文档介绍：主轴调速系统的选择计算
对调速系统的基本考虑:
,且要求有较硬的机械特性。所以,以选用矢量控制方式为宜。对于普通车床来说,由于对动态响应要求不高,用“无反馈矢量控制”方式已经足够。
,且高速与低速段机械特性的特点不一样,故工作频率范围应不限于额定频率以下。
。
,可能出现较大的冲击过载,容易引起变频器的跳闸。所以,变频器的容量以比电动机的容量大一档为好。
一档传动比,且方案
基本工作情况
a. 电动机和主轴之间的传动比只有一档,传动比
b. 变频器的最大输出频率等于电动机的额定频率。从而,电动机的最高转速等于其额定转速,它折算到负载轴上的值应大于负载要求的最大转速:
=
c. 电动机额定转矩的折算值(折算到负载轴上的转矩);
综上所述,,
曲线1是车床的机械特性曲线。为了便于比较,
图中,电动机的转矩和转速均为折算到负载轴上的值。
,负载所需功率
其大小与面积成正比。而电动机的容量则与面积成正比,其大小为:
可见,采用了变频调速后,电动机的容量需增大倍以上。
电动机的工作频率范围
a. 最高频率。
b. 最底频率因为只有一档转速,故频率调节范围为:
当时, ;
当时,。
异步电动机在这样低的频率下连续工作,如不用负载反馈,是比较困难的。
一档传动比,且方案
基本工作情况
a. 电动机和主轴之间的传动比仍只有一档,但变频器的最高输出频率
允许超过额定频率。(即:).
设最大调频比
则:电动机的最高转速也约为额定转速的倍:
b. 电动机的额定转速
电动机有效转矩线圈如图中的曲线2所示。曲线
1为车床的机械特性曲线。
电动机的容量如图,电动机的容量与面积成正比,其大小为
可见,频率范围扩大之后,电动机的容量可以比减小倍,但与负载功率相比,仍需增大很多。
电动机的工作频率范围
设:最高频率为,则最低频率为
当时,;
当时,。
两档传动比,且方案
基本工作情况
将电动机和主轴之间的传动比分成两档(和),使变频器的输出频率、电动机的转速与负载转速之间的对应关系见表4-1
表4-1 频率、电动机与负载转速之间的对应关系
工作频率
电动机的转速
低档传动比
负载转速
高档传动比
负载转速
表中,是两档转速分界点的“中间速”。在抵挡时,传动比为,当从
到(到)时,从到;在高档时,传动比为,当从到(从到)时, 从到。
忽略电动机转差率的变化的因素,则有:
作为两档中间的分界转速(中间速)
所以,电动机工作频率的范围
可见,采用两档传动比后,在负载的速度范围不变的情况下,工作频率的调节范围大大的缩小了。采用两档传动比后,,曲线1为车床的机械特性曲线。可以看出两者已经十分接近了