Лабораторная работа №2 изучение конструкции и работы регулируемого привода двухударного ходновысадочного автомата

Цель работы.

Целью работы является практическое ознакомление с конструкцией регулируемого привода кузнечно-прессовых машин, его основными элементами и принципом действия.

Описание работы.

Современные кузнечно-прессовые машины, в первую очередь, автоматы оснащаются, как правило, регулируемым приводом, позво­ляющим расширить технологические возможности оборудования, ус­танавливая оптимальный темп штамповки для конкретного изделия, и тем самым оптимизировать производительность технологического процесса.

Примененный в холодновысадочном автомате привод выполнен в виде регулируемого по напряжению выпрямителя с тиристорами, обеспечивающего питанием двигатель постоянного тока с независи­мым возбуждением, номинальная или основная скорость которого - 600 об/мин.

Понижением напряжения на якоре обеспечивается снижение ско­рости в пределах 1:2 (регулирование в первой зоне - вниз от ос­новной). Понижение напряжения на обмотке возбуждения уменьшает магнитный поток на полюсах, что обеспечивает повышение скорости в пределах 1:2 (регулирование во второй зоне - вверх от основ­ной).

Структурная схема привода представлена на рис.1. Тиристорный преобразователь обеспечивает получение двух регулируемых по величине напряжений постоянного тока для питания цепи якоря ( Uяmах = 220 В) и обмотки возбуждения (U_omax = 110В). Он состоит из ассиметричного трехфазного мостового выпрямителя (рис. 2) на пяти кремниевых вентилях ВК-50 и трех тиристорах Т-50, два из которых предназначены для регулирования напряжения на якоре, а один на обмотке возбуждения.

Тиристорный управляемый полупроводниковый вентиль имеет три электронно-дырочннх перехода (рис, 3) и состоит из четырех чередующихся слоев кремния "р" и "n" типов и управля­ющего электрода.

При отсутствии сигнала управления тиристор име­ет большое сопротивление - он заперт.

При подаче на управляющий электрод сигнала незначительной мощности (около 5 Вт) тиристор становится проводником до момента исчезновения сигнала управле­ния относительно полупериода выпрямленного диодами напряжения, т.е. меняя "угол зажигания", можно менять величину этого напряжения.

Рис.1

ЗС – задачник скорости

У – промежуточный усилитель

ТП – тиристорный преобразователь

Д – электродвигатель

ТГ – maxогенератор

КУ – корректирующее устройство

О – отсечка по ЭДС обратной связи

Ф – фильтр

Я – якорь

ОВ – обмотка возбуждения

МЦ – магнитная цепь

U_к – напряжение коррекции

U_вх – напряжение на входе усилителя

U_упр – напряжение на входе блока управления

U_з – задающее напряжение

U_ос – напряжение обратной отрицательной связи

U_я – напряжение на якоре

U_в – напряжение обмотки возбуждения

I_в ток обмотки возбуждения

Е_дв – ЭДС двигателя

Е_ос – ЭДС обратной связи

Эти функции выполняет система фазового управления тиристорами.

Значение среднего выпрямленного напряжения, регулируемого тиристорами, определяется по формуле:

V =

где m- число фаз;

- действующее значение фазного напряжения;

α - угол зажигания.

Преобразователь управляется по двум каналам (на якорь и на обмотку возбуждения) от одного задатчика скорости. Изменени­ем величины постоянного напряжения задатчика скорости осуществляется регулировка фазы управляющего импульса (угла зажигания). В цепь задатчика скорости последовательно, но с обратной поляр­ностью включена обмотка якоря тахогенератора. Тем самым обес­печивается отрицательная обратная связь по скорости. Напряжение управления изменяется по зависимости

U_у = U_з – U_oс

Если U_з< U_oс, то будет происходить дальнейший разгон двигате­ля и, следовательно, якоря тахогенератора, до тех пор пока U_з U_oс, и наоборот. Обратная связь является автоматическим регулятором, уменьшающим через систему управления тиристорами напряжение, подаваемое на электродвигатель, пока скорость не достигнет заданной.

Порядок выполнения.

1. Определяются паспортно-технические данные привода постоянного тока холодновысадочного двухударного автомата.

2. Составляются схемы расположения силовых диодов и тиристоров на панели преобразователя.

3. Определяются паспортно-техннческие данные главного электродвигателя автомата.

4. Производится расчет и построение естественной механи­ческой характеристики двигателя

.

Расчет механической характеристики.

Уравнение естественной механической характеристики для двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением будет

n_e =

где - напряжение на якорной обмотке (В),

М - момент, развиваемый двигателем (НМ),

n_e - обороты якоря (1/мин.).

Сопротивление обмоток якоря будет

R_я = (Ом)

где α = 0,5 - коэффициент соотносительно общих потерь к поте­рям мощности в сопротивлении якоря;

I_н – номинальный ток (а), Р_н - номинальная мощность (кВт), - номинальный КПД

К_е Ф =

где α = 0,5 - коэффициент ЭДС, зависящий от конструкции двигателя,

Ф - магнитный поток на полюсах,

- номинальные обороты двигателя.

К_мФ =

где К_м – коэффициент момента, зависящий от конструкции двигателя.

Номинальный момент

М_н =

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ.

Осмотр электродвигателя и электрооборудования проводится при обесточенной линии автомата.

Контрольные вопросы.

1. К чему может привести отсутствие отсечки по току в цепи обмотки возбуждения?

2. Какова роль тахогенератора в работе привода?

3. Возможно ли использование асинхронного двигателя пере­менного тока в регулируемом приводе КПМ?

Литература: /1; 2; 5; 7/.