Центральный металлический портал РФлучшие сервисы для Вашего бизнеса

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Полезные статьи -> Станки и оборудование -> Электроприводы станков с ЧПУ -> Электродвигатели приводов подач в станках с ЧПУ

Электродвигатели приводов подач в станках с ЧПУ

Одним из основных звеньев электропривода является исполнительный двигатель. В настоящее время ведутся большие работы по модернизации существующих моделей и созданию принципиально новых конструкций электродвигателей постоянного и переменного тока. Наиболее важным требованием, предъявляемым к электродвигателям подач, является возможность регулирования скорости в широких пределах, вплоть до самых малых значений, измеряемых долями оборота в минуту. Кроме того, двигатели должны выдерживать кратковременные перегрузки, обеспечивать высокое быстродействие привода, иметь малые габаритные размеры и массу, а также удобно встраиваться в механизмы станков. В приводах подач станков могут быть установлены различные двигатели постоянного тока: с пазовым якорем и электромагнитным возбуждением, быстродействующие с гладким, дисковым и полым якорями, низкоскоростные высокомоментные двигатели с возбуждением от постоянных магнитов, электромеханизмы, линейные двигатели постоянного и переменного тока, бесколлекторные (вентильные) двигатели, а также асинхронные электродвигатели общего назначения и специальные. Электродвигатели постоянного тока с электромагнитным возбуждением и пазовым якорем были наиболее широко распространены в станках производства семидесятых годов. Эти двигатели имели слишком большие габаритные размеры и собственный момент инерции, значительно превышающий приведенный момент инерции механизма; поэтому в механизмах подач устанавливали, как правило, высокоскоростные двигатели с силовым редуктором, что позволяло уменьшить момент на валу двигателя при сохранении требуемого момента на механизме, а следо-вательно, и двигателе. Основными достоинствами двигателей общего назначения являются большая постоянная времени нагрева, обусловленная габаритами якоря, механическая прочность и высокая надежность. Быстродействие таких машин невелико вследствие большого собственного момента инерции и невысокого динамического момента. Невозможность обеспечения высокого динамического момента обусловлена ограничением пускового тока по коммутационной способности двигателя и размагничивающим действием потока реакции якоря на поток главных полюсов при высокой кратности пускового тока. В электромеханических системах, в которых используются высокоскоростные (nном ≥ 3000 об/мин) двигатели с большими собственными моментами инерции, достаточно просто обеспечивается устойчивость по управляющему воздействию и невысокая чувствительность к колебаниям нагрузки вследствие высокого демпфирования и небольшой собственной частоты самих двигателей. Существует множество станков оснащенных такимим двигателями и им подобными, например четырёхсторонний станок и другие. Низкоскоростные двигатели (nном≤ 1000 об/мин), устанавливаемые непосредственно на ходовой винт, обеспечивают несколько большее быстродействие механизма, так как момент инерции ходового винта с двигателем меньше приведенного момента инерции высокоскоростного двигателя, силового редуктора и ходового винта. Кроме того, в силу своих конструктивных особенностей низкоскоростные и низковольтные Uном≤110 В) двигатели развивают большие динамические моменты, чем высокоскоростные и высоковольтные (Uном≥220 В). Но при этом значительно возрастают габаритные размеры и масса двигателя, так как при отсутствии силового редуктора существенно увеличивается момент нагрузки, приведенный к валу двигателя. К рассмотренному классу машин относятся электродвигатели постоянного тока общего назначения серии 2П и станочные электродвигатели серий ПБСТ и ПСТ. Малоинерционные двигатели с гладким, дисковым и полым якорями имеют собственный момент инерции, значительно меньший момента инерции механизма, и выполняются, как правило, высокоскоростными. Это позволяет согласовать моменты инерции и динамические моменты на ходовом винте и на валу двигателя при установке двигателя через силовой редуктор. Малоинерционные двигатели имеют малую электромеханическую постоянную времени вследствие малого диаметра гладкого якоря или малой массы дискового полого немагнитного якоря. Кроме того, электромагнитная постоянная времени у них меньше, чем у других двигателей, из-за малой индуктивности обмотки беспазового или немагнитного якоря. Снижение индуктивности якоря позволило также увеличить динамические токи без ухудшения коммутации. Использование беспазовой конструкции якоря, а также немагнитного якоря позволяют снизить либо вовсе исключить эффект насыщения якоря, что обеспечивает большую пропорциональность между моментом и током в двигателе. Эти особенности малоинерционных двигателей обусловили их высокое быстродействие. Ускорение, развиваемое малоинерционными двигателями, достигает 20000-50000 рад/с2. Столь высокое ускорение обеспечивается за счет снижения собственного момента инерции двигателя и увеличения динамического вращающего момента. Собственная частота малоинерционных двигателей значительно превышает собственную частоту других двигателей, что позволяет существенно увеличить быстродействие электропривода, а следовательно, повысить производительность станков и улучшить качество обработки деталей. Однако это достоинство малоинерционных двигателей не всегда может быть реализовано на станках в полной мере. В ряде случаев снижение собственного момента инерции двигателя приводит к отрицательным последствиям, так как собственная частота электропривода и механизма становятся соизмеримыми; при этом возможно ухудшение качества обработки за счет повышения колебательности электромеханического привода, а в некоторых случаях - потеря устойчивости электромеханической системы привода станка. Вследствие малости собственных моментов инерции и больших ускорений, развиваемых малоинерционными двигателями, в механических передачах возникают большие динамические усилия, а при наличии зазоров - удары, которые могут привести к поломке передачи. Кроме того, существенно возрастает чувствительность привода к динамическому изменению момента нагрузки из-за значительного снижения электромеханической постоянной времени малоинерционных двигателей. При этом возрастает неравномерность вращения двигателя и неравномерность перемещения механических узлов, особенно на малых подачах. При наличии даже незначительных зазоров в механической передаче электропривод работает с переменным моментом инерции, причем переменный момент может существенно превышать постоянный вследствие сравнительной малости собственной инер-ционности двигателя. Другим существенным недостатком малоинерционных двигателей является их малая постоянная времени нагрева (несколько минут) и невысокая механическая прочность, что снижает общую надежность двигателя, привода и станка в целом. Отмеченные свойства малоинерционных двигателей приводят к ужесточению требований к качеству станков и усложнению систем стабилизирующих устройств для обеспечения устойчивости и желаемого качества переходных процессов в электромеханической системе следящего привода подачи станка. Электродвигатели с дисковым печатным или штампованным якорем изготавливаются многополюсными с возбуждением от постоянных магнитов, а с гладким якорем - в основном двухполюсными с электромагнитным возбуждением. Мощность, потребляемая обмоткой возбуждения, и нагрев от потерь возбуждения велики из-за увеличенного воздушного зазора, что вызывает необходимость установки вентилятора, включение которого обязательно даже без нагрузки двигателя. Пристройка к двигателю вентилятора-наездника увеличивает габаритные размеры, вибрацию и шум двигателя и вызывает дополнительное загрязнение коллектора и снижение надежности работы двигателя. Кроме того, требуется дополнительная балансировка вентилятора при установке его на двигателе в станках повышенной и высокой точности. Наличие мощной обмотки возбуждения затрудняет многополюсное исполнение двигателей. Двухполюсная магнитная система не обеспечивает высокой равномерности магнитного поля в воздушном зазоре, что вызывает дополнительную неравномерность вращения двигателя. Малоинерционные двигатели с возбуждением от постоянных магнитов лишены указанных недостатков и являются весьма перспективными для станков, требующих особо высокого быстродействия. Отечественной промышленностью выпускаются малоинерционные электродвигатели с гладким якорем и электромагнитным возбуждением серии ПГТ и с дисковым якорем серий ДПУ и ПЯ. Наиболее перспективными малоинерционными двигателями зарубежных фирм являются двигатели с гладким якорем и постоянными магнитами в прямоугольном корпусе, выпускаемые западногерманской фирмой Siemens, и двигатели с дисковым якорем и постоянными магнитами французской фирмы СЕМ и ее отделений. Помимо прочих достоинств дисковые двигатели удобно встраиваются в механизм станков, роботов и т. д. В настоящее время высокомоментные двигатели являются наиболее распространенными в механизмах подачи станков. Регулирование их скорости осуществляется при постоянном моменте изменением напряжения на якоре и неизменном максимальном потоке возбуждения, создаваемом постоянными магнитами. Основное отличие высокомоментных двигателей от обычных пазовых машин постоянного тока заключается в замене электромагнитного возбуждения постоянными магнитами, что влечет за собой существенное улучшение характеристик двигателей и приводов в целом. Высокомоментные двигатели сохранили достоинства обычных машин - высокую постоянную времени нагрева, что обеспечивает возможность значительных перегрузок по току в кратковременном и повторно-кратковременном режимах, хорошее демпфирование, т. е. малую чувствительность к динамическим возмущениям по нагрузке и слабую собственную колебательность двигателя в переходных режимах, и достаточную механическую прочность благодаря значительным размерам якоря и большому диаметру вала. Одновременно увеличилось их быстродействие вследствие способности двигателей кратковременно развивать большие вращающие моменты. Уменьшение массы и габаритных размеров двигателя, увеличение его номинального вращающего момента и собственного момента инерции по сравнению с малоинерционными двигателями до значения, превышающего в 2-3 раза момент инерции приводного механизма, позволили устанавливать двигатель непосредственно на ходовой винт без силового редуктора. В результате замены электромагнитного возбуждения постоянными магнитами была исключена мощность возбуждения, рассеиваемая в двигателе, что снизило общий нагрев двигателя и позволило за этот счет увеличить ток якоря и номинальный вращающий момент двигателя на 10-15 % при тех же габаритных размерах машины. Увеличению длительного тока двигателя способствовало также выполнение обмотки якоря из материала с изоляцией высокой нагревостойкости. Применение постоянных магнитов позволило уменьшить высоту полюсов в 2-3 раза, что привело к уменьшению диаметра машины на 20-30 %; одновременно упростилась установка на статоре большого числа полюсов, что обеспечило высокую равномерность магнитного поля в воздушном зазоре, а следовательно, и большую равномерность вращения двигателя, особенно при малых скоростях. Увеличению равномерности скорости двигателя и, следовательно, равномерности перемещения при малых подачах способствовало также увеличение числа коллекторных пластин, применение специального материала для щеток, а в некоторых случаях и коллектор со специальным покрытием. При использовании достаточно мощных магнитов с высокой коэрцитивной силой была обеспечена независимость потока возбуждения полюсов от тока якоря и возможность получения 10-20 - кратных кратковременных моментов двигателя при малых скоростях, а следовательно, высокого быстродействия привода, определяемого отношением крутящего момента к моменту инерции. В качестве магнитных материалов для индуктора высокомоментных двигателей наиболее широко применяют спекаемые металлокерамические магниты, изготовлен-ные из окислов железа с добавлением бария или стронция, реже - сплавные магниты из альнико (AINiCo) - материала с высокой индукцией - и, наконец, магниты с добавлением редкоземельных элементов. Эти магниты обладают самой высокой магнитной энергией, однако весьма дефицитны и дороги. Высокомоментные двигатели выполняются закрытыми с естественным охлаждением либо с принудительной вентиляцией и тепловой трубой для эффективного охлаждения. Электродвигателями оснащаются не только металлообрабатывающие, но и деревообрабатывающие станки БУ, а также различное промышленное оборудование. Двигатели с неподвижной обмоткой и вращающимся индуктором получили название обращенных. Двигатели обращенной конструкции имеют меньшие габаритные размеры за счет улучшения условий охлаждения при расположении обмотки якоря на статоре и внутреннем расположении постоянных магнитов возбуждения. Существенным недостатком двигателей обращенной конструкции является усложнение щеточного узла при неподвижном коллекторе и снижение максимальной скорости, особенно для средних и больших машин с высокими коммутируемыми токами. Двигатели обращенной конструкции выпускаются в США фирмой «Инланд» (серия ТТ45) и НРБ (серия MB). Отечественная промышленность выпускает несколько модификаций высокомоментных двигателей. К ним относятся маломощные двигатели серий ДП и ДК, двигатели средней и большой мощности серии ПВ. Двигатели ДК и ПВ выполняются с вращающимся зубцовым якорем и неподвижными постоянными магнитами. За рубежом высокомоментные двигатели выпускают почти все ведущие электротехнические фирмы: «Портер», «Инланд», «Геттис» (США), «Сименс», АЕГ «Телефун- кен» (ФРГ), СЕМ (Франция), «Фанук» (Япония) и т. д. Высокомоментные двигатели выпускают электротехнические заводы НРБ, ЧССР, ПНР, СРР, ВНР. В механизмах подач подавляющего большинства станков зарубежных фирм установлены высокомоментные двигатели. Бесколлекторные (бесщеточные) двигатели построены на базе высокомоментных двигателей обращенной конструкции с неподвижным индуктором и вращающейся обмоткой якоря. Щеточно-коллекторный узел в этих двигателях заменен бесконтактным транзисторным или ти- ристорным коммутатором. Коммутация секций обмотки якоря выполнена в функции угла поворота вала двигателя, информация о котором поступает со специального датчика, являющегося составным элементом бесколлекторного двигателя. Несмотря на большую сложность преобразователя, приводы с бесколлекторными двигателями должны найти широкое применение в станках вследствие удобства ре-гулирования и высокой надежности бесколлекторных двигателей, особенно в тех механизмах, где установка коллекторных машин недопустима по технологическим условиям работы. Важным направлением в станкостроении является создание совмещенных электромеханических узлов на базе применения линейных и других специальных двигателей, в частности линейных двигателей постоянного и переменного тока. При решении вопросов о применении линейных двигателей следует учитывать, что они должны создаваться с учетом условий их компоновки в рабочем органе станка, а конструкция двигателя должна соответствовать месту его установки. Другим видом комплексного механизма является электромеханизм, представляющий единый конструктив высокомоментного электродвигателя со встроенной гайкой и ходовым винтом. Эти механизмы разработаны Новосибирским электротехническим институтом (НЭТИ). Создание новых электродвигателей с новыми свойствами в некоторых случаях приводит к введению дополнительных параметров в таблицы технических данных. Не-корректное толкование этих параметров иногда может привести к значительным ошибкам в расчетах и к неправильному выбору двигателей. Расчет привода современных станков требует определения ряда характеристик двигателей, существенно влияющих на статические и динамические свойства электро-приводов и станков в целом. Поэтому важно понимать физический смысл и уметь правильно определять целый ряд параметров двигателей. Ниже дается терминология, общепринятое толкование физического смысла основных характеристик всех рассмотренных ранее двигателей постоянного тока и приведены электромагнитные соотношения, связывающие между собой различные параметры двигателей.

Автор: Администрация   Общая оценка статьи:    Опубликовано: 2013.11.23   

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ:



запомнить  Регистрация

Металлоторговля:
Объявления
Прайсы (по торг. позициям)
Прайсы (в файлах)

Марки металлов
Калькулятор веса металла

Новости

НОВЫЕ ОБЪЯВЛЕНИЯ

07:39 Сварочные агрегаты АДД 2х2502, АДД 2х2502 П, АДД 2х2502 ПВГ

07:39 Сварочный генератор ГД 2х2503, генератор ГД 4004,

07:39 Дизельные электростанции АД 150

17:51 Металлорежущие станки плазменной и газовой резки

13:39 Лист 14Х17Н2 размер 3, 4, 10, 16, 20, 25, 40 мм.

13:39 Шестигранник 14Х17Н2 s:27, 32, 36, 46, 55, 65 мм

13:39 Лист сталь 40Х13 размер 2, 3, 6, 10, 14, 20, 30 мм

13:39 Круг 10Х17Н13М2Т ф 30, 40, 50, 60, 70, 250, 500 мм

13:38 Круг 40Х ф 220, 250, 280, 300, 320, 380, 400 мм

13:38 Круг 13ХФА диаметр 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 мм

НОВОСТИ

22 Марта 2017 17:47
Различные виды сварки трением

22 Марта 2017 14:08
Необычные строения из алюминия в Японии (17 фото)

20 Марта 2017 23:31
Станки и оборудование специалисты смогут выбрать на выставке Mashex Siberia

24 Марта 2017 14:08
Мировой выпуск прямовосстановленного железа в феврале 2017 года вырос на 9,4%

24 Марта 2017 13:43
В 2017 году УК ”Кузбассразрезуголь” увеличит инвестиции в производство на 2 млрд. рублей

24 Марта 2017 12:07
Мировой выпуск стали в феврале 2017 года вырос на 4,1%

24 Марта 2017 11:38
Новое производство ”ЕВРАЗ НТМК” работает без выбросов в атмосферу

24 Марта 2017 11:13
На ”НЛМК” начат монтаж турбины производства ”Уральского турбинного завода”

НОВЫЕ СТАТЬИ

Основные виды натурального камня

Труба из нержавеющей стали: классификация и область применения

Разновидности труб из коррозионностойкой стали и их применение в бытовых и промышленных условиях

Труба нержавеющая 20Х23Н18 для химпрома

Труба нержавеющая в обеспечении комфортной работы предприятий

Купить металлопрокат в Тамбове

Что лучше: купить квартиру с отделкой или без отделки?

Технологии остекления балконов и цены в Киеве

Гравировка на металле: улучшаем офис для успеха в бизнесе

Кварцевый агломерат и виды искусственного камня

Теплый электрический пол для квартиры

Основные виды запчастей для автомобильного двигателя

Электрические защитные автоматы для квартиры

Распространенные сертификаты в промышленности

Решетчатые и прессованные настилы в промышленности

Использование трубы нержавеющей 12Х18Н10Т в машиностроении и других остраслях

Труба нержавеющая 10Х17Н13М2Т в отраслях промышленности

Труба нержавеющая 06ХН28МДТ в котельной промышленности

 ГЛАВНАЯ   МЕТАЛЛОТОРГОВЛЯ   ОБЪЯВЛЕНИЯ   ПРАЙСЫ   КОМПАНИИ   СТАТЬИ   РАБОТА   ФОРУМ   ГОСТы   МАРОЧНИК   КАЛЬКУЛЯТОР   БИРЖЕВЫЕ ЦЕНЫ   ВЫСТАВКИ  

Рейтинг@Mail.ru

О портале : Информация и правила : Реклама : Тарифы для компаний : Наши контакты : Связаться : Личный кабинет : Регистрация

2009-2017 © Любое копирование материалов без активной ссылки на metallicheckiy-portal.ru запрещено!
Использование материалов в печатных изданиях только с разрешения администрации портала.