Файл: Филатов, А. С. Электропривод и автоматизация реверсивных станов холодной прокатки.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.10.2024
Просмотров: 336
Скачиваний: 1
то в тех случаях, когда частота |
управляющих импуль |
сов равна или кратна частоте |
собственных колебаний |
ротора ШД. Резонансные режимы работы ШД характе ризуются нарушением периодической повторимости дви жения ротора, увеличением угловой динамической ошибки и неравномерности скорости вращения. Иногда
Рис. 115. Предельные механические характеристики (3, 4) и характеристики приемистости (/, 2) двигателей Ш-2,65/20, Ш-2,65/50 (а) и двигателей Ш-2,65/200, Ш-2,65/150 (б)
Рис. 116. Влияние инерционной нагрузки на частотные харак теристики двигателя Ш-2,65/20
резонансные явления приводят к потере |
шагов |
и нару |
|||||
шению устойчивой работы привода. |
|
|
|
||||
В режиме холостого хода двигатель Ш-2,65/20 имеет |
|||||||
зону |
резонанса в |
диапазоне |
частот 60—80 Гц, |
двига |
|||
тель |
Ш-2,65/150 |
в диапазонах 40—45 |
и |
75—100 Гц, |
|||
а двигатель |
Ш-2,65/200 в диапазонах |
40—45, |
80—100 |
||||
и около 400 |
Гц. У |
двигателя |
Ш-2,65/150 |
резонансные |
|||
явления менее выражены. При проведении эксперимен тальных исследований установлено, что резонансные яв ления исчезают при появлении статической нагрузки на валу двигателя, равной (0,15—0,18) Мн, а в некоторых случаях и инерционной. Наиболее оптимальный режим
233
в последнем случае получается при равенстве момента инерции ротора / р и нагрузки / л . Влияние инерционной нагрузки на частотные характеристики двигателей вид но из рис. 116.
4. ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ ДВИГАТЕЛЕЙ
|
СЕРИИ Ш-2,65 |
|
|
|
|
Технические |
данные |
шаговых |
двигателей |
серии |
|
Ш-2,65 приведены в табл. 16. |
|
|
|
||
Технические |
данные |
двигателей, |
приведенные |
||
в табл. 16, получены при |
питании |
двигателей |
от сети |
||
постоянного тока напряжением 220 В. Допускается под ключение двигателей к сети напряжением 110 В. Одна ко следует иметь в виду, что в этом случае при тех же значениях силы тока в фазах динамические показатели
двигателей, |
как это видно |
из |
табл. 17, ухудшаются |
на |
||||
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
17 |
|
ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ ДВИГАТЕЛЕЙ Ш-2,65 ПРИ РАЗЛИЧНЫХ |
||||||||
|
НАПРЯЖЕНИЯХ ИСТОЧНИКА |
ЛИТАНИЯ |
|
|
|
|||
Тип двигателя |
и. В |
V |
А |
Я ф . Ом |
V |
Гц |
|
Гц |
|
|
|
|
|
|
ах' |
||
Ш-2,65/20 |
220 |
3,2 |
64,5 |
15 |
640 |
850 |
||
|
ПО |
3,2 |
30 |
7,5 |
490 |
630 |
||
Ш-2,65/50 |
220 |
|
4 |
51,6 |
16 |
390 |
500 |
|
|
110 |
|
4 |
24,1 |
8 |
310 |
380 |
|
Ш-2,65/150 |
220 |
|
8 |
25,6 |
14,5 |
410 |
|
600 |
|
НО |
|
8 |
16,9 |
9,8 |
320 |
|
450 |
20—30%. Габаритные размеры двигателей серии ШД приведены на рис. 117.
Из табл. 16 следует, что двигатели Ш-2,65/50; Ш-2,65/150; Ш-2,65/200, несмотря на существенное уве личение номинального момента, имеют весьма близкие динамические показатели. Этого удалось достичь бла-
234
Тип двигате |
Масса |
|
|
|
Размеры, мм |
|
|
|
|
||
ля |
кг |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ш-2,65/20 |
9,5 |
215 |
95 |
50 |
77,5 152 |
104 |
|
128 |
17,5 |
20 |
|
Ш-2,65/50 |
19,0 |
230 |
92 |
60 |
116 |
218 |
130 |
|
154 |
16 |
30 |
Ш-2,65/150 |
47,0 |
452 |
190 |
160 |
146 |
220 |
156 |
|
186 |
15 |
40 |
Ш-2,65/200 |
50,0 |
502 |
190 |
160 |
171 |
220 |
156 |
|
186 |
15 |
40 |
Тип двигате |
Масса |
|
|
|
Размеры, мм |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ля |
кг |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ш-2,65/20 |
9,5 |
20 |
12 |
ЮН |
114 |
ЮН |
8,5 |
64 |
6 |
3 |
11 |
Ш-2,65/50 |
19,0 |
50 |
12 |
16Н |
170 |
16Н |
8,5 |
90 |
10 |
5 |
18' |
Ш-2,65/150 |
47,0 |
40 |
15 |
20Н |
176 |
20Н |
11 |
100 |
10 |
6 |
22,5 |
Ш-2,65/200 |
50,2 |
40 |
15 |
20Н |
176 |
20Н |
11 |
100 |
10 |
6 |
22,5 |
235
годаря тому, что роторы указанных машин выполнены одного и того же диаметра из одинаковой статорной стали, но с различной длиной магнитопровода.
5. ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ ДВИГАТЕЛЕЙ СЕРИИ ШК-2,65
Во ВНИИметмаше проведены новые разработки, в результате которых иа базе двигателей Ш-2,65 созда
на серия силовых шаговых |
двигателей |
ШК с |
угловым |
и линейным перемещением |
валов ротора |
(рис. |
118). |
Для достижения этого в полый вал двигателя встро ен винт 3, перемещение которого в зависимости от угла
поворота |
вала |
ротора может быть |
выражено |
так: |
|
|
S = |
— , |
|
|
|
|
(271) |
|
360 |
|
|
|
4 |
; |
где |
/ — шаг |
резьбы; |
|
|
|
|
|
а— |
шаг двигателя, град. |
|
|
|
|
|
При |
1=1 |
и 2 мм линейное перемещение |
будет |
осу |
|
ществляться |
с дискретностью |
соответственно |
7,3 |
|||
и |
14,6 мкм. |
|
|
|
|
|
Величина перемещения винта при отработке одного шага двигателя может быть выбрана в широких преде лах. Для этого необходимо изменить шаг резьбы движу щего винта. Ходовой винт двигается поступательно. Для удержания его от поворота вместе с ротором в крышке 5 предусмотрено прямоугольное отверстие в соответст вии с профилем и размерами хвостовика ходового винта.
|
Величина |
усилия, развиваемого винтом, |
определяет |
ся |
равенством |
|
|
6 = |
Щ- |
кгс, |
(272) |
d c p t g ( P - r - p )
где |
М—момент |
двигателя; |
|
|
dcp— средний диаметр |
винта; |
|
|
Р — угол |
подъема винтовой линии резьбы; |
|
|
р — угол трения пары винт — гайка. |
||
Скорость перемещения |
ходового винта равна |
||
v — |
мм/мин, |
1273) |
|
здесь / — частота управляющих импульсов ШД.
236
Рис. 118. Продольный разрез шагового двигателя ШК-2,65; / — статор; 2 — ротор; 3 —винт; '/—подшипник; 5—крышка
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 18 |
|
ТЕХНИЧЕСКИЕ |
ДАННЫЕ ДВИГАТЕЛЕ!"! |
СЕРИМ |
ШК-2,65 |
|
|||
Тип |
а, |
град |
и, в |
|
1, мм S, мкм |
Усилие, |
|
|
кгс |
||||||
ШК-2,65/20 |
2,65 |
220 |
300 |
50 |
7,3 |
200 |
|
ШК-2,65/50 |
2,65 |
220 |
130 |
60 |
14,6 |
600 |
|
ШК-2,65/150 |
2,65 |
220 |
180 |
125 |
14,6 |
1300 |
|
ШК-2,65/200 |
2,65 |
220 |
150 |
150 |
16 |
2000 |
|
ШК-5/350 |
5 |
|
220 |
ПО |
180 |
16 |
3000 |
Технические данные двигателей серии ШК-2,65 при ведены в табл. 18, а габаритные размеры на рис. 119.
Рис. 119. Габаритные размеры |
двигателей |
ШК-2,65: |
|
|
|||||||
Тип двигате |
Масса |
|
|
|
|
Размеры, мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ля |
кг |
|
L, |
|
|
|
н |
|
d, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ШК-2,65/20 |
12 |
240 |
18 |
30 |
23 |
117 |
50 |
М10Х1.25 |
14С |
||
ШК-2,65/50 |
24 |
310 |
28 |
40 |
38 |
218 |
60 |
ЛП0х1,25 |
18С |
||
ШК-2,65/150 |
52 |
480 |
36 |
50 |
45 |
242 |
125 |
М12Х1.25 |
2СС |
||
ШК-2,65/200 |
53 |
530 ' 36 |
50 |
45 |
242 |
150 |
М12Х1.25 |
20С |
|||
ШК-5,00/350 |
120 |
715 |
42 |
60 |
70 |
389 |
180 |
М16Х1.5 |
|
25C |
|
Тип двигате |
Масса |
|
|
|
|
Размеры, мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ля |
кг |
|
|
|
|
|
|
h |
hi |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ШК-2,65/20 |
12 |
114 |
107С |
ЮС |
127 |
7 |
144 |
8 |
7 |
4 |
9,05 |
ШК-2,65/50 |
24 |
170 |
161С |
18С |
184 |
9 |
200 |
10 |
7 |
5 |
10,04 |
ШК-2,65/150 |
52 |
176 |
166С |
23С |
195 |
11 |
220 |
12 |
10 |
6 |
11,6 |
ШК-2,65/200 |
53 |
176 |
166С |
23С |
195 |
И |
220 |
12 |
10 |
6 |
11,6 |
ШК-5,00/350 |
120 |
303 |
294С |
28С |
350 |
17 |
395 |
20 |
20 |
8 |
14,5 |
238
6. УРАВНЕНИЕ ДВИЖЕНИЯ ШАГОВОГО ПРИВОДА
Для привода с четырехфазным шаговым двигателем можно записать пять уравнений, четыре из которых яв ляются уравнениями электрического равновесия и одно уравнение движения ротора.
Эту систему уравнений можно представить в следу ющем виде:
к R + |
|
-jr |
^1 |
ik> к, h, к, 9) = |
Ui (0; |
) |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
at |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
kR |
+ |
~atr |
% ik> к, к. k, 6) = |
^ 2 |
if); |
|
|
|
|
||||||||
к R |
|
|
dt |
i M ' i > |
k, k, |
k,ty |
= |
Usit); |
|
|
|
|
(274) |
||||
iiR |
+ |
— |
tyi |
ih, te , is, it, |
9) = |
|
it); |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
at |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
J CP 9»: |
+ |
MH = M ( / l l i a , i 3 l t 4 , e ) . |
|
|
|
|
|
||||||||||
dl°- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Здесь |
|
|
£/, |
|
t, i|)—мгновенные |
значения |
напряжения, |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
силы |
тока |
и потокосцепления |
соответ |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
ствующей |
фазы; |
|
|
|
|
|
||||
Щк, |
/2, к, |
к, |
9) — мгновенное |
значение синхронизирую |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
щего момента на валу ШД; |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
R—активное |
|
сопротивление |
фазы; |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
J—суммарный |
момент |
инерции |
двигате |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
ля |
и |
|
нагрузки, приведенный |
к |
ва |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
лу |
ШД; |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Мп— |
момент |
нагрузки; |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
9М . 0 — геометрический |
и |
электрический |
угол |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
поворота ротора; |
|
|
|
|
||||||
Для |
|
|
|
Z p — число зубцов |
ротора. |
|
привода |
||||||||||
|
получения |
развернутых |
уравнений |
||||||||||||||
с шаговым |
двигателем |
необходимо |
определить |
индук |
|||||||||||||
тивности |
и |
взаимные |
индуктивности |
обмоток |
ненасы |
||||||||||||
щенной |
машины |
и поправочные |
коэффициенты |
(коэф |
|||||||||||||
фициенты насыщения), учитывающие изменение индук тивных параметров в функции силы тока в обмотках управления.
Таким образом, вопрос идет о замене нелинейной схемы замещения магнитной машины эквивалентной линейной, в которой насыщение стали учитывается соот-
239