Разработка электроприводов прессовых машин (стр. 5 из 19)
4 - категория размещения (4 - в закрытом помещении с отоплением и вентиляцией).
Широкорегулируемые повышенной точности с пристроенным тахогенератором постоянного тока и датчиком тепловой защиты, с независимой вентиляцией от пристроенного электровентилятора типа "наездник", степень защиты IР238 по ГОСТ 17494-87, способ охлаждения IС06 по ГОСТ 20459-87.
Расположение вентилятора на торцевой поверхности электродвигателя со стороны коллектора, или на боковой поверхности, сверху. Возможна установка фильтра вентилятора для защиты от попадания пыли вовнутрь. Применена изоляция класса нагревостойкости F по ГОСТ 8865-87.
Группа механического исполнения по ГОСТ 17516.1-90. Конструктивное исполнение по способу монтажа IМ2101 по ГОСТ 2479-79 - горизонтальное, вертикальное валом вверх или валом вниз, крепление за лапы, за фланец.
Режим работы продолжительный S1, допускается работа в режимах S2-S8 по ГОСТ 183-74.
Средний уровень звука при номинальной частоте вращения до 900 мин"1 соответствует классу 1, при номинальной частоте вращения 900 мин" и выше, соответствует классу 2.
Двигатели допускают регулирование частоты вращения напряжением якоря в диапазоне от 0 до 460 В при постоянном моменте, при этом допускается стоянка с моментом, равным половине номинального.
Двигатели допускают регулирование частоты вращения до максимальной ослаблением поля при номинальном напряжении на якоре в диапазоне не менее 1:3 при постоянной мощности.
Условия эксплуатации:
-высота над уровнем моря не более 1000 м;
-температура окружающей среды от 1 до 40°С;
-относительная влажность воздуха до 98% при 1=35°С:
-окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая металлической или другой токопроводящей пыли, агрессивных газов и паров в концентрациях разрушающих металлы и изоляцию;
-надежность и долговечность;
-вероятность безотказной работы за наработку 10 000ч не менее 0,95;
-средний ресурс до списания 30 000ч;
-средний срок службы 1 5 лет.
4.3 Датчики тока и скорости
Наибольшее распространение в регулируемом электроприводе имеют датчики тока и скорости, необходимые для формирования замкнутых контуров в системе регулирования.
Известны две основные системы образования токовой обратной связи: по переменному току на первичной обмотке трансформатора и по постоянному току цепи якоря двигателя. В данной работе используем второй способ. В этом случае измеренное напряжение снимается с шунта, включенного в цепь якоря двигателя. При этом отпадает необходимость в выпрямлении напряжения, однако чувствительность схемы невелика. Номинальное напряжение, снимаемое с шунта, составляет 0,075 или 0,1 В и нуждается в последующем усилении.
(4.17) 
(4.18) 
Ом (4.19)где
-напряжение, снимаемое с шунта, 
В; 
-ток якоря электродвигателяДанное устройство является стандартным, поэтому с учетом номинального значения тока якоря выбираем шунт типа: номинальный ток которого А, номинальное падение напряжения 75 мВ, класс точности
Определим коэффициент шунта:
(4.20) 
(4.21)Выходное напряжение подается на дополнительный усилитель и специальное устройство, которое осуществляет гальваническую развязку силовой цепи от системы управления.
Самым распространённым датчиком обратной связи по скорости в регулируемом электроприводе является тахогенератор. Обратная связь по скорости необходима для создания широкорегулируемого электропривода, поскольку статизм разомкнутой электромеханической системы имеет недопустимо большое значение в нижнем диапазоне регулирования.
Однородность тока тахогенератора и двигателя создаёт определённые удобства при эксплуатации привода, поэтому в подавляющем большинстве случаев применяют тахогенераторы постоянного тока. Стремление уменьшить обратные пульсации требует встройки тахогенератора в двигатель и установки его на якорь электродвигателя. В современных моделях используют тахогенераторы с возбуждением от постоянных магнитов.
Передаточная функция тахогенератора соответствует инерционному звену первого порядка:
(4.22)где
-коэффициент усиления тахогенератора; 
-постоянная времени тахогенератора.Однако постоянная времени тахогенератора невелика (
с) и часто в расчетах подобной величиной пренебрегают. В этом случае тахогенератор представляется безинерционным звеном с передаточной функцией: 
, (4.23)Величину коэффициента усиления тахогенератора можно определить по следующей формуле:
(4.24)где
-номинальное напряжение на якоре тахогенератора; 
-номинальная скорость тахогенератора 
(4.25) 
об/минДвигатель имеет тахогенератор типа ТС-1, с закрытым встроенным исполнением. Возбуждение тахогенератора от постоянных магнитов. Крутизна напряжения 0,033
, нагрузочное сопротивление не менее 2 кОм. Допустимые кратковременные перегрузки по току при номинальном потоке возбуждения: 
в течении 60 секунд, 
в течении 10 секунд.4.4 Время разгона двигателя
Найдем момент инерции шнека:
(4.23)где d-диаметр шнека (d=0,9 м);
l-длина шнека (l=2,7 м);
-плотность стали ( 
);i-передаточное число редуктора (i=16)
(4.24)Суммарный момент инерции на валу двигателя:
(4.25)где
–момент инерции двигателя ( 
); 
(4.26)Время разгона двигателя найдем по формуле:
(4.27) 
сгде
–дополнительный момент при пуске; 
-момент на валу двигателя ( 
).Дополнительный момент при пуске:
, (4.28)где
–коэффициент перегрузочной способности электродвигателя ( 
) 
(4.29)Таким образом, нормальное время разгона системы до номинальной скорости составляет 8, 89 с.
5 УПРАВЛЯЕМЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ
Выпрямление предназначено для преобразования переменного тока в постоянный, и заключается в том, что нагрузка циклически переключается с одной фазы источника переменного напряжения на другую. Такое переключение осуществляется вентилями и называется коммутацией [6].
В управляемом выпрямителе открытие очередного вентиля в общем случае производится со сдвигом на угол регулирования
по отношению к точке естественного открытия (рисунок диаграмма напряжений). Поэтому в интервале 0 
проводит вентиль, у которого потенциал анода ниже, чем у вентиля который открывается при угле .Задерживая момент открытия вентиля по отношению к моменту естественного открытия можно уменьшать среднее значение выпрямленного напряжения. Значит, можно автоматически управлять выпрямленным током или напряжением, и таким образом, получить регулировочную характеристику, необходимую для наших условий, для регулирования скорости двигателя.