一、電力拖動方案確定原則
交流電機特別是籠型異步電動機結構簡單、運行可靠、價格低廉、維修方便、應用廣泛,所以在選擇電力拖動方案時,首先應盡量考慮籠型異步電動機,只有那些要求調(diào)速范圍大和頻繁起制動的機床,才考慮采用直流或交流無級調(diào)速系統(tǒng)。因此,應依機床對調(diào)速的要求來考慮電力拖動方案。
1、對于一般無特殊調(diào)速指標要求的機床,應優(yōu)先采用籠型異步電動機。
2、對于要求電氣調(diào)速的機床,應根據(jù)調(diào)速技術要求,如調(diào)速范圍、調(diào)速平滑性、調(diào)速級數(shù)和機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。
②若d=3~10,且要求平滑調(diào)速時,在容量不大的情況下,應采用帶滑差電磁離合器的籠型異步電動機拖動方案。
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、 電動機的調(diào)速性質(zhì)應與負載特性相適應
調(diào)速性質(zhì)是指在整個調(diào)速范圍內(nèi)轉矩和功率與轉速的關系,有恒功率和恒轉矩輸出兩種。以車床為例,其主運動需要恒功率傳動,進給運動則要求恒轉矩傳動。若采用雙速籠型異步電動機,當定子繞組由三角形改成雙星形連接時,轉速由低速升為高速,而功率卻增加很少,適用于恒功率傳動。但當定子繞組由低速的星形連接改成雙星形連接后,轉速和功率都增加一倍,而電動機輸出轉矩卻保持不變,適用于恒轉矩傳動。
二、電動機的選擇
機床的運動部分大多數(shù)由電動機驅動。因此,正確地選擇電動機具有重要的意義。
1.電動機結構形式的確定
一般來說,應采用通用系列的普通電動機,只有在特殊場合才采用某些特殊結構的電動機,以便于安裝。
在通常的環(huán)境條件下,應盡量選用防護式(開啟式)電動機。對易產(chǎn)生懸浮飛揚的鐵屑或廢料、或者切消液、工業(yè)用水等有損于絕緣的介質(zhì)能侵入電動機的場合,應采用封閉式為宜。煤油冷卻切削刀具或加工易燃合金的機床應選用防爆式電動機。
2.電動機容量的選擇
正確地選擇電動機容量具有重要意義。電動機容量選得過大是浪費,且功率因數(shù)降低;選得過小,會使電動機因過載運行而降低使用壽命。
電動機容量選擇的依據(jù)是機床的負載功率。若機床總體設計中確定的機械傳動功率為p1,則所需電動機的功率p為:
p=p1/h
式中,h為機械傳動效率,一般取為0.6~0.85。
機床的實際載荷是經(jīng)常變化的,每個負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。這種方法就是對機床主拖動電動機進行實測、分析,找出電動機容量與機床主要數(shù)據(jù)的關系,據(jù)此作為選擇電動機容量的依據(jù)。對常見的機床有(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)。
機床進給運動電動機的容量,車床、鉆床約為主電動機的0.03~0.05,銑床則為0.2~0.25。
3.電動機轉速的選擇
籠型異步電動機的同步轉速有3000、1500、750和600r/min等幾種。一般情況下選用同步轉速為1500 r/min的電動機。因為這個轉速下的電動機適應性強,而且功率因數(shù)和效率也較高。對于一定容量,轉速選得越低,則電動機的體積就越大,價格也越高,并且功率因數(shù)和效率也越低。但選得太高,則增加了機械部分的復雜程度。
4.籠型異步電動機的系列
y系列電動機是全國統(tǒng)一設計的新系列產(chǎn)品,它具有效率高、起動轉矩大、噪聲低、振動小、性能優(yōu)良、外形美觀等優(yōu)點,功率等級和安裝尺寸符合國際電工委員會標準。
一般電動機的銘牌上有名稱、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,應接成y聯(lián)接;電源線電壓為220v,應接成δ聯(lián)接。
電流是指電動機繞組的輸入電流。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。