Разработка схемы управления и описание ее работы
Разработку схемы управления токарновинторезного станка модели 16Б16П ведем согласно с предложениями по модернизации .Схема электрическая принципиальная после модернизации представлена на листе2 графической части проекта. Перед началом работы станка необходимо электрическую часть подключить к цеховой сети посредствам автоматического выключателя QF2, при этом загорается сигнальная лампа HL1. Необходимая скорость вращения электродвигателя М1, задается установкой переключателя SА1 в положение 1 –первая, малая скорость, или в положение 2 –вторая скорость. При воздействии на кнопку управления SВ2 включаются герконовые реле КV7, КV8,КV3 и герсиконовый контактор КМ3. Герконовое реле КV3 включает электродвигатель М1 главного привода замыкая свои контакты КV3.1КV3.3 в цепи тиристорного пускателя. Рассмотрим работу тиристорного блока на примере фазы А . В момент похождения положительной полуволны напряжения на фазе А,происходит открытие тиристора VS1 ( так как положительная полуволна является прямой для VS1 ) и закрытие тиристора VS2 (так как положительная полуволна является обратной для VS2 ). Формируется открывающий импульс тока в цепи управления тиристора VS1. Открывающий импульс на управляющий электрод тиристора VS1 подается по цепи : фаза А, диод VD1, токоограничивающий резистор R1, Замыкающий контакт KV2.1, управляющий электрод тиристора VS1, катод тиристора VS1 . Тиристор VS1 открывается и на фазе А двигателя М1 появляется напряжение . Ток на обмотку статора двигателя поступает по цепи : фаза А, тиристор VS1, обмотка статора двигателя М1, тиристор VS4 – фаза В или тиристор VS6 – фаза С . В следующий полупериод прохождения отрицацельной полуволны напряжение в фазе А происходит закрытие тиристора VS1, и открытия тиристора VS2 . Открывающий импульс на управляющий электрод тиристора VS2 поступает по цепи : другая фаза ( на которой сейчас положительная полуволна ), обмотка статора двигателя М1, диод VD2, замыкающий контакт KV2.1, токоограничивающий резистор R1, управляющий электрод тиристора VS2 . Тиристор VS2 открывается и на обмотке двигателя появляется напряжение . В остальных фазах работа тиристорных блоков аналогична. Герсиконовый контактор КМ3, замкнув свой контакт КМ3.1 включает электродвигатель М4 станции смазки. После запуска электродвигателя М1 могут быть включены: переключателем SA3 –герсиконовый контактор КМ2 электронасоса охлаждения М3. Нажатием кнопки управления SB3 включается герсиконовый контактор КМ1 электродвигателя быстрых перемещений каретки и суппорта М3. Работа одновременно двумя перключателями управления, например, включение шпинделя переключателем SA4, а отключение переключателем SA5 –невозможно. Если одним из переключателей шпиндель включен –второй переключатель никакого действия на работу привода не оказывает, так как, если работает переключатель SA4, герконовое реле КV7 оказывается отключенным, а при работе переключателем SA5 отключается герконовое реле КV8 . Но, если оба перключателя находятся в нейтральном положении и герконовые реле КV7 и КV8 включены, то начинать работу можно любым переключателем управления. Чтобы включить рабочий ход шпинделя переключателем SA4, его нужно перевести из положения 2 “Шпиндель стоп “ в положение 3 “ Шпиндель вперед “ . При этом герконовое реле KV7 отключается, а герконовое реле KV6 включается и замкнув свой контакт KV6.2 включает герконовое реле KV4. Герконовое реле замкнув свой контакт KV4.2 включает электромагнитную муфту YC1 и шпиндель начинает вращаться. Для остановки шпинделя переключатель управления SA4 следует перевести из положения 3 в положение 2 “Шпиндель стоп”.При этом переключатель SA4 включает герконовое реле КV7 и отключает герконовое реле КV6, а через него отключают герконовое реле KV4 . Герконового реле KV4 размыкает свой контакт KV4.2 и отключает электромагнитную муфту YС1, и замыкая свои контакты KV4.1 и KV4.3 включает электромагнитную муфту YС2 . Шпиндель тормозится и останавливается, но электродвигатель М1 продолжает вращаться в прямом направлении . После остановки шпинделя герконовое реле КV1 отключается и разомкнув свой контакт KV1.1 отключает электромагнитную муфту YС2. При торможении герконовое реле КV1 включается и отключается с помощью модуля времени KT1. Время торможения шпинделя задается в пределах 2…3 секунды. Чтобы включить обратный ход шпинделя “Шпиндель назад “, переключатель управления SA4 следует перевести из положения 2 “Шпиндель стоп “ в положение 1 “Шпиндель назад”. Переключатель SА4 отключает герконовое реле КV7 и включает герконовое реле КV5. При включении герконового реле KV5 размыкается его контакт KV5.2 и отключает герконовое реле КV3 хода вперед электродвигателя М1 главного привода . Контакт КV5.1 замыкается и включает герконовое реле КV2 хода назад, каторое, замкнув свои контакты КV2.1КV2.3 осуществит запуск электродвигателя М1 в обратном направлении . Контакт реле КV5.3 замыкается и включает герконовое реле КV4. Контакт КV4.1 замыкается и включает электромагнитную муфту YС1, и шпиндель станка начинает вращаться в обратном направлении. Для остановки шпинделя переключатель управления SA4 из положения 1 следует перевести в положение 2 “Шпиндель стоп” . При этом контакты переключателя включают герконовое реле КV7 и отключают реле КV5 . Обесточенное реле КV4 отключает электромагнитную муфту YC1 и включает электромагнитную муфту YC2 . При отключении реле КV5 магнитный пускатель КV2 остается включенным и двигатель М1 продолжает вращаться в обратном направлении. При управлении шпинделем станка переключателем управления SA5 при подаче команд “Шпиндель вперед“ или “Шпиндель назад“ происходит включение герконового реле КV7 и отключение герконового реле КV8 . В остальном действие электросхемы аналогично действию при управлении шпинделем станка левой рукояткой управления. Отключение станка осуществляется переводом рукоятки выключателя QF2 в положение “ Отключено “ На станке имеется амперметр А1, измеряющий нагрузку главного электродвигателя М1. Защита от токов короткого замыкания осуществляется с помощью плавких предохранителей FU1FU3 и автоматических выключателей QF2, QF3. Защита электродвигателей от перегрузок осуществляется тепловыми реле КК1КК3.
Выбор элементов схемы
Выбор силовых тиристоров производим по следующим условиям: по току тиристора:
Iном.т (0,5 Imaxкр )/( 2 Ко Ко К Кф) ; (12 )
по обратному напряжению тиристора:
Uобр.ном.т 1,1 2 Uс, (13 )
где Iном.т –номинальный ток тиристора, А; Imaxкр максимальный возможный ток через тиристор, А; Ко –коэффициент учитывающий условия охлаждения, Ко =0,5; Ко коэффициент учитывающий загрузку тиристора в зависимости от температуры окружающей среды, Ко =1; К коэффициент учитывающий угол проводимости Тиристора К =1; Кф коэффициен учитывающий форму тиристора, Кф=1,1; Uобр.ном.т – обратное номинальное напряжение тиристора, В; Произведем выбор тиристоров VS1VS10 в цепи питания двигателя главного движения М1. Максимальный кратковременный ток через тиристор в нашем случае принимаем равным пусковому току двигателя М1. По условиям (12) и (13) получим: Iном.т (0,5 79,1 )/( 2 0,5 1 1 1,1) =35,9 А Uобр.ном.т 1,1 2 380 =591,1В Так как в схеме не предусмотрена защита от перенапряжений с помощью RC цепочек, то выбираем тиристоры по напряжению на два класса выше, чем получилось по расчету. По ( ) выбираем тиристоры VS1VS10 класса Т122206 с Iном.т=40А, Uобр.ном.т=800В, Iупр.т=0,18А, Uупр.т=4B. Выбор диодов для тиристорного пускателя производим по следующим условиям:
Uобр 2 Uс, ( 14 ) Iпр.доп Iупр.т, ( 15 )
где Uобр обратное допустимое напряжение диода, В; Iпр.доп допустимый прямой ток диода, А. Произведем выбор диодов VD1VD10 для тиристорного пускателя в цепи двигателя главного движения М1. По условию (14) и (15) получим: Uобр 2 380 = 537,4 В Iпр.доп 0,18 А По ( ) выбираем диоды VD1VD10 марки КД105В с Iпр.доп=0,3 А, Uобр=600В. Выбор резисторов для тиристорного пускателя производим по следующим условиям: Rp (0,05 Umax Uупр.т ) / (1,1 Iупр.т) ; (16 )
Ррас. Iупр.т. Rp, (17 )
где Rp активное сопротивление резистора, Ом; Umax максимальное значение напряжения сети, В; Pрас мощность рассеивания резистора, Bт. Максимальное напряжение сети определяем по формуле:
Umax 2 Uс ( 18 ) Umax 2 380 =537,4
Произведем выбор резисторов R1R5 для тиристорного пускателя в цепи двигателя главного движения М1. По условию ( 16 ) и ( 17 ) получим: Rp (0,05 537,4 4 ) / (1,1 0,18) = 115,5 Ом Ррас. 0,18. 115,5 =3,74 Вт
По ( ) выбираем резисторы R1R6 марки С535В с Р=7,5Вт, R=120 Ом. Выбор герсиконовых контакторов производим по условиям:
Uном.к.к Uц.у. ; ( 19 ) Iном.кон. Iдл.к.ц., ( 20 )
где Uном.к.к номинальное напряжение катушки контак тора, В; U ц.у.. напряжение цепи управления, В; I ном.кон. номинальный ток контактов контактора, А; I дл.к.ц.. длительный ток коммутируемой цепи, А. Произведем выбор герсиконового контактора КМ1 . В данном случае I дл.к.ц.. будет равен номинальному току двигателя М2. По условиям (19) и (20) получим:
U ном.к..к 24 В I ном.кон.. 0,9 А
По ( )выбираем герсиконовый контактор КМ1 марки КМГ18193000У.2.04 с Uном.к.к=24B,.Iном.кон. =6,3 A, Pпотр=4 Вт. Выбор оставшихся герсиконовых контакторов аналогичен, данные выбора заносим в таблицу 4.
Таблица 4
Выбор промежуточных герконовых реле для управления тиристорами производим по условиям: по напряжению:
U ном.к.р U ц.у. ; ( 21 )
по току контактов реле:
I ном.кон.р I дл.к.ц ; ( 22 )
по количеству и виду (замыкающие, размыкающие ) контактов. где U ном.к.р номинальное напряжение катушки реле, В; I ном.кон.р номинальный ток контактов реле, А. Произведем выбор герконового реле KV2 .В данном случае Iдл.к.ц равен току управления тиристорами. По условиям ( 14 ) и ( 15 ) получим:
U ном.к.р 24 В I ном.кон.р 0,18 А
требуется три замыкающихся и один размыкающий контакт. По ( ) выбираем герконовое реле KV2 состоящее из двух : реле марки РПГ010421 с числом замыкающихся контактов –четыре, Рпотр=1,5 Вт, I ном.кон.р =1A, U ном.к.р= 24 В и реле марки РПГ110222 с числом размыкающихся контактов –два, Рпотр=1,4 Вт, I ном.кон.р =1A, U ном.к.р= 24 В. Выбор оставшихся герконовых реле аналогичен, данные выбора заносим в таблицу 5.
Таблица 5
Выбор реле времени КТ производим по условиям (21), (22) и по величине выдержки времени:
tуст. t расч., ( 23 )
где tуст время установки реле времени, с; tрасч расчетная величина выдержки времени, с, из паспортных данных t расч =23 сек. Длительный ток коммутируемой цепи I дл.к.ц., A, определяем по формуле:
I дл.к.ц=Рпотр / U ц.у., ( 24 )
где Рпотр мощность потребителя коммутируемого контактами реле, Вт. Контакт реле времени коммутирует цепь герконового реле KV1 . Соответственно I дл.к.ц по формуле ( 24 ) будет равен:
I дл.к.ц=(1,4 + 0,4) / 24 =0,08 А
По условиям ( 21 ), ( 22 ) и ( 23 ) получим: U ном.к.р. 24 В I ном.кон.р. 0,08 А t расч 2 сек По ( ) выбираем реле времени КТ марки ВЛ26У4 с U ном.к.р =24 В, I ном.кон.р =1 А, Рпотр =16Вт, tуст =1300 с. Выбор лампы местного освещения производится по следующим условиям: по мощности; по номинальному напряжению:
U ном.л.м.о. U ц.м.о.. ; ( 25 )
где Uном.л.м.о номинальное напряжение лампы местного освещения, В; U ц.м.о напряжение цепи местного освещения, В. U ном.л.м.о. 24 В По ( ) выбираем лампу местного освещения ЕL типа МО2425 с Uном.л.м.о=24В, Рпотр=2,5Вт. Выбор сигнальной лампы HL2 производим по условиям: по конструктивному исполнению; по номинальному напряжению:
U ном.с.л.. U ц.с.., ( 26 ) где U ном.с.л –номинальное напряжение сигнальной лампы,В. U ц.с –напряжение цепи сигнализации, В. По условию ( 26 ) имеем: U ном.с.л.. 5 В. По ( ) выбираем сигнальную лампу HL2 марки МН 03 с U ном.с.л=24 В, Рпотр=2,5Вт. По паспорту выбираем устройство HL1 марки УПС2У3. Из паспортных данных выбираем амперметр типа Э8031 У3. Выбор переключателей производим по следующим условиям: по назначению; по конструктивному исполнению; по рабочему напряжению: U ном.пер.. U ком ; ( 27 ) по току контактов переключателя:
I ном.к.пер. I дл.к.ц : ( 28 )
где U ном.пер номинальное напряжение переключате ля, В; Uкомноминальное напряжение коммутируемой цепи,В; I ном.к.пер номинальный ток переключателя, А. Произведем выбор переключателя SA2 . По формуле ( 24 ) определяем длительный ток коммутируемой цепи: I дл.к.ц.. = 25/24=1,04 А По условию ( 27 ) и ( 28 ) получим: U ном.пер 24 В I ном.к.пер 1,04 А По ( ) переключатель SA2 марки ПКн105 с U ном.пер.=24 В, I ном.к.пер =4 А. Выбор остальных переключателей аналогичен . Данные заносим в таблицу 6. Таблица 6
Выбор кнопок управления производим по следующим условиям: по напряжению:
U ном.кн.. U ц.у. ; ( 29 )
по току контактов кнопки:
I ном.к.н. I дл.к.ц ; ( 30 )
по виду и цвету толкателя; по количеству и виду контактов, где U ном.кн номинальное напряжение кнопки,B; I ном.к.н номинальный ток контактов кнопки, А. Вид толкателя может быть грибовидный или цилиндрический, цвет красный или черный . Следует иметь в виду, что кнопка “ Общий стоп “ должна быть с грибовидным толкателем красного цвета. Покажем выбор кнопки SB3. По формуле ( 24 ) определяем длительный ток коммутируемой цепи: I дл.к.ц.. = 4/24=0,17 А По условиям ( 29 ) и ( 30 ) имеем:
U ном.кн..=24 В. I ном.к.н.= 0,17 А По ( ) выбираем кнопку SB3 марки КЕ011У3 с I ном.к.н=6 А, U ном.кн..=24 В, с цилиндрическим толкателем черного цвета. Выбор оставшихся кнопок аналогичен . Данные выбора сводим в таблицу 7.
Таблица 7
Выбор конечных выключателей производим по условиям: по конструктивному исполнению; по количеству и виду контактов; по напряжению:
U ном.к.в.. U ц.у. ; ( 31 )
по току контактов:
I ном.к..в. I дл.к.ц ; ( 32 )
где U ном.к.в – номинальное напряжение конечного выключателя, B; I ном.к..в – номинальный ток контактов конечного выключателя, А. Покажем выбор конечного выключателя SQ3, который коммутирует цепь катушек реле KV4, KV5, KV6, KV7, KV8 и герсиконового контактора КМ3. В данном случае в наиболее тяжёлом режиме одновременно могут работать : герконовое реле KV7 или герконовое реле KV8, а также герконовые реле KV4, KV6 и герсиконовый контактор КМ3 . По формуле ( 24 ) длительный ток коммутируемой цепи равен: Iдл.к.ц..=(1,4+1,4+1,4+1,4+1,5+1,4+4)/ 24=0,5 А По ( ) выбираем конечный выключатель SQ3 марки ВПК2110У3 с Iном.к.в.=4 А, Uном.к.в.=24 В. Выбор оставшихся конечных выключателей аналогичен . Данные выбора сводим в таблицу 8.
Таблица 8
По паспорту станка выбираем электромагнитные муфты YC1 и YC2 . YC1 марки ЭТМ0841Н2 с Uном.к.в.=24 В, Рпотр=60Вт и YC2 марки ЭТМ0862В с Uном.к.в.=24 В, Рпотр=60Вт. По паспорту станка выбираем конденсатор С1 марки МБГП202000,51 с емкостью 0.51 мкФ. По паспорту станка выбираем диод VD15 марки Д226В. Выбор диодов мостового выпрямителя для питания цепи управления производим по условиям: по обратному напряжению:
U обр. 1,57 U ц.у. ; ( 33 )
по прямому току: I доп.пр. 0,5 I d, ( 34 ) где I d – ток нагрузки диодов, А. Ток нагрузки диодов определяем по формуле:
Id. Pпотр U ц.у, ( 35 )
где Pпотр – сумма активных мощностей потребителей цепи управления, Вт. Id.=(1,4+1,4+1,4+1,4+1,5+1,4+4+4+4+60)/24=3,35 А По условиям ( 33 ) и ( 34 ) имеем: U обр. 1,57 24=37,7 В I доп.пр. 0,5 3,35=1,68 А По ( )выбираем диоды VD11VD14 марки КД202Б с U обр =50 В, I доп.пр =3,5 А. Выбор понижающего трансформатора TV для питания цепей управления и местного освещения производим по условиям: по напряжению обмоток:
Uном.1тр. U с. ; ( 36 ) Uном.2тр. U ц.у. ; ( 37 ) Uном.2мо. U ц.мо. ; ( 38 ) Sном.тр. Sрасч.1, ( 39 )
где Uном.1тр номинальное напряжение первичной обмотки трансформатора, В; Uном.2тр номинальное напряжение вторичной обмотки питание выпрямителя, В; Uном.2мо номинальное напряжение питания обмотки местного освещения, В; Sном.тр номинальная мощность трансформатора, В А; Sрасч.1 полная расчетная нагрузка первичной обмотки, В А. Расчетную нагрузку трансформатора определяем по формуле:
Sрасч.1 = S2 /, ( 40 )
где S2 суммарная полная мощность нагрузки вторичных обмоток,В А; коэффициент полезного действия трансформа тора, о.е. Суммарную полную мощность нагрузки в нашем случае определяем по формуле:
S2= Id Uц.у. + Iл.мо Uц.у., ( 41 )
где Iл.мо ток лампы местного освещения, А. По формуле ( 24 )имеем: Iл.мо =25 /24 =1,04 А По формуле ( 41 ) получим: S2=3,35 24 + 1,04 24 =105,36 В А По ( ) принимаем =0,875. По формуле ( 40 ) получим: Sрасч.1 =105,36 / 0,875 =120,4 В А По условиям ( 36 ), ( 37 ), ( 38 ), ( 39 ) получим: Uном.1тр. 380 В Uном.2тр. 29 В. Uном.2мо. 24 В. Sном.тр. 120,41
По ( )выбираем разделительный трансформатор TV1 типа ОСМ 0,160 с Sном.тр =160 В А, Uном.1тр =380, Uном.2тр =29 В, Uном.2мо =24 В.
Популярное: Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям ... Как построить свою речь (словесное оформление):
При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою... Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (175)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |