Привод

Основы расчета приводов

Определение параметров
У линейки приводов SIMODRIVE 611 промежуточный контур включается в расчет параметров. Благодаря этому при расчете промежуточного контура могут учитываться:
- добавляемые приводы подачи и главного движения,
- более высокая мощность промежуточного контура для осей подачи с непрерывной работой при номинальном моменте и номинальном числе оборотов и
- оси подачи в режиме главного хода.

Оси подачи
Здесь следует учитывать, что простое сложение мощностей двигателей приводит к расчету промежуточного контура с запасом, так как:
- исходя из опыта, оси подачи не используются с номинальным моментом и номинальным числом оборотов,
- приводы подачи обычно не используются все одновременно.

При проектировании для расчета мощности промежуточного контура эти влияния учитываются посредством передаточного отношения с/nN (отношение числа оборотов обработки к номинальному числу оборотов) и коэффициент одновременности K.

Мощность питания
Наряду с требуемой мощностью промежуточного контура необходима проверка и мощности питания модулей питания и модулей контроля. Требуемая мощность питания зависит от:
- размера модулей питания/рекуперации
- размера приводных модулей
- · количества модулей

Мощность питания может быть вычислена по таблице 2 или 3.

Емкость промежуточного контура
Каждый модуль питания имеет максимальное значение расширения конденсаторов промежуточного контура. Убедиться, что емкость промежуточного контура в выбранной структуре приводов не будет превышена (см. таблицу 4).
Модуль импульсного сопротивления
При определенных условиях возможно параллельное подключение нескольких модулей импульсного сопротивления (см. таблицу 4).
Шина привода
Длина шины привода не должна превышать 11 м.
Приборная шина
Сквозной кабель приборной шины струкутры приводов на модуле питания или контрольном модуле не должен быть длинее 2,1 м (от точки запитки). При двухрядном расположении возможно две ветви приборных шин с длиной макс. 2,1 м. соответственно от точки разветвления на питании.
Длина кабеля
Сумма длин всех питающих кабелей двигателей включая сетевой питающий кабель одной струкутры приводов при использовании экранированных силовых кабелей для E/R-модулей в режиме синусоидального тока должна быть Ј 350 м, а для E/R-модулей в режиме блокировочного тока и UE-модулей Ј 500 м.

Основы расчета приводов
Стандартное использование

При стандартном использовании, т.е. коэффициенты одновременности K и передаточное отношение с/nN могут использоваться, действует:

PZ =PZ VSA +PZ HSA

PZ ?Pдлительность модуль питания

Оси подачи

При проектировании расчетной мощности действует:

Pcalc VSA = 0,105 * M ₀ * nN * 10-3 [кВт]
Pcalc VSA	расчетная мощность для осей подачи [кВт]
0,105	коэффициент 2 • ?/60
M0	момент вращения состояния покоя [Nm]
nN	номинальное число оборотов [мин-1]

Оси подачи с линейными электродвигателями

Pcalc VSA = Fn * VMAX, FN * 10-3 [кВт]
Fn	номинальное усилие [N]
VMAX, FN	максимальная скорость при номинальном усилии [м/мин]

С помощью журнала проектирования может быть вычислена мощность промежуточного контура PZ VSA осей подачи. При вычислении учитывать следующие коэффициенты:

коэффициент одновременности K для осей подачи на диапазон
передаточное отношение с/nN

Если точные значения для передаточного отношения с/nN и коэффициента одновременности K для конкретного случая использования известны, то они должны использоваться.

Главные шпиндели с приводными модулями главного движения или асинхронными приводными модулями

Для приводов главного движения необходимая расчетная мощность вычисляется по следующей формуле:

Двигатели ? 4 кВт
PZ HSA = 1,45 •Pвал двигателя HSA [кВт]
Двигатели > 4 кВт
PZ HSA = 1,25 •Pвал двигателя HSA [кВт]
PZ HSA	мощность промежуточного контура для привода главного движения [кВт]
1, 45 или 1,25	коэффициент учитывает кпд двигателя
Pвал двигателя HSA	используемая на вале двигателя главного движения механическая мощность [кВт]

При этом номинальный ток двигателяне должен превышать выходной номинальный ток силовых модулей. Максимально возможный ток двигателя должен быть всегда ниже максимального тока преобразователя.

Динамическая рабочая ситуация

Для особо критичных по мощности приложений дополнительно необходимо определить пиковую мощность питания.

Оси подачи

Ожидаемая пиковая мощность питания для осей подачи может быть вычислена по следующей формуле:

PS VSA = 0,6 UZK ? Imax ? с/nN ? 10-3 [кВт]
PS VSA	пиковая мощность питания [кВт] (расчетная) для осей подачи
0,6	коэффициент учитывает кпд двигателя и EMK
UZK	напряжение промежуточного контура [В] (600 В
Imax	установленный на одной оси пиковый ток [A]
с/nN	максимальное число оборотов оси относительно номинального числа оборотов двигателя

Оси подачи с линейными электродвигателями

PS VSA = FMAX• VMAX, FMAX + (IMAX/IN)2 • PVN [кВт] • 0,5 ... 0,9 • UZK • Imax • v/VMAX,FMAX • 10 ^-3
FMAX	максимальное усилие [N]
VMAX, FMAX	максимальная скорость при максимальном усилии [м/мин]
IN	установленный на одной оси пиковый ток [A]
v/VMAX,FMAX	максимальная скорость оси относительно максимальной скорости при максимальном усилии

Главные шпиндели с приводными модулями главного движения или асинхронными приводными модулями

Ожидаемая пиковая мощность питания главных шпинделей может быть вычислена по следующей формуле:

Двигатели ?4 кВт
Z HSA = 1,45 •Pвал двигателя HSA [кВт]
Двигатели > 4 кВт
PZ HSA = 1,25 •Pвал двигателя HSA [кВт]
PS HSA	пиковая мощность питания [кВт] (расчетная) для главных шпинделей
1,25 или 1,45	коэффициент учитывает кпд двигателя
PS вал двигателя HSA	используемая на вале двигателя главного движения механическая мощность [кВт]

Из всех одновременно работающих осей подачи и главных шпинделей вычисляется сумма изPS VSA иPS HSA.

Эта вычисленная мощность должна быть ниже имеющейся пиковой мощности модуля питания/рекуперации.

Режим торможения

Для режима торможения двигателей необходимо проверить, не превышает ли отведенная в промежуточный контур энергия допустимой пиковой нагрузки обратного преобразователя. Пиковая мощность рекуперации структуры приводов вычисляется следующим образом:

PRS ? 0,9 • ( ?PS VSA + PS HSA)
PRS	пиковая мощность рекуперации