151595 (Система управления тиристорного электропривода продольно-строгального станка), страница 2

Расшифровка типоразмеров

4ПФ180S – четвертая серия приводов механизмы, которых предназначены для станков с числовым программным управлением.

180 – высота оси вращения

S – условная длина сердечника якоря

УХЛ4 – умеренный или холодный климат

Охлаждение ICO 6 – независимая вентиляция

Расчет мощности двигателя подачи

1. Суммарное усилие, необходимое для перемещения резца:

(7)

где: F_x=0.4*20487.2=8194.88 H

F_y=0.3*20487.2=6146.16 H

μ=0.15

F_n=8164.88+0.15(20487.2+6146.16)=12189.88 H

2. Мощность подачи

(8)

3. Полная расчетная мощность

(9)

4. Угловая скорость двигателя

(10)

5. Выбирается двигатель подачи по условиям Р_н≥Р_рп; ω_н≈ω_п и выписываются его полные технические данные.

Таблица 2 – Технические параметры двигателя подачи

Расшифровка типоразмеров

4ПФ160L – четвертая серия приводов механизмы, которых предназначены для станков с числовым программным управлением.

160 – высота оси вращения

L – большая длина сердечника якоря

УХЛ4 – умеренный или холодный климат

Охлаждение ICO 6 – независимая вентиляция

2.2. Выбор тиристорного преобразователя и расчёт его силовых параметров

Для питания обмотки якоря двигателя используется тиристорный преобразователь.

Исходные данные для расчета:

U₁~=380В – переменно напряжение питающей сети

f₁=50Гц – частота тока питающей сети

U_d=440В – среднее выпрямленное напряжение

I_d=I_н=114А – средний номинальный ток нагрузки

а=30^о – оптимальный угол управления тиристорами

2.2.1 Расчет мощности и выбор типового тиристорного преобразователя

где: Кз=1,1-1,2 – коэффициент запаса

Ud=440В – напряжение питания главного двигателя

Id=114А - средний номинальный ток нагрузки

η_ТП=0,95-0,97 – КПД тиристорного преобразователя

Условия выбора тиристорного преобразователя:

Р_н≥Р_р; I_нтп≥I_d; ~U_1н=~U_i; U_нтп≥U_d

Рисунок 3 – таблица выбора параметров силового тиристорного преобразователя

2.2.2 Расчет параметров управляемой схемы выпрямления

Определяем фазное напряжение:

Определяем обратно максимальное напряжение на вентиле в непроводящий полупериод:

Определяем максимальное прямое напряжение, приложенное к тиристору в момент его открывания:

Определяем средний ток вентиля:

Определяем действующий ток вентиля:

Выбираются силовые тиристоры по условиям:

I_н≥I_в.ср; U_пр≥U_обр.м; U_нп≥U₁; I_вт≥I_в

Принимаются к установке силовые тиристоры типа Т131-50. их технические данные записываются в таблицу 3.

Таблица 3 – Параметры выбора силовых тиристоров

2.2.3. Расчет параметров силового согласующего трансформатора

U_1ф – фаз ное напряжение первичной обмотки трансформатора

I₁ – ток первичной обмотки трансформатора

I₂ – ток вторичной обмотки трансформатора

P_d – расчётная мощность нагрузки, кВт

S_т – расчётная мощность трансформатора, кВА

Находим фазное напряжение вторичной цепи:

Находим коэффициент трансформации:

Находим ток первичной обмотки:

Находим ток вторичной обмотки:

Находим номинальную активную мощность трансформатора:

P_dН=I_dН*U_dн=114*440=57,1 кВт

Находим полную мощность трансформатора:

S_Т=К_п*Р_d=1.05*57.1=60кВА

Выбираем трансформатор по условиям: I_1н≥I₁; I_2н≥I₂; U_1н≥U₁; Р_н≥Р_dн; S_н≥S_т

Таблица 4 – выбор силового согласующего трансформатора

Расшифровка типоразмеров:

Сухие трансформаторы предназначены для питания тиристорных преобразователей с трехфазной мостовой схемой выпрямления.

ТСП – для встраивания в шкафы, сухого исполнения.

УХЛ4 – эк сплуатация в зоне умеренного и холодного климата.

100 – типовая мощность трансформатора, кВА.

Для трансформаторов ТСП выводы располагаются на широкой части трансформатора.

2.2.4 Расчет и выбор сглаживающего реактора

Исходные данные:

Р=6 – число пульсаций

Z=2.5 – коэффициент сглаживания пульсаций

ω₁=2*π*f₁=2*3.14*50=314c^-1

Находим сопротивление токопроводящих частей реактора:

Находим индуктивность реактора:

Таблица 5 – выбор сглаживающего реактора

Расшифровка типоразмеров:

Ф – фильтровый

Р – реактор

О – однофазный

С – охлаждение естественное, воздушное при открытом исполнении.

1,5 – номинальная индуктивность

250 – номинальный ток

2.2.5 Расчет R и С элементов

Для защиты силовых тиристоров от схемных, коммутационных перенапряжений в непроводящий полупериоды включаются параллельно каждому теристору защитные R,C цепи.

Находим расчетное значение величины сопротивления:

где: U_обр.м – обратное максимальное напряжение на вентиле, В

I_обр.м – обратный максимальный ток вентиля (ток утечки), мА

Таблица 6 - выбор сопротивления

Расшифровка типоразмеров:

ПКВ – проволочные сопротивления для переменной цепи

Находим расчетное значение величины емкости R-C цепи:

где: Uк – относительная величина напряжения К.З. согласующего

трансформатора

I_пр.м=I_в=65,8А

Таблица 7 – выбор конденсатора

Расшифровка типоразмеров:

КПБ – конденсаторы металлобумажные

2.3. Расчёт регулировочных и внешних характеристик тиристорного

преобразователя

2.3.1 Расчет регулировочных характеристик

Рассматриваются три варианта режима управляемого выпрямителем:

- на активную нагрузку

- на индуктивную нагрузку

- на активно-индуктивную нагрузку

Таблица 8 – расчет регулировочных характеристик тиристорного преобразователя

Рисунок 4 – регулировочные характеристики Ud(a) для 3-х фазно-мостовой схемы выпрямления.

2.3.2 Расчет и построение внешних характеристик тиристорного преобразователя

Исходные данные:

U_d0=440B

I_d=114A

R_ф – (0,1-0,15 Ом) – активное сопротивление фазы плеча преобразователя

X_s – (0,2-0,24 Ом) – индуктивное сопротивление фазы