Автоматизированный электропривод механизма перемещения стола продольно-строгального станка

        Эквивалентный момент за цикл работы:

        Условие выполняется - , следовательно выбранный двигатель подходит по нагреву.

        Запас по нагреву:

 

4. ВЫБОР ОСНОВНЫХ УЗЛОВ СИЛОВОЙ  ЧАСТИ

1. ВЫБОР ТИРИСТОРНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

        Номинальное выпрямленное напряжение и номинальный выпрямленный ток преобразователя принимаем из ряда стандартных значений по ГОСТ 6827-76 (ближайшее большее по сравнению с номинальным напряжением и током двигателя)[3].

        Принимаем U_dN = 230 В; I_dN = 800 А.

        Выбираем стандартный  преобразователь комплектного тиристорного электропривода серии КТЭУ [4]. Выбираем двухкомплектный реверсивный преобразователь, схема соединения комплектов встречно-параллельная, управление комплектами раздельное, каждый комплект выполнен по трехфазной мостовой схеме.

        Номинальное напряжение комплектного электропривода равно  номинальному напряжению двигателя: U_ном = 220 В. Номинальный ток комплектного электропривода выбирается по номинальному току преобразователя: I_ном = 800 А.

        Выбираем тип комплектного электропривода:

        КТЭУ-800/220-13212-УХЛ4.

2. ВЫБОР СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА

        Силовой трансформатор  предназначен для согласования напряжения сети 
(U_с = 380 В) с номинальным напряжением преобразователя.

        Номинальное линейное напряжение вторичных обмоток (расчетное):

        Номинальный линейный ток вторичных  обмоток (расчетный):

        Выбираем трансформатор  типа ТСП (или ТСЗП), трехфазный, двухобмоточный, сухой с естественным воздушным охлаждением, открытого исполнения [2, таб. 3.1]

Таблица 3

Данные  выбранного трансформатора

        Рассчитываем параметры  трансформатора:

        Коэффициент трансформации:

        Номинальный линейный ток первичных  обмоток:

        Активное  сопротивление обмоток  одной фазы трансформатора:

        Активная  составляющая напряжения короткого замыкания:

        Реактивная  составляющая напряжения короткого замыкания:

        Индуктивное сопротивление обмоток  одной фазы трансформатора:

        Индуктивность фазы трансформатора:

, где

        Ω_с - угловая частота сети ( ).

 

 

        

3. выбор сглаживающего реактора

        Сглаживающий редактор включается в цепь выпрямленного  тока с целью уменьшения его переменной составляющей. Пульсации выпрямленного  тока должны быть ограничены на уровне допустимого значения для выбранного двигателя.

        ЭДС преобразователя  при угле управления α = 0:

        Минимальная суммарная (эквивалентная) индуктивность якорной  цепи по условию ограничения пульсаций выпрямленного тока:

, где

        k_U - коэффициент пульсаций напряжения (для трехфазной мостовой схемы принимаем k_U =0,13),

        р - пульсность преобразователя (для мостовой трехфазной схемы р = 6)

        Расчетная индуктивность сглаживающего  реактора:

        Так как расчетная  индуктивность оказалась отрицательной, сглаживающий реактор не требуется. Собственной индуктивности якорной цепи достаточно для ограничения пульсаций тока.

 

        

4. принципиальная  электрическая схема  силовой части

         Принципиальная схема выбирается по [4]. Для номинального тока I_ном = 800 А выбираем схему, приведенную на рис. 1.3 [4]:

         На рисунке 5 приведена схема силовой  части электропривода с номинальным  током 800, 1000 А при напряжении 220, 440 В. Защитные автоматические выключатели  QF1, QF2 установлены последовательно с тиристорами. Для неоперативного отключения электродвигателя от тиристорного преобразователя (ТП) используется рубильник QS. Силовой трансформатор ТМ присоединяется к высоковольтной сети 6 или 10 кВ через шкаф высоковольтного ввода (ШВВ). При напряжении питания 380 В ТП подключается к сети через анодные реакторы LF и автоматические выключатели QF3, QF4.

 

        

5. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ  МОДЕЛЬ СИЛОВОЙ ЧАСТИ  ЭЛЕКТРОПРИВОДА

1. РАСЧЕТ  ЭКВИВАЛЕНТНЫХ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ

         Электрическую часть системы ТП-Д  можно представить в виде следующей  полной расчетной схемы:

         От полной схемы можно перейти  к эквивалентной схеме, где все  индуктивности объединяются в одну эквивалентную индуктивность L_Э, а все активные сопротивления в одно эквивалентное сопротивление R_Э.

        Определим эквивалентные  параметры ТП-Д.

        Фиктивное активное сопротивление  преобразователя  обусловленное коммутацией тиристоров:

        Эквивалентное сопротивление якорной  цепи:

        Эквивалентная индуктивность якорной  цепи:

        Электромагнитная  постоянная времени  якорной цепи:

         Коэффициент усиления преобразователя:

, где

        U_{y max} = 10 В - максимальное напряжение управления СИФУ.

2. Переход к системе относительных  единиц

        Для дальнейших расчетов все параметры и переменные системы  представим в относительных единицах. Общая формула перехода к относительным единицам имеет вид:

, где

        y - значение величины в системе относительных единиц;

        Y - значение физической величины в исходной системе единиц;

        Y_б - базисное значение, выраженное в той же системе единиц, что и величина Y.

        Принимаем базисные величины:

        Базисное  напряжение для силовой  части:

        Базисный  ток для силовой  части:

 

         Базисная скорость:

        Базисный  момент:

        Базисное  напряжение для системы  регулирования (принято):

        Базисный  ток для системы  регулирования (принято):

        Базисное  сопротивление для  системы регулирования:

        Далее используем следующие  переменные в относительных единицах (о.е.):

        Напряжение  управления преобразователя  в о.е.:

        ЭДС преобразователя  в о.е.:

        ЭДС якоря двигателя  в о.е.:

        Ток якоря в о.е.:

        Момент  статического сопротивления  в о.е.:

        Скорость  двигателя в о.е.:

        Определим параметры  объекта управления в о.е.

        Эквивалентное сопротивление якорной  цепи в о.е.:

 

         Коэффициент преобразователя  в о.е.:

        Механическая  постоянная времени: