Электропривод полиграфической машины (стр. 2 из 3)

7. Эквивалентный момент сопротивления машины, приведенный к валу двигателя:

(Н·м)

Естественная механическая характеристика ДПТ строится по двум точкам: 1 (n₀; M= 0); 2 (n_н; М =М_н) рис.2.1.

Определим n_к:

об/мин

1. Перепад скорости по естественной характеристики на ДПТ осуществляется по формуле:

где n_с находим по графику.

Рассчитаем критический момент:

Н·м

Пусковой момент:

Н·м

3.Структурная и кинематическая схемы электропривода и краткое их описание

3.1 Структурная схема и краткое ее описание

Электроприводом называется электромеханическое устройство, предназначенное для приведения в движение рабочих органов машин и управления технологическими процессами. ЭП состоит из преобразовательного, электродвигательного, передаточного и управляющего устройств.

ЭП может быть автоматизированным и неавтоматизированным; первый в отличие от второго имеет систему автоматического управления (САУ) и обеспечивает рациональное ведение технологического процесса. Полиграфические машины последнего времени оснащены большим количеством электроприводов постоянного и переменного тока различной сложности – от простейших нерегулируемых электроприводов до сложных многоконтурных систем с подчиненным регулированием с двигателями постоянного и переменного тока различной мощности – от сотен ватт до сотен киловатт. Современная система автоматического управления электроприводом может быть успешно реализована при использовании последних достижений в области электроники, преобразовательной техники, микропроцессорной техники и электронных вычислительных машин.

Блок-схема автоматизированного ЭП может выглядеть следующим образом:

Рис. 3.1.1 Структурная схема автоматизированного электропривода

ЭСУ – энергетическая (силовая) часть системы управления.

ИСУ – информационная часть системы управления.

СУ – система управления.

МЧ – механическая часть электропривода.

ЭД – электродвигатель.

РД – ротор двигателя.

ЭМП – электромеханический преобразователь.

ПМ – передаточный механизм.

ИМ – исполнительный механизм.

3.2 Кинематическая схема привода и ее краткое описание

Рис.3.2.1 Кинематическая схема привода

ТГ - тахогенератор дает информацию о скорости двигателя;

ЭД – электродвигатель;

Ш 1, Ш – шкивы клиноременной передачи;

МС, МС 1, СМ 2, СМ 3 – соединительные муфты, состоящие из двух полумуфт;

Р – редуктор (ряд шестерни), передача вращающего момента и его поворот (или нет ) на 90⁰, количество шестерни зависти от его передаточного числа;

– валы;

ПМ – передаточный механизм, предназначенный для привидения в соответствие частоты вращения двигателя с частотой вращения вала РМ;

РМ – рабочая машина

Рис.3.2.2 Упрощённая кинематическая схема

J_дв – момент инерции двигателя;

w - угловая скорость вала двигателя;

М – вращающий момент на валу двигателя;

М_с – момент сопротивления машины, приведённый к валу двигателя;

Р – мощность на валу двигателя;

J_п –момент инерции передаточного механизма;

i_п – передаточное число редуктора;

h_п – коэффициент полезного действия передаточного механизма;

w_м – скорость вала рабочего органа машины;

М_м – вращающий момент на валу рабочего органа машины;

М_с.м – момент сопротивления на валу рабочего органа машины;

J_м – момент инерции рабочего органа машины;

Р_м – мощность на валу рабочего органа машины.

4. РАСЧЁТ ТОРМОЗНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ

В электроприводах по системе «ПЧ-АД» используются ПЧ, имеющие тормозной прерыватель и тормозное сопротивление, и без них. Выбор того или иного варианта ПЧ зависит от необходимости использования режима динамического торможения АД_к.з.р для обеспечения заданного значения времени торможения t_тор.

Для обеспечения режима динамического торможения ДПТ после подачи команды “стоп” необходимо якорь двигателя замкнуть на тормозное сопротивление R_т.

При этом, машина постоянного тока переходит в генераторный режим, кинетическая энергия, запасенная рабочей машиной преобразуется в электрическую, которая в свою очередь преобразуется в тепловую. Тормозное сопротивление должно обеспечить полную остановку ЭП при комбинированном торможении, т.е. при совместном действии электрического (динамического) и электромеханического торможения за установленное время t_тор=1сек.

Уравнение электрического равновесия машины постоянного тока в режиме динамического торможения имеет вид:

,

где w – скорость вращения ДПТ в момент переключения в режим торможения;

С – постоянная ДПТ.

Среднее значение тормозного электрического момента М_{т.эл.ср.} определим из выражения для времени торможения:

,

где J – общий момент инерции электропривода, приведенный к валу двигателя:

кг·м²

М_{т.мех.ср}. – среднее значение тормозного момента электромеханического тормозного устройства:

Н·м

М_с.ср. – среднее значение момента сопротивления машины, приведенное к валу двигателя:

М_с.о. – момент сопротивления, приведенный к валу двигателя машины при w = 0:

Н·м

М_с.н. – момент сопротивления, приведенный к валу двигателя машины при w = w_н.:

Н·м

Тогда

Н·м

Следовательно, среднее значение тормозного момента режима динамического торможения ДПТ:

Н·м

Т.к.

>0, необходимо использовать ПЧ с прерывателем и тормозным резистором.

Рис.4.1 Схема преобразователя частоты с прерывателем и тормозным резистором

Т.к. максимальная мощность применяемого двигателя равна 1,5 кВт, то выбираем модель Е1-9011-002-Н из спецификации данного преобразователя.

Цепь динамического торможения АД питается от звена постоянного тока (ЗПТ) ПЧ, U_ЗПТ=540В.

При тормозном токе (подмагничивания): I_Т = 2 · I_Н = 2 · 4.7 = 9.4 (А)

где I_Н – номинальный ток статора АД.

Максимальный тормозной момент равен М_{т.эл.макс} = М_К, а среднее значение М_{т.эл.макс} = 0.3 · М_К

Н·м