У верстатах частіше застосовуються приводи головного руху з двигунами постійного струму і тиристорн перетворювачами напруги.
У верстатах з ЧПУ. в приводах постійного струму застосовують два способи регулювання: зміною напруги, що подається до якоря двигуна і потоку збудження.
Головний привід, в основному, вимагає регулювання швидкості при, приблизно, постійної потужності (Р = const), тому що великих швидкостей при чистової обробки відповідають менші зусилля різання, а меншим швидкостям при чистової обробки - великі зусилля.
На малих швидкостях потужність обмежують за умовами механічної міцності передач. Тому при малих n (частотах обертання шпинделя) потрібно обмеження крутного моменту на певному рівні і регулювання швидкості здійснюється за законом М = const.
Зразковий вид зміни потужності і моменту при електромеханічному регулювання швидкості головного приводу має вигляд:
Рис.1. Графік зміни потужності і моменту при
регулюванні швидкості приводу головного руху
Аналогічні залежності використовують для поздовжньо-і карусельних верстатів.
Т.ч. на ділянці 1/3 - 1/2 діапазону регулювання (зона 1, рис.1) потужність зростає, приблизно, пропорційно швидкості, тобто М = const. Швидкість регулюється від w0 до 0, тобто вниз від номінальної, зміною напруги на якорі від Uном до 0. Потік порушення залишається номінальним. Потужність знижується пропорційно w (від Рном до 0) при М = const.
На ділянці 2 (див. Рис.) Швидкість регулюється від wном до wmax. при Р = Рном = const ослабленням магнітного потоку (Uя = Uном). Момент, що обертає зменшується обернено пропорційно швидкості.
Т.ч. організовується двозонное регулювання швидкості. У зоні 3 швидкості регулювання від w 'max до w' 'max шляхом подальшого ослаблення магнітного потоку. При цьому Р і М падають.
Для приводу головного руху основними параметрами є номінальна потужність Рном. характеризує роботу двигуна в зоні 2. Потужність приводу головного руху в середньому становить 5¸50 кВт.
Діапазон регулювання швидкості в приводах головного руху становить, приблизно, 100.
Для систем з адаптивним керуванням діапазон досягає 1000. За технологічними вимогами Дм = const при 20.
До електроприводів головного руху пред'являються вимоги зміни кутової швидкості в діапазоні 2.5¸1 - 4¸1 при постійній потужності і в діапазоні 10¸1 при постійному моменті. Привід повинен бути з великим (не менше 100) числом електричних ступенів, що забезпечує коефіцієнт плавності j £ 1.1.
Максимальна частота приводу головного руху вибирається за граничним режиму обробки при роботі в 3 зоні і досягає 6000 об / хв.
Перевантажувальна здатність для приводу головного руху характеризує можливість роботи в форсованих режимах: більший обсяг металу або зміцнення приводу. У пускових режимах перевантажувальна здатність визначає час перехідного процесу при пуску (гальмуванні). Перевантажувальна здатність становить 2¸2.5.
Привід головного руху повинен мати два тиристорних перетворювача: один для живлення якоря, інший для ланцюга збудження і два контури регулювання. У приводах головного руху застосовують двозонне залежне керування. При залежному управлінні магнітний потік залишається номінальним до тих пір, поки швидкість двигуна менше основний. Потім підвищення швидкості забезпечується ослабленням магнітного потоку. У верстатах з ЧПУ для приводу головного руху, в більшості випадків, використовується тиристорів постійного струму і двоступенева коробка передач. Розширюється використання для приводу головного руху асинхронного ЕД з частотним керуванням від тиристорних перетворювачів.
Двигуни змінного струму в замкнутому виконанні мають значно менші габарити в порівнянні з двигунами постійного струму. Однак тиристорні перетворювачі змінного струму за габаритами в 2-3 рази більше тиристорних перетворювачів постійного струму і дорожче їх.
В даний час асинхронні електроприводи для механізмів головного руху верстатів шліфувальної групи з ЧПУ.
Спрощена структурна схема приводу головного руху з двозонним залежним управлінням для двигуна постійного струму має вигляд:
Рис.2. Схема приводу головного руху з двозонним залежним управлінням для двигуна постійного струму.
Схема управління напругою якоря має замкнутий контур по швидкості двигуна з регулятором швидкості (РС) і підлеглий йому контур струму з регулятором струму (РТ).
Система управління струмом збудження пов'язана з системою управління напругою якоря через ЕРС двигуна. Оскільки ЕРС залежить від магнітного потоку і швидкості е = кфw. стабілізація ЕРС у другій зоні призводить до того, що магнітний потік двигуна змінюється обернено пропорційно швидкості. Сигнал, пропорційний ЕРС, знімається з діаграм тахометричного моста, утвореного якорем двигуна, обмоткою, додаткових полюсів (ДП) і опорами R1 і R2. Сигнал, пропорційний ЕРС якоря, подається на Пі-регулятор збудження РВ, що включає нелінійний елемент і далі керує тиристорним перетворювачем ТП2.
На вхід регулятора РВ також подається опорна напруга, відповідне номінальної швидкості приводу. поки w При w> wном регулятор вступає в роботу і починає зменшувати потік збудження. Графік зміни ЕРС, w і ф при збільшенні швидкості вище номінальної, при пуску, має вигляд:Схожі статті