Удосконалення електроприводів металообробних верстатів

Abstract

Мета. Синтез системи керування привода подачі верстата на основі синхронного двигуна з постійними магнітами. Методика. Моделювання перехідних процесів в електроприводі подачі верстата на основі синхронного двигуна з постійними магнітами з використанням сучасної теорії автоматичного керування та електропривода, імітаційне моделювання в MATLAB, обробка та аналіз отриманих результатів. Результати. Проведено аналіз систем керування електроприводів подач верстатів і здійснено порівняльний аналіз основних типів електроприводів та встановлено, що електроприводи з синхронним двигуном мають найкращі технічні характеристики. Для дослідження автоматизованого електропривода в роботі обрано математичне моделювання, яке сьогодні є одним з ефективних методів вивчення складних систем. Побудовано функціональну схему електропривода подачі на основі системи векторного керування синхронним двигуном з постійними магнітами. Обрано сервопривод KEB COMBIVERT, який застосовується у верстатах та оброблювальних центрах. Побудовано структурну схему на базі функціональної схеми з використанням моделі синхронного двигуна з постійними магнітами. Виконано розрахунок параметрів регуляторів системи керування електропривода за умови налаштування контуру швидкості на симетричний оптимум, контурів струму та положення – на технічний оптимум. За допомогою імітаційної моделі виконано моделювання перехідних режимів, які відповідають роботі електропривода подачі. Виконано аналіз результатів та доведено, що показники якості керування задовольняють умовам плавного пуску електропривода та забезпечують безаварійну роботу. Наукова новизна. Доведено, що використання синхронного двигуна з постійними магнітами при векторній системі керування дозволяє досягнути високої точності та плавності руху, а також можливість роботи в режимі постійного моменту та швидкості. Векторне керування дозволяє оптимізувати струм збудження, знижуючи втрати. Також заміна механічних редукторів на прямий привод знижує люфти та підвищує точність обробки. Практична значимість. Використання запропонованої моделі модернізації привода подач токарного верстата забезпечить надійну роботу та точність обробки деталі, підвищить стабільність та енергоефективність, а також розширить функціональність верстата та інтеграцію з сучасними системами керування.