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电力拖动方案的确定


2017-04-28 10:34   点击:46
                        

  设计电气控制系统,首先要做的是:根据生产机械的调速要求,选择和确定合适的拖动方案。

  在勿需电气调速和启动不频繁的场合,应首先考虑采用笼形异步电动机,仅在负载静转矩很大的拖动装置中,才考虑采用绕线式异步电动机。当负载很平稳、功率大且启制动次数很少时,采用同步电动机更为合理,这样可充分发挥同步电动机效率高、功率因数高的优点,若通过调节激磁使它工作在过激情况下,还能提高电网的功率因数。

  1.确定调速方式

  机械设备的调速方式一般可分为机械调速和电气调速。前者是通过电动机驱动变速机构或液压装置,对机床的主运动和进给运动进行调速。后者是采用直流电动机、交流电动机及步进电机的调速系统,以达到机床无级和自动调速的目的。

  对一般无特殊调速指标要求的机床,应优先采用三相笼形异步电动机作电力拖动。因为这类电动机结构简单、运行可靠、价格经济、维修方便,若配以适当级数的齿轮变速箱或液压调速系统,便能满足一般机床的调速要求。

  当调速范围D=2~3、调速级数≤2~4时,可采用双速或多速笼形异步电动机,从而简化传动机构,提高传动效率,扩大调速范围;D<3且不要求平滑调速时,可采用绕线转子感应电动机,但只适用于短时负载和重复短时加载的场合;D=3~10,且要求平滑调速时,在容量不大情况下,可采用带滑差离合器的异步电动机拖动系统,若需长期运转在低速,也可考虑采用晶闸管电源的直流拖动系统;D=10~100时,可采用发电机--电动机组系统或晶闸管电源的直流拖动系统。

  2.传动方式与负载特性相适应

  电动机调速性质是指电动机在整个调速范围内转矩、功率与转速的关系:

  电动机的调速性质应与生产机械的负载特性相适应。以车床为例,其主轴运动需恒功率传动,进给运动则要求恒转矩传动。对于电动机,若采用双速鼠笼式异步电动机拖动,当定子绕组由Δ联接改为YY接法时,转速由低速升为高速,功率变化不大,适用于恒功率传动;由Y联接改为双YY接法时,电动机输出转矩不变,适用于恒转矩传动。对于直流他激电动机,改变电枢电压调速为恒转矩调速,而改变激磁调速为恒功率调速。

  若采用不对应调速,即恒转矩负载采用恒功率调速或恒功率负载采用恒转矩调速。都将使电动机额定功率增大D倍(D为调速范围),且使部分转矩不能得到充分利用。为此,在选择调速方法时,应尽可能使它与负载性质相同。

  3.电机启动、制动和正、反转的要求

  在机床的传动控制中,采用电气控制电动机起动、制动和正反转是较为简单的一种控制方式。对于—般较小容量的电动机,其容量不超过供电变压器容量的20%时,一般可采用直接起动。

  对于超过电网允许压降的电动机起动或对机床运动部件产生过大的动态应力的电动机起动,必须采取限制起动电流或起动转矩的措施(参见)。常用的方法有:在定子电路中串入电阻或电抗,自耦变压器降压,Y--Δ起动和延边三角形起动等。若在电网允许的压降内,为提高电动机的起动转矩,有时可采取某些措施,如对绕线式异步电机转子串接对称电阻的起动。

  传动电动机是否需要制动,要根据机床工作需要而定。若无持殊要求,一般采用反接制动,可使控制线路简化。若要求制动过程平稳、准确,且不允许有反转情况发生,则必须采取其它可靠的制动措施,如能耗制动、电磁制动器制动、锥形转子电动机等。

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