一、電力拖動方案確定原則
交流電機(jī)特別是籠型異步電動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、價格低廉、維修方便、應(yīng)用廣泛,所以在選擇電力拖動方案時,首先應(yīng)盡量考慮籠型異步電動機(jī),只有那些要求調(diào)速范圍大和頻繁起制動的機(jī)床,才考慮采用直流或交流無級調(diào)速系統(tǒng)。因此,應(yīng)依機(jī)床對調(diào)速的要求來考慮電力拖動方案。
1、對于一般無特殊調(diào)速指標(biāo)要求的機(jī)床,應(yīng)優(yōu)先采用籠型異步電動機(jī)。
2、對于要求電氣調(diào)速的機(jī)床,應(yīng)根據(jù)調(diào)速技術(shù)要求,如調(diào)速范圍、調(diào)速平滑性、調(diào)速級數(shù)和機(jī)械特性硬度來選擇電力拖動方案。
①若調(diào)速d=2~3(其中d=nmax/nmin),額定負(fù)載下,調(diào)速級數(shù)£2~ 4,一般采用可變極數(shù)的雙速或多速籠型異步電動機(jī)。
②若d=3~10,且要求平滑調(diào)速時,在容量不大的情況下,應(yīng)采用帶滑差電磁離合器的籠型異步電動機(jī)拖動方案。
③若調(diào)速d=10~100,可采用晶閘管直流或交流調(diào)速拖動方案。
1、 電動機(jī)的調(diào)速性質(zhì)應(yīng)與負(fù)載特性相適應(yīng)
調(diào)速性質(zhì)是指在整個調(diào)速范圍內(nèi)轉(zhuǎn)矩和功率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系,有恒功率和恒轉(zhuǎn)矩輸出兩種。以車床為例,其主運(yùn)動需要恒功率傳動,進(jìn)給運(yùn)動則要求恒轉(zhuǎn)矩傳動。若采用雙速籠型異步電動機(jī),當(dāng)定子繞組由三角形改成雙星形連接時,轉(zhuǎn)速由低速升為高速,而功率卻增加很少,適用于恒功率傳動。但當(dāng)定子繞組由低速的星形連接改成雙星形連接后,轉(zhuǎn)速和功率都增加一倍,而電動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩卻保持不變,適用于恒轉(zhuǎn)矩傳動。
二、電動機(jī)的選擇
機(jī)床的運(yùn)動部分大多數(shù)由電動機(jī)驅(qū)動。因此,正確地選擇電動機(jī)具有重要的意義。
1.電動機(jī)結(jié)構(gòu)形式的確定
一般來說,應(yīng)采用通用系列的普通電動機(jī),只有在特殊場合才采用某些特殊結(jié)構(gòu)的電動機(jī),以便于安裝。
在通常的環(huán)境條件下,應(yīng)盡量選用防護(hù)式(開啟式)電動機(jī)。對易產(chǎn)生懸浮飛揚(yáng)的鐵屑或廢料、或者切消液、工業(yè)用水等有損于絕緣的介質(zhì)能侵入電動機(jī)的場合,應(yīng)采用封閉式為宜。煤油冷卻切削刀具或加工易燃合金的機(jī)床應(yīng)選用防爆式電動機(jī)。
2.電動機(jī)容量的選擇
正確地選擇電動機(jī)容量具有重要意義。電動機(jī)容量選得過大是浪費(fèi),且功率因數(shù)降低;選得過小,會使電動機(jī)因過載運(yùn)行而降低使用壽命。
電動機(jī)容量選擇的依據(jù)是機(jī)床的負(fù)載功率。若機(jī)床總體設(shè)計中確定的機(jī)械傳動功率為p1,則所需電動機(jī)的功率p為:
p=p1/h
式中,h為機(jī)械傳動效率,一般取為0.6~0.85。
機(jī)床的實(shí)際載荷是經(jīng)常變化的,每個負(fù)載的工作時間也不盡相同,并且p1 往往是工程估算得出的,h也是一個經(jīng)驗數(shù)據(jù),所以在實(shí)際確定時,大多采用調(diào)查統(tǒng)計類比法。這種方法就是對機(jī)床主拖動電動機(jī)進(jìn)行實(shí)測、分析,找出電動機(jī)容量與機(jī)床主要數(shù)據(jù)的關(guān)系,據(jù)此作為選擇電動機(jī)容量的依據(jù)。對常見的機(jī)床有(以下經(jīng)驗公式中功率p的單位為kw):
①臥式車床
p=36.5d1.54
式中,d為工件最大直徑(m)。
②立式車床
p=20d0.88
式中,d為工件最大直徑(m)。
③搖臂鉆床
p=0.0646d1.19
式中,d為最大鉆孔直徑(mm)。
④外圓磨床
p=0.1kb
式中,b為砂輪寬度,當(dāng)砂輪主軸采用滾動軸承時,k取0.8~1.1,采用滑動軸承時取1.0~1.3。
⑤臥式銑鏜床
p=0.004d1.7
式中,d為鏜桿直徑(mm)。
⑥龍門銑床
p=0.006b1.15
式中,b為工作臺寬度(mm)。
機(jī)床進(jìn)給運(yùn)動電動機(jī)的容量,車床、鉆床約為主電動機(jī)的0.03~0.05,銑床則為0.2~0.25。
3.電動機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇
籠型異步電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速有3000、1500、750和600r/min等幾種。一般情況下選用同步轉(zhuǎn)速為1500 r/min的電動機(jī)。因為這個轉(zhuǎn)速下的電動機(jī)適應(yīng)性強(qiáng),而且功率因數(shù)和效率也較高。對于一定容量,轉(zhuǎn)速選得越低,則電動機(jī)的體積就越大,價格也越高,并且功率因數(shù)和效率也越低。但選得太高,則增加了機(jī)械部分的復(fù)雜程度。
4.籠型異步電動機(jī)的系列
y系列電動機(jī)是全國統(tǒng)一設(shè)計的新系列產(chǎn)品,它具有效率高、起動轉(zhuǎn)矩大、噪聲低、振動小、性能優(yōu)良、外形美觀等優(yōu)點(diǎn),功率等級和安裝尺寸符合國際電工委員會標(biāo)準(zhǔn)。
一般電動機(jī)的銘牌上有名稱、型號、功率、電壓、電流、頻率、接法、工作方式、絕緣等級、產(chǎn)品編號、重量、生產(chǎn)廠家和出廠日期等欄。
若電壓寫380v,接法寫δ聯(lián)接,表示定子繞組的額定電壓為380v,應(yīng)接成δ聯(lián)接。若電壓寫380v/220v,接法寫y/δ聯(lián)接,表明電源線電壓為380v,應(yīng)接成y聯(lián)接;電源線電壓為220v,應(yīng)接成δ聯(lián)接。
電流是指電動機(jī)繞組的輸入電流。如果寫有兩個電流值,表示定子繞組在兩種接法時的輸入電流。