Проектирование электропривода плоскошлифовального станка ЗЛ740С

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

металлорежущий шлифование электропривод

Машиностроение является одной из важнейших отраслей в народном хозяйстве. Оно создаёт условие для развития многих других видов производства и отраслей промышленности. Развитие самого машиностроения зависит от станкостроения. Новые станки различного технологического назначения, прогрессивные конструкции режущего инструмента обеспечивают автоматический процесс обработки, сокращение времени для наладки оборудования, возможность многостаночного обслуживания, повышение качества продукции, производительность труда и культуры производства. В настоящее время наряду с задачей повышения эффективности эксплуатации существующего оборудования поставлена задача увеличения производства средств автоматизации, оснащённых микропроцессорами и малыми ЭВМ, а так же гибких производственных систем. Станки с ЧПУ постепенно заменяют оборудование с ручным управлением.

В устройстве металлорежущих станков имеется много общего. Это объясняется самой сущностью процесса резания. Основу устройства металлорежущих станков составляет совокупность механизмов и других технических устройств, обеспечивающих главным образом два движения -- движение резания (резцом, фрезой, сверлом и т. д.) и движение подачи заготовки или режущего инструмента.

1. Описательная часть

1.1 Назначение и техническая характеристика оборудования

Металлорежущие станки для обработки заготовок абразивным инструментом образуют группу, состоящую из шлифовальных, полировальных, доводочных и заточных станков. Шлифовальные станки обеспечивают шероховатость обрабатываемой поверхности Ra 1,25...0,02 мкм. На шлифовальные станки поступают главным образом заготовки после предварительной механической и термической обработки с минимальными припусками на обработку.

В зависимости от формы поверхности шлифуемой заготовки и вида шлифования различают: круглошлифовальные; внутришлифовальные; плоскошлифовальные. На рисунке приведен общий вид шлифовальных станков основных типов.

Главное движение резания в шлифовальных станках -- вращение шлифовального круга. Его окружная скорость v (скорость главного движения резания), м/с, v= 35 ...60 м/с, при высокоскоростном шлифовании v = 80... 120 м/с.В массовом производстве наибольшее распространение получили станки с круглым столом, а также двусторонние торце шлифовальные станки с горизонтальным и вертикальным расположением шпинделей.

Шлифование плоских поверхностей заготовок производится периферией круга или его торцом. Существуют плоскошлифовальные станки с прямоугольным и круглым столами. Расположение шпинделя шлифовального круга может быть горизонтальным или вертикальным. В единичном, мелкосерийном и среднесерийном производстве наиболее часто используют плоскошлифовальные станки с прямоугольным столом и горизонтальным шпинделем. В массовом производстве наибольшее распространение получили станки с круглым столом, а также двусторонние торцешлифовальные станки с горизонтальным и вертикальным расположением шпинделей.

Шлифовальный станок, для труднообрабатываемых поверхностей, с сверхтвёрдым абразивным инструментом, тонкой обработки, абразивный инструмент - алмазный. Это сочетание позволит проводить обработку труднообрабатываемых поверхностей, как титан, за счёт наличия охлаждения, и сверхтвёрдого инструмента. Фиксация прижимами позволит крепко закрепить деталь, что повысит точность обработки. А величина шлифзерна абразива позволит получать гладкие поверхности. Шлифовальный станок, для обработки материалов средней сложности обработки, с мягким абразивом, с рабочим инструментом - шлифовальной лентой. Фиксация детали магнитными плитами.

Станок имеет воздушное охлаждение и возможна полная автоматизация цикла. Наличие особо тонкого инструмента позволит полировать детали с высокой степенью точности и качества поверхности, шлифовальная лента позволяет достичь высокой продуктивности агрегата. Наличие охлаждение так же положительно влияет на точность и состояние поверхности, так как не допускает перегрева. А возможность автоматизации делает этот станок не заменимым в области машиностроения, где обработка деталей ведётся в промышленном объеме.

Шлифовальный станок, для обработки легкообрабатываемых поверхностей, например древесины, с твёрдым абразивным инструментом, средней величины шлифзерна, в виде эльбового круга, без фиксации, охлаждения и автоматизации. Это простой в обращении деревообрабатывающий станок, с помощью которого можно получать изделия из древесины. Отсутствие охлаждения и автоматизации никак не повлияет на процесс, однако понизит себестоимость станка.



Рисунок 1 - Схема управления двигателями

Управление двигателем шлифовального круга (ДК) и двигателем шлифовальной головки (ДГ) осуществляется по схеме, приведенной на рис. 1, из которой видно, что после включения рубильника Р и нажатия кнопки «Пуск» замкнутся контакты контактора К, в результате чего будет произведен запуск двигателя ДК.

1.2 Краткий режим работы электрооборудования и требования к САУЭП

Рассмотрим плоскошлифовальный станок с прямоугольным столом. На направляющих станины 7 станка (Рисунок 2) установлен стол 5, совершающий возвратно-поступательное перемещение от электропривода, расположенного в станине. Закрепление заготовок обычно производится с помощью магнитной плиты 72, закрепленной на столе. На станине смонтирована стойка Р, несущая шлифовальную бабку 10 с горизонтальным шпинделем шлифовального круга 77, закрытого кожухом 5. От механизмов подач, находящихся в станине, шлифовальной бабке сообщаются поперечное движение подачи (после каждого двойного хода стола) и вертикальное движение подачи (после каждого рабочего хода по снятию припуска со всей обработанной поверхности заготовки). Шпиндель вращается от электродвигателя, встроенного в шлифовальную бабку. Работа механизмов подач осуществляется от электропривода управляемой от панели 2. Установочные ручные перемещения стола (в продольном направлении) осуществляются маховиком 3, а шлифовальной бабки (в вертикальном направлении) -- маховиком 8. Включение и выключение станка производят с пульта управления 4. Во время работы магнитную плиту с обрабатываемой заготовкой закрывают кожухом 6. СОЖ поступает из бака с помощью насоса 14.

На рисунке 3 приведена кинематическая схема универсального плоскошлифовального станка. Главное движение -- вращение шлифовального круга от электродвигателя Ml через шкивы 7 и 8 и ременную передачу. Частота вращения шпинделя -- постоянная. Опускание или подъем шлифовальной головки происходит с помощью винтового механизма с винтом 6 и гайкой 5, с которой жестко соединено червячное колесо 3. Вращение червяка 4 осуществляется: при ускоренном перемещении -- от электродвигателя М2 через цилиндрическую зубчатую передачу на зубчатые колеса 1 и 2; при автоматической вертикальной подаче -- от лопастного насоса, работающего в момент поперечного или продольного реверса стола, через собачку 24, храповик 23, скрепленный с колесом 22, и далее через колеса 20 и 21 на червяк 4. Предел вертикальной подачи ?двх=0,002...0,05 мм на двойной ход стола. Нижний предел 0,002 мм соответствует повороту храпового колеса 23 на один зуб. Ручное продольное перемещение стола осуществляется от маховика через зубчатые колеса 14, 15, 13 к 11 и рейку 12.

В нормальном состоянии механизм ручного продольного перемещения стола разомкнут путем вывода колеса 11 из зацепления и включения микропереключателя, допускающего включение механического перемещения стола. Винт 9 с гайкой 10, закрепленные в крестовом суппорте, осуществляют поперечную подачу стола: в автоматическом режиме -- от электродвигателя МЗ через зубчатые колеса 26, 27, 16 и 77; в ручном режиме -- от маховика через колеса 17, 16. Тонкую поперечную подачу осуществляют нажатием кнопки, через конические колеса 18 и 19, муфту 25 и зубчатые колеса 17 и 16.

Рисунок 2 - Общий вид шлифовальных станков основных типов:

А-- плоскошлифовальный станок с прямоугольным столом и горизонтальным шпинделем: 1 -- станина; 2 -- панель управления; 3 -- маховик ручного перемещения стола; 4 -- пульт управления; 5 -- стол; 6, 7 -- кожухи; 8 -- маховик; 9 -- стойка; 10 -- шлифовальная бабка; 11 -- шлифовальный круг; 12 -- магнитная плита; 13 -- гидростанция; 14 -- насос подачи СОЖ; Б -- круглошлифовал ьный: 1 -- электрошкаф; 2 -- передняя бабка; 3 -- рукоятка подачи СОЖ; 4 -- люнет; 5 -- механизм автоматической правки круга; 6 -- маховик поперечного движения подачи; 7 -- шлифовальная бабка; 8 -- механизм поперечных подач; 9 -- пульт управления; 10 -- гидростанция; 11 -- рукоятка ручного зажима пиноли бабки; 12 -- задняя бабка; 13 -- рукоятка подвода-отвода шлифовальной бабки; 14 -- панель гидроуправления; 15 -- педаль гидравлического отвода пиноли задней бабки; 16 -- ось; 17 -- маховик; 18 -- станина; 19 -- верхний стол; 20 -- нижний стол; В -- внутришлифовальный: 1 -- станина; 2 -- кожух; 3 -- щитки; 4 -- механизм поперечной подачи изделия; 5 -- подвижная плита; 6 -- бабка изделия; 7-- маховик ручной поперечной подачи изделия; 8 -- заготовка; 9 -- круг для торцового шлифования; 10 -- рукоятка перемещения круга для торцового шлифования; 11 -- шлифовальный круг для внутренней обработки; 12 -- корпус устройства для торцового шлифования; 13 -- рукоятка поперечного перемещения шлифовального суппорта; 14 -- суппорт шлифовального круга; 15 -- пульт управления станком; 16 -- стойка; 17 -- стол станка; 18 -- кожух стола; 19 -- рукоятка продольного перемещения стола; 20 -- упоры продольного перемещения стола

Рисунок 3 - Кинематическая схема плоскошлифовального станка с горизонтальным шпинделем:

1, 2 -- зубчатые колеса; 3 -- червячное колесо; 4 -- червяк; 5, 10 -- гайки; 6, 9 -- винты; 7, 8 -- шкивы; 77, 13, 14, 75, 16, 17, 20, 21, 22, 26 и 27 -- зубчатые колеса; 12 -- рейка; 18, 19 -- конические колеса; 23 -- храповик; 24 -- собачка; 25-- муфта; Ml, М2 -- электродвигатели; Dr-- направление движения резания вертикальное движение подачи) на глубину шлифования. В том случае когда высота шлифовального круга больше ширины заготовки, поперечное движение подачи отсутствует.

1.3 Задачи проектирования электропривода

В соответствии с требованиями технологического процесса и режима работы продольно - фрезерного станка необходимо обеспечивать качественные технические показатели работы оборудования, возможность технической переналадки. В проекте предусматривается применение электропривода постоянного тока, который по своим показателям обеспечивает необходимые требования:

- широкий диапазон регулирования скорости движения;

- плавность и точность регулирования скорости требуемом диапазоне;

- получение качественных характеристик регулируемых координат;

- высокое быстродействие, устойчивость, стабильность при регулировании, получение жестких механических характеристик;

- система управления электроприводом должна выполняться на типовой унифицированной элементной базе, содержащей современной аналоговой и дискретной элементы и устройства управления;

- снижение потерь электроэнергии в установившемся режиме и переходных ремонтных режимах работы привода;

- повышение энергетических показателей работы электропривода;

- повышение эксплуатационной готовности электропривода;

- увеличение времени наработки до отказа, сокращение времени обнаружения неисправностей за счет использования средств контроля и диагностики.

Исходя из вышеуказанных технических требований, в проекте предусматривается разработка системы регулируемого электропривода с тиристорным преобразователем позволяющим обеспечить необходимые качественные показатели. Вышеизложенные требования предъявляемые в системе управления в электроприводе найдут своё отражение при проектировании.

2. Расчетная часть

2.1 Расчёт мощности и выбор двигателя привода

2.1.1 Главный привод вращения:

Исходные данные:

плоскошлифовальный станок

Вид шлифования: плоское на прямоугольном столе.

Характеристика шлифования: черновое, торцом круга.

Рисунок 4 схема точения заготовки станком

Материал шлифовального круга: электрокорунд.

Обрабатываемый материал: сталь.

dk - диаметр круга, мм; dk= 450мм;

В - ширина круга, мм; В=75мм;

Vk - скорость резания, м/с; Vk=33,9м/с;

Vu - окружная скорость изделия, м/мин; Vu =0,82м/мин;

- КПД станка, %; =72%;

t - глубина реза, мм; t=0,03мм.

Мощность привода главного движения определяется по формуле:

где Pzт - мощность резания (шлифования), кВт. Мощность резания определяем по формуле:

где Cp,Vu,Pp,Xp,Zp, - коэффициенты, характеризующие обрабатываемый материал.

мм/дв.х

Таблица 1 - Технические характеристики выбранного двигателя серии АИР80А4

Sном=7%

Kmin=1,6

2.1.2 Привод подачи:

Расчетные данные:

Gп - масса заготовки, кг; Gп=1000кг

Gст - масса стола,кг; Gст=400кг

- КПД станка, %; =72%

Vzп - скорость перемещения заготовки; Vzп=4м/мин

мощность двигателя подачи (4)

общая масса заготовки и стола (5)

Определим передаточное число редуктора стола по формуле, в условии сохранения постоянства подачи Vz=4м/мин:

V=; (6)

r =

И диаметр ведущей шестерни рейки:

i= где, (7)

nдв- номинальная скорость вращения двигателя, об/мин:

выбираем nдв=750 об/мин

Выбранный двигатель подачи серии: АИР 100L-8

Таблица 2- Данные двигателя АИР 100L-8

Название параметра	Значение
при номинальной нагрузке	скольжение, %	6
	КПД, %	76
	cos	0.73
Tп/Tном	1.6
Tмакс/Tном	1.7
Tмин/Tном	1.2
Iп/Iном	5.5
Мощность, кВт	1.5
Iстат, А	4
Uном, В	220В, 380В, 660В

2.2 Расчет электрических параметров и выбор тиристорного преобразователя и его элементов и устройств

2.2.1 Расчет и выбор преобразователя

Исходные данные:

Р1-мощность главного двигателя, кВт; Р1=0,78кВт

- КПД двигателя, %; =72%

ном-КПД номинальное двигателя, %; ном=75;

n1- число оборотов двигателя, об/мин; n1=1443об/мин

Рном- номинальная мощность двигателя, кВт; Рном=1,1

ном- номинальное напряжение на двигателе, В; Uном=380В;

Рассчитаем номинальный ток частотного преобразователя по формуле:

; (8)

Iном=

После этого определим мощность преобразователя частоты формулой:

Рпч= где, (9)

Кз- коэффициент запаса; Кз=1,1;

Епч- ЭДС преобразователя определяется по формуле:

Епч=Кс*Кr*Ко*Ud :

Кс- коэффициент; Кс=1,1

Кr-коэффициент падения напряжения; Кr=1,05

Ко- коэффициент охлаждения; Ко=1

Епч=1,1*1,05*1*380=439 В

пч=95%

Рпч= кВт

Выбранный тиристорный преобразователь:

ТПРЗ-1000- марка преобразователя

Uвх=400В

Р=2,2кВт

I=6 A

Iвых max=7,2 A

Uвых min=0 B

Uвых max=400 B

fmax=400 Гц

Uном вых=380 В

fном вых=50/60 Гц

2.2.2 Расчет параметров управляемого выпрямителя

Определяются расчетные величины, исходя из соотношений, согласно принятой схеме выпрямления:

U2ф = Ud * 1,05 = 380* 1,05 = 399 B (10)

U2ф - фазное напряжение

Uобр.max = v6 * U2ф = 2,44 * 399 = 973.6 В (11)

Uобр.max - обратное максимальное напряжение на вентиле в непроводящий полупериод, В

Uпр.m. = v6 * U2ф * Sin Ь = 2,44 * 399 * 0,5 =486.8 B (12)

Uпр.m. - максимальное прямое напряжение, приложенное к тиристору в момент его открывания, В;

Iв.ср. = Id / 3 = 2,7/ 3 = 0,9A (14)

Iв = Id / v3 = 2,7/ v3 = 1,56 A (15)

2.2.3 Расчет индуктивности и выбор сглаживающего реактора

Определяется расчетная индуктивность.

мГн (16)

Rm = Udm / Idm = 380 / 3 = 126,7 Ом (17)

щ1 = 2 * р * f1 = 2 * 3,14 * 50 = 314 с (18)

Число пульсаций Р = 6

Z - кратность пульсации выпрямленного тока после реактора.

Z = 2,5

Условие выбора:

Lн ? Lр

Iн ? Iр

Uр = Uр

По результатам расчета индуктивности выбирается сглаживающий реактор, его технические данные выписываются в таблицу 3.

Таблица3 - Выбранный реактор

Тип реактора	Номинальный постоянный ток	Номинальная индуктивность	Активное сопротивление
	А	МГн	Ом
1	2	3	4
РС-53	20	7	40

2.2.4 Расчет элементов защитных цепей и их выбор

Для защиты силовых тиристоров от схемных, коммутационных перенапряжений в непроводящие полупериоды включаются параллельно каждому тиристору защитные R - C цепи.

Расчетное значение величины сопротивления:

Rp = Uобр.m / Iобр.m = 973.6 / 3 = 324.53 Ом (19)

где Uобр.m - обратное максимальное напряжение на вентиле, В;

Iобр.m - обратный максимальный ток вентиля (ток утечки), мА;

Iобр.m = 3 мА

По расчетному значению Rр выбирается резистор по условиям:

Rн ? Rp;

Uн ? Uобр;

Pн ? Pp.

где Рр - расчетная мощность резистора.

Рр = Iобр.m2 * Rp = 32 * 0,32 = 2.88 кВт (20)

Таблица 4 выбранный конденсатор типа RC

Тип	Границы сопротивления	Наибольшее рабочее напряжение, В
	минимального, Ом	максимального, кОм
1	2	3	4
КЭП-6	4	3	680

Величина емкости R - C цепи:

(21)

где Uк - относительная величина напряжения короткого замыкания согласую- щего трансформатора.

Uк = 5,2 %

I?обр.m = 3 мА

щ = 314 сО?

Iпр.m = Iв = 1,56 А

Uобр.m = 563,7 В

По результатам расчета величины емкости R - C выбирается конденсатор, его технические данные выписываются в таблицу 6.

Таблица 5 - Технические данные конденсатора.

Тип	Номинальная емкость, пФ (от 51 до 3300), мкФ (от 0,01 до 1 и от 1,0 до 5000,0)	Допустимые отклонения номинальной емкости	Номинальное напряжение тока	Диапозон рабочих температур
	мкФ	%	В	°С
1	2	3	4	5
К31-11	38	7	400	-10 до +40

2.3 Расчет регулировочных и внешних характеристик тиристорного преобразователя

2.3.1 Расчет и построение регулировочных характеристик

Регулировочной характеристикой называется зависимость выпрямленного напряжения Ud от Ь Ud (Ь). Регулировочные характеристики строятся в зави-симости от режима работы.

Расчет регулировочных характеристик тиристорного преобразователя про-изводится для 3-х режимов:

1) на активную нагрузку;

2) на индуктивную нагрузку;

3) на активно-индуктивную нагрузку.

Расчет регулировочных характеристик сводится в таблицу 7.

Таблица 6 - Расчет регулировочных характеристик.

№	Режим работы	Ь, °	Ud,В	Расчетные формулы
1	На активную нагрузку	0 30 60 90 120	380 354,5 285 190 95	1 + cos Ь Ud = Ud0 * ---------- 2 Ud0 > Ь = Ud0 = 380 B
2	На индуктивную нагрузку	0 30 60 90	380 353,6 190 0	Ud = Ud0 * cos Ь
	На активно- индуктивную нагрузку	60 90 120	110 29,5 0	Для 3-х фазной мостовой схемы Ud = Ud0 * [ 1 + cos (р / 3) + Ь] Ь ? р / 3

2.4 Выбор функциональных блоков и устройств системы управления

Обоснование функциональной схемы

Таблица 7 - обозначение элементов управления.

№	Обозначение	Наименование	Функциональное значение	Основной принцип действия
1	СБ	Силовой блок	Для преобразования переменного напряжения в постоянное регулируемое напряжение, поступающее на якорь двигателя	Характеризуется работой управляемой схемой выпрямления
2	УЗСП	Устройство задания скорости	Для задания скорости ДПТ при помощи тахогенератора	Сигнал задания изменяется при изменении нагрузки на валу двигателя.
3	УОС	Устройство обратной связи	Для измерения сигналов по току статора и току возбуждения	Используются датчики тока: трансформаторы тока
4	РТ	Регулятор тока	Для регулирования тока возбуждения ДПТ	Непрерывное сравнение сигналов задания и сигнала обратной связи по току статора двигателя
5	СИФУ	Система импульсно-фазового управления	Обеспечивает формирование сигналов управления, по которым создаются отпирающие импульсы	В основе принципа работы используется вертикальный метод сравнения трех напряжений. Фаза импульса определяется Uу, частота определяется Uоп
6	ЯПУ	Ячейка пуска и управления	Контроль пуска ДПТ	При подаче питания напреобразователь, происходит преобразование напряжения, и в работу включается СИФУ и двигатель запускается в работу.
7	ЯР	Ячейка регулирования	Для автоматического регулирования тока возбуждения	Измеряются сигналя по току и напряжению двигателя и сравниваются с заданными установками. Отклонение сигналов регулируется.
8	БЗ	Блок защиты	Для защиты от аварийных режимов	Отключение аварийных устройств при повышении уставок.

2.5 Выбор основных эл. аппаратов управления и защиты

Таблица 8 - выбор электрических аппаратов управления

№	Обозначение	Наименование электрического аппарата	Количество	Условия выбора	Расчетные параметры	Тип	Технические данные
1	2	3	4	5	6	7	8
1	QF 1	Автоматический выключатель в силовой цепи	1	Uн ? Uc Iн ? Ip Iн.э.р. ? Iр.э.р. Iн.т.р. ? Iр.т.р. По числу полюс. По исполнению tотк.	Uн = 380ВUc Uc=380В Iн.э.р=280АIр.т.р. Iр.т.р.=60А 3-х полюсные	ВА043619И5	IP23 УХЛ-4
2	QF 2	Автоматический выключатель в силовой цепи	1	Uн ? Uу Iн ? Iу.p. Iн.э.р. ? Iр.э.р. По числу полюс. По исполнению tотк.	Uн=380ВUу Uу=10В Iн=1АIу.р I=1А 1 полюс.	Свободный контакт ВА043619,5
3	QF 3	Автоматический выключатель в силовой цепи	1	Uн ? Uc Iн ? Ip Iн.э.р. ? Iр.э.р. Iн.т.р. ? Iр.т.р. По числу полюс. По исполнению tотк.	Uн=380ВUc Uc=380В Iн.э.р=280АIр.т.р Iр.т.р=54,09 3-полюсной.		Ip23 УХЛ-4
4	КМ1 КМ2	Контактор, магнитный пускатель	2	Uн ? Uc Iн ? Ip Uн.к. = Uу По числу контактов По исполнению	Uн=380ВUс Uc=380В Iн.э.р=65АIр.т.р. Iр.т.р=60А Uн.к=Uу Uн.к=10В	КМИ-46532
5	SB1, SB2	Кнопка управления	2	Uн ? Uу Iн ? Iк.max. По числу контактов; По исполнению	Uн=48В Iн=10А Iк.max=1А SB1-нормально замкнутый. SB2- норм. Раз.		IP20 У ХЛ-4
6	SA	Ключ управления	1	Uн ? Uу Iн ? Iк.max. По числу положений По числу контактов По исполнению	UнUу Uн=48В Iн=10АIк.max=1А 1 разомкнутый контакт
7	KV	Реле напряжения	1	Uн ? Uу Iн ? Iк.т. По числу контактов По исполнению	400/440=Uн/Uуст 30/60=Iн/Imax		ОПС1 (УЗИП)
8	КТ1, КТ2	Реле времени	2	Uн ? Uу Uн.к. = Uу Iн ? Iк tсраб. По числу контактов По исполнению	Uу=220В Uк=220В Iк=0,03А tсраб=1-9с 1з+1р Защищен	ЭВ-200	Uн=220В Uнк=220В Tсраб=0,1-10с 1з+1р Iн=3А
9	НL	Лампа сигнальная	1	Uнл?Uру Iнл?Iрл Rн.доб?Rр	Uр.у=24В Iрл=120мА;Rр=2200Ом	АС2000 лампа КМ-90	Uнп=24В Iн=90мА Rн=2200Ом
10	FU	Плавкие предохранители	2	Uн?Uу Iн?Iу Iн.вст?Iр.вст	Uу=220В Iу=УIкат=3,6А Iр.вст=9А	ППТ-10	Iн=10А Uн=220В Iв.ст=9А

2.6 Краткое описание работы схемы управления электропривода

Электропривод имеет 2 зоны регулирования скорости: в 1 зоне измерение скорости производится от минимального значения до номинального значения, за счет изменения подводимого напряжения к якорю двигателя. Во 2 зоне регулирования скорости производится за счет изменения подводимого напряжения к якорю двигателя. Во 2 зоне регулирования скорости производится за счет уменьшения магнитного потока возбуждения, и скорость увеличивается выше номинальной. Предусмотрены 2 ТП; ТПЯ - 1 зона регулирования и ТПВ, вторая зона регулирования.

Система управления построена по принципу подчиненного регулирования координат скорости и тока. Задание скорости зависит от напряжения Uзад и с помощью задатчика интенсивности ЗИ определяется закон качественного регулирования. Сигнал с выхода ЗИ через фильтр R8, R15, C поступает на вход РС. Где сравнивается сигналом ОС от BR1. Выход сигнала с RS действует через нелинейное звено НЗ на переключатель характеристик ПХ и затем в устройство УО (управляющий орган). Блок УО включает в себя регулятор тока РТ и СИФУ. Выход с СИФУ действует сигналом на ФИ1-ФИ3, которые формируют отпирающие импульсы идущие на силовые тиристоры ТПЯ. Переключение каналов СИФУ производится ЛУ. Между первой зоной регулирования и второй зоной действует обратная связь, и создает непрерывную зависимость регулирования скорости в зависимости от нагрузки на двигателе.

Работа схемы СИФУ

Система импульсно-фазового управления (СИФУ) предназначена для преобразования постоянного управляющего напряжения в последовательность управляющих импульсов соответствующей фазы, подаваемых на управляющие переходы тиристоров силовых вентильных комплектов. СИФУ состоит из следующих основных узлов:

- источника синхронизирующего напряжения - ИСН;

-формирователей импульсов - ФИ1...ФИ3;

- управляющего органа - УО;

- усилителей импульсов - УИ;

-вводных устройств - ВУ (импульсных трансформаторов).

Формирователь импульсов (ФИ) состоит, в свою очередь, из следующих узлов:

- фильтра (Ф) на элементах R1, R2, С1, двух пороговых элементов (ПЭ1, ПЭ2) на транзисторах V 1...V4; .

-формирователя синхронизирующих импульсов (ФСИ) на микросхеме Д1;

- генератора пилообразного напряжения (ГПН) на элементах V6, С2, А1.1;

-нуль - органа (НО) на микросхеме А1.2;

-RS - триггера (Т) на микросхеме Д2;

- формирователя длительности импульсов (ФДИ) нa элементах С4; V8.

Схема, работает следующим образом:

Синхронизирующее фазное напряжение, поступающее из ИСН сдвигается фильтром. Ф на угол 30 эл. градусов. C выхода фильтра напряжение с помощью пороговых элементов ПЭ1, ПЭ2 преобразуется в прямоугольные противофазные импульсы. Длительность импульсов определяет зону разрешения выдачи управляющих импульсов для двух тиристоров силового моста (анодной и катодной группы) одной и той же фазы сети.

При логическом сигнале «0» на выходах обоих пороговых элементов на выходе ФСИ формирует синхроимпульс (сигнал логической «1»); который осуществляет разряд ёмкости - С2 ГПН через открывшийся транзистор V6. Напряжение ГПН начинает снова линейно нарастать от нуля до 10 B. домен превышения напряжения ГПН над управляющим Uу, поступающим c выхода УО через резистор R1фиксируется нуль-орган НО, который изменяя. свое состояние c «1» на «0», и происходит переключение RS-триггера, вызывая появление на выходе ФДИ импульса, который совместно с сигналам пороговых элементов ПЭ1 и ПЭ2 формирует управляющие импульсы на выходах усилителей импульсов УИ «а» или УИ «х». Усилители импульсов собраны на транзисторах V9...V14, нагрузкой которых являются излучающиё диоды оптронных, тиристоров или вводные устройства ВУ при использовании обычных тиристоров (без оптронного входа).

Вводное устройство (ВУ) служит для гальванического разделения силовой цепи и цепи управления и состоит из 12 импульсных трансформаторов - защитных диодов и резисторов.

Усилители импульсов имеют два входа : один для «своего» импульса, другой - для «чужого» поступающего с другого формирователя импульсов сдвигом на 60 эл. градусов. Это необходимо - для получения сдвоенных импульсов, обеспечивающих нормальную работу трехфазной мостовой схемы выпрямления. С-

Управляющий орган (УО) выполнен на микросхеме А2.2 и служит для согласование выхода сигнала регулирования с входами СИФУ, а так же для установки углов амин, амакс, анач. Начальный угол регулирования (анач) устанавливается примерно 120 эл. градусов переменным резистором R20 при нулевых сигналах на входе УО. Угол амин устанавливается резисторам R40, угол амакс - резистором R39.

2.7 Возможные неисправности, причины возникновения и способы их устранения в электроприводе

Таблица 9 - неисправности свойственные плоскошлифовальному станку

Наименование неисправности	Вероятная причина	Метод устранения
1) При включении электропривода выбивает автоматы, сгорают предохранители.	К.З. в цепи постоянного тока, пробой тиристора	Проверить неисправность тиристоров. Устранить К.З.
2) Электродвигатель работает неустойчиво	Невыставлена коррекция в цепи регулятора скорости или ее обрыв.	Восстановить цепь коррекции.
3) При номинальной величине задающего напряжения не достигается номинальная или максимальная скорость электропривода.	Неправильно установлена глубина обратной связи с тахогенератора. В двузонных ЭП цепь возбуждения не обеспечивает минимальный ток возбуждения	Установить резистором в цепи тахогенератора номинальной скорости вращения. Установить угол а=160 или увеличить ток обратной связи по ЭДС.
4)Отсутствует напряжение на двигателе, горит один или несколько светодиодов.	Срабатывание одной или нескольких защит, предусмотренных в схеме ЭП.	По таблице определить вид сработавшей защиты, установить причину и устранить ее. Чтобы привести электропривод в рабочее состояние необходимо после включения всех автоматов нажать кнопку «Сброс»

Заключение

Цель данной курсовой работы является исследование системы автоматизированного управления электропривода плоскошлифовального станка ЗЛ740С.

В процессе выполнения данного курсового проекта были описаны назначение и техническая характеристика оборудования, размерные ряды станков и их разновидности. Так же в описательной части рассматривалась маркировка станков, отличительные черты для каждого завода- изготовителя и показатели качества и надежности металлорежущих станков.

Вторая часть состояла из расчетов главного привода движения и провода подачи.

В качестве привода главного движения был выбран асинхронный двигатель АИР80А4. Асинхронный двигатель серии АИР 100L - 8 был выбран для привода подачи. По сравнению с двигателем постоянного тока асинхронный двигатель имеет значительно меньшую мощность, которой достаточно для осуществления технологического процесса.

Для управления двигателем рассчитаны частотный преобразователь типа SX-D42P2-EN, блоки управления и защитные цепи.

С помощью расчетной формулы были построены регулировочные характеристики ЧП, которые показывают зависимость выпрямленного напряжения Ud от угла открытия тиристоров Ь в определенном режиме работы на активную, индуктивную и активно-индуктивную нагрузку.

В последствие расчетов были выбраны функциональные блоки и устройства системы управления.

Для управления и защиты выбраны специальные электроаппараты, которые применены в схеме управления приводом.

При работе на токарном станке часто возникают различные неисправности.

Список использованной литературы

1. Копылова И.П. и Клокова Б.К. Справочник по электрическим машинам; В 2 т/под общей редакцией Т1 - М: Энергоиздат 2008г.

2. Перельмутер В.М. Комплектные тиристорные ЭП: справочник под редакцией кандидата технических наук. Энергоиздат 2008.

3. В.Я. Замятин, Б.В. Кондратьев, В.М. Петухов. Мощные полупроводниковые приборы тиристоры: Справочник- М: Радио и Связь 2009.

4. Алиев И.И. Справочник по электротехнике и электрооборудованию (5-е издание исправленное) серия „ Справочник ” - Ростов н/д Феликс 2010.

5. Чиженко И.М. Справочник по преобразовательной технике - Техника 2008.

6. Сандлер А.С.: ЭП и автоматизация металлорежущих станков. Учебное пособие для вузов М: Высшая школа 2009.

7. Зюзин А.Ф., Паканов Н.З. Монтаж, эксплуатация и ремонт электро-оборудования промышленных предприятий и установок : учебник второе изда-ние - М: Высшая школа 2008.

8. Ковалев Ф.И., Мостаков Г.Н. Полупроводниковые выпрямители - вто-рое - М: Энергия 2008.

9. Зимин Е.Н. Электрооборудование промышленных предприятий и уста-новок. Учебник для техникумов - второе издание - Энергоиздат 2009.

10. Москаленко В.В. Электропривод: Учебник для электротехники М: Высшая школа 2009.

Размещено на Allbest.ru