения якоря - I зона и регулирование ослаблением магнитного потока от Яцом До яюл - П зона).

2) По числу рабочих квадрантов привода: двухквадрантные (нереверсивные); четырех-квадрантные (реверсивные).

3) ТЪ исполнению силовой схемы в цепи якори: однофазная; трехфазная несимметричная (мостовая, нулевая); трехфазная симметричная (мостовая, нулевая); трехфазная неуправляемая мостовая схема; шестифазная схема, (Указаны наиболее часто применяемые схемы преобразователей, возможно применение и других схем).

4) По структуре привода: система с суммирующим усилителем; система подчиненного регулирования, имеющая регулятор скорости и регулятор тока.

5) По назначению: регулируемый привод (с обратной связью по частоте вращения); следящий привод (с обратной связью по положению).

По комплектации электрооборудование станков разделяется на следующие группы.

1. Комплектные электроприводы для механизмов главного движения и отдельно для механизмов подач станков, включающие преобразователь, электродвигатель со встроенным тахогенератором (возможно и с датчиком пути - револьвером), силовой трансформатор и реакторы (последние два элемента могут отсутствовать). Обычно комплект поставляется без шкафа управления. Преобразователь, силовой трансфор1матор н другие элемеиты устанавливаются в шкафы управлеиия, изготовляемые станкозаводами. Изготовитель комплекта гарантирует только за-

данные характеристики злектроприводов. Указанный способ комплектации получил наибольшее применение в станках средних и малых размеров.

2. Крмплекты электрооборудования станков, включающие систему ЧПУ, преобразователи для электроприводов главного движения и подач станков и электроавтоматику станков. Дополнительно станкозаводы получают электродвигатели со встроенными тахогенерато-рами, датчики пути и электрооборудование, устанавливаемое на станке. Изготовитель комплекта гарантирует заданные характеристики электроприводов н систем управления. Такой способ комплектации наиболее приемлем для станков с ЧПУ, особенно для сложных многооперационных станков с инструментальными магазинами.

3. Комплектные устройства управления, включаюпдае преобразователи для электроприводов главного движения и подач станков и электроавтоматику станков. Дополнительно станкозаводы получают электродвигатели со встроенными тахогенераторами, датчики пути и электрооборудование, устанавливаемое на станке. Изготовитель комплекта гарантирует заданные характеристики злектроприводов и электроавтоматики. Указанный способ ком-, плектации применяется в основном в тяжелых станках.

Все приводимые ниже электроприводы предназначены для работы в закрытых отапливаемых помещениях при следующих условиях: высота над уровнем моря ие более 1000 м; температура окружающего воздуха (внутри шкафа) 5-45 °С; относительная влажность воздуха 80 % при 30 °С. Окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая токопроводящей пыли, агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих металлы и изоляцию. Содержание масел, пыли- в пределах санитарных норм.

Особенностью работ современных электроприводов главного движения в станках с ЧПУ является совмещение операций в технологических циклах обработки деталей, характерных как для механизмов главного движения, так и для механизмов подач. В станках, где мощность главного привода при максимальной частоте вращения не превышает 5 кВт, для главного движения применяются электроприводы с однозонным регулированием частоты вращения путем изменения напряжения на якоре двигателя, предназначенные для приводов подач.

В большинстве станков с ЧПУ для главного движения применяют приводы с двук-зонным регулированием частоты вращения. В зависимости от требований к характеристикам электропривода применяют следующие варианты структурных схем системы двухзоииого регулироваиия частоты вращения: управление напряжением на якоре двигателя до определенного уровня, а затем управление током возбуждения двигателя с использованием той же главной обратной связи при неизменном напряжении на якоре (независимый принцип управления); управление иапряжением на якоре двигателя во всем диапазоне

Т а б л ВЦ а 14.5. Осяоваые Характерастика комплектных электре

Тип привода

=8

i ..а

в с

Частота вращения двигателя, об/мии

S в о в в в

ов в .

Силоваи схема преобразователя в цепи якоря

ЭТЗ-1

380; 50

ЭТЗ-2

этзд

ЭТРП-1

ЭТРП-2 БТУ3601-Д

БТУ3509-В

380; 50

380; 50

380; 60 380; 60

380; 50

ВТУ3609

380; 60

ПБСТ 2П

ПБСТ 2П

ПБСТ 2П

ПБСТ 2П

2П ПБСТ

2П ПБСТ

110 220 220 440

ИО 220 ПО 220 440

ПО 220 ПО 220

220 МО

220 440

220 440

115 330

115, 230

1000-2200 1000-3000 750-3100 800-3150

1500. 1000 1000. 1500 750-1500 750-1500 750-1500

I0OO. 1500 I00O. 1500 750-1500 750-1600

400-1600 750-1500

750-3350 800-3160

Диапазон регулировании 1000: 1, в том числе полем 5:1

Диапазон регулирования 50: I н 1000: 1,

в том чвсле полем до 10 : 1 в зависимости от характеристики электродвигателя

Диапазон регулирования 200О1 1. полем до 10 : 1

1,15-24

3750, 2500 3000, 3600 2500-4000 1500-4000 1500-3500

750-5000 2500-4000

1,2-2,1 2,5-7,2 1.1-5,6 6-11 12-22

0,6-11

1.6-30

1.6-15 15-30

1,1-40

058-7,5

Бестрансформа-торный нереверсивный трехфазный поау-управляемый мост с разрядным веатнлем

То же

Две трехфазные нулевые

Бестравсформа-торвый пол-востью управляемый трехфазный мост

То же

Две трехфазные мостовые

Однофазнаи мостовая симметричная вереверсивная

Две однофазные мостовые

Таблица 14.6. Основные характеристакя