Вертикально-фрезерный станок

В мотор-шпинделях применяются, в основном, встроенные асинхронные двигатели, питающиеся от высокочастотных преобразователей, с широким диапазоном регулирования частоты вращения с постоянством мощности. Имеются также разработки синхронных (вентильных) двигателей.

Для повышения динамических характеристик механизмов подачи на таких станках применяют линейные двигатели. В механизмах подачи, в основном, нашли применение линейные двигатели, разработанные на базе асинхронных (индукторных) и синхронных (вентильных) двигателях. В обоих случаях трехфазная обмотка статора находится на суппорте, а ротор выполнен на направляющих в виде «беличьей клетки» для асинхронных двигателей и постоянных магнитов для синхронных . Тиристорные преобразователи частоты (инверторы) представляют собой устройства, преобразующие постоянное или переменное напряжение в переменное заданной частоты. Большинство современных тиристорных инверторов позволяют осуществлять изменение частотной характеристики выходного напряжения в требуемых пределах, благодаря чему они нашли широкое применение в различных отраслях промышленности и транспорта, например, для плавной регулировки скорости вращения асинхронных электродвигателей, обеспечения необходимого режима электропитания плавильных печей и т.п.

Несмотря на то, что в последнее  время все большее распространение  получают преобразователи частоты  на IGBT, тиристорные инверторы по-прежнему доминируют там, где необходимо обеспечить большие мощности (вплоть нескольких мегаватт) с выходным напряжением  в десятки киловольт. Именно то, что тиристорные преобразователи частоты имеют высокий КПД (до 98%), способны успешно справляться с большими напряжениями и токами, а также выдерживать при этом импульсные воздействия и довольно продолжительную нагрузку, является их основным достоинством. Диапазон регулирования скорости (более 10:1) Наиболее целесообразно использовать электроприводы преобразователя частоты фирмы КЕВ. Силовая часть состоит из сетевого выпрямителя, звена постоянного тока и инвертора на выходе. Сетевой выпрямитель состоит из одно- или трехфазной мостовой схемы. Однофазное исполнение ограничено диапазоном небольших мощностей. Выпрямитель преобразует напряжение переменного тока сети в напряжение постоянного тока, которое сглаживается конденсатором, находящимся в звене постоянного тока. При заряде фильтрующего конденсатора кратковременно протекают очень большие токи, что может привести к срабатыванию входных предохранителей и даже к выходу из строя сетевого выпрямителя. Поэтому зарядный ток конденсатора должен быть ограничен до допустимого предела. Это достигается включением последовательно с конденсатором токоограничивающего балластного резистора. После заряда конденсатора этот резистор шунтируется, например, контактами реле и поэтому работает только при включении инвертора. Так как для сглаживания пульсаций напряжения промежуточного звена постоянного тока требуется большая емкость конденсатора, то он в течение некоторого времени после отключения инвертора от сети сохраняет высокое напряжение. Основной функцией преобразователя частоты является получение переменного по частоте и амплитуде выходного напряжения для управления трехфазным асинхронным двигателем. И эта функция возлагается на инвертор, подключенный на выходе. Он формирует трехфазное выходное напряжение, используя принцип широтно-импульсной модуляции, благодаря чему достигается синусоидальная форма тока в трехфазном асинхронном двигателе.

 

Схема управления состоит: из центрального процессора осуществляющий все программное  обеспечение в цифровом и аналоговом режимах, управление работой выпрямителя  автономного инвентора и режимом  электродинамического торможения. Кроме  того данный процессор обрабатывает поступающую информацию.

Схема подключения  силовой части преобразователя  частоты состоит из сетевые предохранителя, главного пускателя, сетевого дросселя,                сетевого фильтра, монтажной панели.

Описание  схемы ЭПУ

Задающий  сигнал поступает с задатчика  скорости на вход задатчика интенсивности. Далее регулятор скорости обрабатывает данный задающий сигнал и сигнал обратной связи снимаемый с тахогенератора БР1. Скорректированный сигнал с  регулятора скорости поступает на регулятор  тока, одновременно с сигналом обратной связи тока якоря. ВЯ измеряет величину тока, ПХ2 его напряжение. Далее нелинейное звено осуществляет обработку задающего  сигнала, и сигнала обратной связи  по напряжению ДН и датчик ЭДС ДЕ, и с помощью логического устройства  ЛУ, управляет работой переключателя  характеристик ПХ1. В зависимости  от заданной скорости и направления  вращения СИФУ подает управляющие импульсы на один мост преобразователя ТПЯ  и снимает с другова. Чтобы  осуществить разгон двигателя выше номинальной скорости нужно увеличить  угол управления преобразователя ФИВ, что приводит к уменьшению напряжения преобразователя ТПВ, ослаблению потока и разгону выше номинальной скорости. В схеме предусмотрен блок защиты БП, который осуществляет контроль за параметрами схемы, и в случае необходимости вырабатывает управляющее  воздействие на СИФУ о снятии управляющих  импульсов, что равноценно отключению питания.

            2.7. Выбор кабеля.

2.6.1 Определяем расчетный ток кабельной линии при

 

Где: - номинальная мощность, кВт;

2. Определяем сечение токопроводящих жил:

По расчетному току кабельной линии () , выбираем сечение жилы.

2.6.3. Находим потерю напряжения  линии:

 

Где: - длина кабельной линии, км;

 

2.6.4. Выбираем сечение жилы подходящее  по условию, чтобы потеря напряжения  была меньше либо равна 5 %, .

2.6.5. Расчет для выбора кабеля:

2.7.5.1.  Определяем расчетный ток:

 

2.6.5.2.  определяем  сечение токопроводящих жил:

S=4;

2.6.5.3. Находим потерю напряжения  линии:

 

 

2.6.5.4. Выбираем сечение жилы 

 

 

 

2.8.Расчет и выбор преобразователя частоты

Расчет преобразователя  частоты производится по выходному  току, а также мощности и исполнению.

2.8.1. Максимальный ток частотного преобразователя определяется по формуле:

 

Где: - предельная мощность двигателя, кВт;

- линейное напряжение, В, ;

- коэффициент мощности  электродвигателя;

- коэффициент полезного  действия электродвигателя;

- количество  двигателей;

2.8.2. Преобразователь допускает 150% перегрузку по току кратковременно (в течение 60 секунд каждые 300 секунд) следовательно, номинальный ток преобразователя рассчитывается по формуле:

 

 

Где: - номинальный момент двигателя, Н*м;

- номинальная  скорость вращения, об/мин.

 

 

 

2.8.3. Определим предельную мощность двигателя

 

 

2.8.4.Определим максимальный ток частотного преобразователя

2.8.5. Определим номинальный ток преобразователя

 

2.8.6. Вывод: Выбираем преобразователь частоты марки:               6SE6440 - 2AD31 - 8DA1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.10 Расчет электрического освещения

            При расчете электрического освещения определяют количество, тип и 
расположение светильников и мощность ламп, обеспечивающих требуемую 
нормами общую или местную освещенность рабочих мест. Для этого 
должны быть известны размеры освещаемой площади, требуемая нормами 
освещенность и характеристика окружающей среды (влажность, пыльность, 
наличие химически агрессивных паров, пожароопасность, взрывоопасность). Для расчета освещения используют следующие светотехнические величины: освещенность, выражаемую в люксах (лк), и световой поток, выражаемый в люменах (лм).

Требуемые нормами минимальные  освещенности в лк различных 
производственных, административных и бытовых помещений и наружных 
территорий. При освещении люминесцентными лампами создается эффект некоторой сумеречности, вследствие чего в нормах освещенность от люминесцентных ламп задаётся выше, чем от ламп накаливания. Расчёт электрического освещения может выполняться различными 
методами, из которых наиболее простыми являются метод коэффициента 
использования светового потока и метод удельной мощности.

Для расчета освещения применяю метод использования коэффициента светового потока.

Дано:

А×В×Н=20×12×7

ИС-РСЛ, Ен=300лм

Р=50-30-10

λ =1,3

Определяем  световой поток и тип ИС

 

где -световой поток ламп расчетный, лм

-коэффициент запаса

z-коэффициент минимальной освещенности

η-коэффициент использования

S=A×В,

где А-длина помещения

В- ширина помещения

h-высота

i-Индекс помещения

 S=20×12=240

 

 

 

 

Эксплуатационная  высота

,м

где Н- высота помещения, м

 -высота света светильника (расстояние от потолка),м

 

Определяется  физическая величина ОУ

 

 

Проверяем размещение на плане

В=

А=

      

      

 

Ответ: тип  ламп ДРЛ 250 (14) 4

мощность 125Вт 

План  расположения светильников

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис 11. План расположения светильников

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.11 Особенности наладки  , монтажа и эксплуатации частотного  преобразователя

Преобразователь должен быть заземлен.

• Чтобы гарантировать безопасную работу устройства, оно должно устанавливаться и вводиться в эксплуатацию квалифицированным персоналом, при полном соблюдении изложенных в данном руководстве предупреждений.
• Обратите особое внимание на выполнение Общих и Региональных правил установки и безопасности при работе в электроустановках с опасными напряжениями (например, EN 50178), а так же специальные положения относительно правильного применения инструментов и индивидуальных средств защиты.
• Сетевые клеммы, клеммы цепи постоянного тока и электродвигателя могут оставаться под опасными напряжениями даже при неработающим преобразователе; перед проведением монтажных работ после выключения необходимо выждать 5 минут для разряда конденсаторов.

 

Преобразователи могут инсталлироваться рядом друг с другом.  При инсталляции  один над другим, тем не менее, должно соблюдаться расстояние 100 мм (3,94²).

Преобразователь должен быть всегда заземлен.  Если преобразователь неправильно заземлен, могут возникнуть опасные состояния  внутри преобразователя, которые в  данном случае могут быть фатальными.

MICROMASTER работает в сетях с изолированной нейтралью и остается работоспособным, если входная фаза соединяется с землей.  Если выходная фаза замыкается на землю, MICROMASTER  выключается и показывает сообщение F0001.

Провода управления, сети и электродвигателя должны прокладываться раздельно.  Они не должны прокладываться в одних  трубах или каналах.  Провода, подключенные к преобразователю, ни в коем случае не должны подвергаться проверке изоляции высоким напряжением.

Все преобразователи  работают при полном соблюдении данных при длинах экранированных проводов до 50 м или 100 м неэкранированных.

Перед подключением или изменением подключения устройства отсоедините электрическое питание.

Проверьте,  сконфигурирован ли электродвигатель для правильного напряжения сети: однофазный или трехфазный преобразователь  MICROMASTER для 230В не должен подключаться к трехфазной сети 400В.

Если  подключаются синхронные машины или  параллельно подключаются несколько  асинхронных электродвигателей, то преобразователь должен работать на характеристике напряжение/частота (Р1300=0,2 или 3).

После подключения  проводов сети и электродвигателя к  соответствующим клеммам проверьте, правильно ли закрыты все крышки. Только после этого подключайте  снова напряжения питания!

Проверьте, включены ли между сетью и преобразователем подходящий защитный выключатель/плавкие  предохранители.

Применяйте  только медные проводники, класс 1 60/75°С (для соблюдения норм UL). Момент затяжки клемм сети составляет 1,1 Нм.

Для зажима винтов сетевых клемм применяйте крестообразную отвертку 4-5 мм.

Последовательность  действий для доступа к клеммам  сети и электродвигателя преобразователя  MICROMASTER 440 отображена в Приложениях В и С. Пожалуйста обратите внимание на фотографии на нижней стороне обложки этого руководства, где показано подсоединение клемм сети и клемм управления. 

После того, как откроете  крышки и освободите доступ к клеммам, присоедините провода  сети и электродвигателя так, как  показано на следующей странице.

Преобразователь ММ440 снабжен пультом отображения  состояния  (Status Display Panel) (SPD).  Чтобы изменять и устанавливать требуемые параметры, необходимо использовать базовый пульт оператора (Basic Operator Panel) (ВОР), расширенный пульт оператора (Advanced Operator Panel) (АОР) или последовательный интерфейс связи.  Преобразователь ММ440  поставляется со следующими установками по умолчанию: