334

Anexa 1

Organe de acţionare electrice de curent continuu

1. Servomotoare de c.c. cu rotor cilindric din seria SMU-C Servomotoarele din seria SMU-C fac parte din grupa motoarelor de curent continuu cu rotor cilindric, destinate acţionărilor reversibile ale avansului maşinilor unelte cu comandă numerică. Principalele caracteristici ale acestor servomotoare sunt: - cuplul specific ridicat (Nm/Kg). - cuplul impulsional mare (5 -10 ori cuplul nominal). - momentul de inerţie redus şi constantă de timp electromecanică redusă. - domeniu larg de variaţie a turaţiei. - caracteristica electromagnetică (cuplu - curent) practic liniară; Servomotoarele funcţionează în regim de curent continuu ondulat, alimentate de la variatorul de turaţie. Valoarea efectivă a curentului nu trebuie să depăşească valoarea de curent continuu pur, admisă în serviciul nominal tip.

În cazul funcţionării în regim de curent continuu ondulat, cuplul, proporţional cu valoarea medie a curentului, se reduce cu factorul de formă.

Poziţia servomotoarelor în timpul funcţionării este cu axul orizintal, vertical sau înclinat.

Semnificaţia simbolizării servomotoarelor este indicată mai jos: SMU - servomotor pentru maşini unelte; C - rotor cilindric; 7 - (respectiv 17, 35, 55, 125) - cuplul nominal al servomotorului exprimat în Nm. Servomotoarele SMU-C pot fi livrate cu sau fără tahogenerator (tip TG.1 20V/1000 rpm) la cererea beneficiarului. Dimensiunile de gabarit şi de montaj sunt prezentate în figura 1 şi parametrii funcţionali sunt prezentaţi în tabelul 1.

Fig. 1 Dimensiuni de gabarit şi de montaj

335

a b c d e f g h i j k l m Mn 0

SMU-C-7 40 51,5 5 390,5 15 215±0,5 250 200 203 20hg 180hg 16,5 6p9 - 1,5 SMU-C-17 40 51,5 5 390,5 15 215±0,5 250 200 203 20hg 180hg 16,5 6p9 6 1,5 SMU-C-35 45 63 6 54,95 15 265±0,5 300 230 237 32hg 230hg 27,5 10p9 8 - SMU-C-55 45 63 6 57195 15 265±0,5 300 230 237 32hg 230hg 27,5 10p9 8 - SMU-C-125 60 68 9 657,5 19 350±0,5 304 290 297 55hg 300hg 49,5 16p9 16 -

Tabelul 1 Servomotoare de curent continuu SMU-C

Tip servomotor Parametri principali Simbol U.M SMU-C-7 SMU-C-17 SMU-C-35 SMU-C-55 SMU-C-125

Cuplul nominal Mn Nm 7 17 35 55 125 Cuplul la turaţie max. Mtm Nm 3,5 7,5 15 23 37,5 Cuplul impulsional (V. max) M imp Nm 70 170 350 550 1000 Turaţia nominală nn rot/min 1000 500 500 500 300 Turaţia maximă nmax rot/min 2000 1200 1200 1200 1000 Curentul nominal ±10% In A 17 18 28 27 28 Curentul la cuplul Mtm+10% (V. max) Itm A 9 9 14 11,5 8 Curentul impulsional +3% I imp A 170 180 280 270 180 Tensiunea nominală ±10% Un V 55 60 80 120 200 Tensiunea maximă ±10% U max V 95 130 180 282 625 Rezistenţa indusului ±20% R Ω 0,3 0,75 0,39 0,5 0,65 Autoconductivitatea indusului (800 Hz) L mH 2,5 3,2 1,8 2,4 2 T.e.m. la nn ±10% KE V 45 50 70 110 180 Const. cupl. pierderilor de mers în gol la 1000 rot/min KD Nm 1 1 2 2,5 4,54

Cuplul de frecare uscată (V. max) MF Nm 1 1,2 2,5 3,5 3,2 Cuplul pe amper ±10% KT Nm/A 0,45 0,65 1,3 2 5,5 Momentul de inerţie rotoric J kgm2 0,012 0,025 0,065 0,09 0,282 Const. de timp el. mecanică (V. max) τ mec ms 10 12 22 20 30 Const. de timp el. mecanică (V. max) τ e ms 4,5 5 7,5 8,5 50 Masa max. a servomotorului M kg 50 65 90 120 220 Distanţa de flanşă de prindere X mm 40 45 60 60 75 Sarcina radială max N 2 000 3 000 4 100 4 150 4 200 Sarcina axială N 1 800 2 500 3 200 3 700 4 500

336

2. Servomotoare de curent continuu cu rotor disc 2.1. Generalităţi privind aspectele constructive.

Servomotoarele cu rotor disc tip SMU şi SMUTI-ES sunt destinate acţionărilor de tipul celor de la mecanismele de avans ale maşinilor unelte cu comandă program. Se încadrează în clasa maşinilor electrice cu inerţie redusă, obţinute prin utilizarea rotoarelor disc cu conductoare lamelare ştanţate. În funcţie de tipodimensiune, ventilaţia poate fi naturală sau forţată, după cum urmează:

SMU - 1500........naturală SMU - 2500.......forţată SMU - 5500.......forţată

SMU - 180........naturală SMU - 370..........forţată SM - 180........naturală SMU - 750........naturală SMU - 1200........forţată

SMUTI -ES - 1500........naturală SMUTI-ES - 2500....... forţată SMUTI-ES - 5500....... forţată SMUTI-ES - 11.000.......forţată

Excitaţia servomotoarelor tip SMU şi SMUTI-ES se realizează cu magneţi permanenţi metalici. Elementele constructive principale ale servomotoarelor de c.c. cu rotor disc (cu întrefier axial), prezentate în figura 2, sunt: - Scuturile laterale, sub formă de flanşe din oţel, care poartă magneţii permanenţi. Aceştia crează câmpul magnetic inductor, după direcţia axială, în care se roteşte rotorul. - Rotorul care cuprinde discul rotor cu conductoare lamelare ştanţate, fără jug feromagnetic, fixat pe arbore prin intermediul unei flanşe. Conductoarele lamelare sunt dispuse în patru straturi, izolate şi lipite între ele cu folii din ţesătură de sticlă impregnată cu răşini epoxidice. Conductoarele din diferite straturi sunt conectate între ele prin sudură alcătuind înfăşurarea închisă de curent continuu. Colectorul este de asemenea axial, lamelele de colector situându-se în prelungirea conductoarelor şi fiind obţinute în acelaşi proces de ştanţare cu conductoarele.

- Sistemul de perii, de construcţie axială, care asigură alimentarea motorului. - Suportul de fixare al tehogeneratorului.

Tahogeneratoarele care pot fi utilizate, prin construcţia servomotoarelor: a) Pentru varianta SMU; tip REO 444 şi RN-1 - Radio Energie - Franţa b) Pentru varianta SMUTI - ES tip TDP - 0,5/F Hubner - RFG Servomotoarele sunt realizate în varianta constructivă în consolă, scutul din partea de tracţiune având şi rolul de flanşă de prindere.

337

Fig. 2 Elementele constructive ale servomotoarelor de c.c. cu rotor disc

338

Tahogeneratorul se poate cupla elastic pentru varianta SMU şi rigid pentru varianta SMUTI -ES la capătul de ax opus tracţiunii. În acest scop la varianta SMU capătul de ax opus tracţiunii este echipat cu flanşă de cuplare corespunzătoare pentru tahogeneratorul tip REO - 444 sau RN-1; iar la varianta SMUTI-ES capătul de ax opus tracţiunii are forma şi este prelucrat corespunzător cuplării rigide cu tahogeneratorul tip TDP - 0,5 /4 F. Deoarece prin mărirea întrefierului câmpul magnetic scade sensibil, nu este admisă demontarea servomotoarelor de către beneficiar. Atunci când este totuşi necesară demontarea, după reasamblare se impune remagnetizarea magneţilor. La funcţionarea servomotoarelor alimentare de la redresoare comandate, în regim de durată, valoarea cuplului electromagnetic este determinat de valoarea medie a curentului rotoric. Pe de altă parte însă, încălzirea rotorului disc este determinată de valoarea efectivă a acestui curent. În consecinţă încărcarea la arbore trebuie să fie astfel încât valoarea efectivă a curentului rotoric să nu depăşească valoarea nominală a curentului continuu din serviciul nominal tip conf. Normei Interne. Funcţionarea în regimuri dinamice, cu viteze de răspuns cu valori ridicate, conduce la curenţi rotorici de valori mari, pe durate scurte de timp. La motoarele de curent continuu fluxul de reacţie al indusului, la aceşti supracurenţi, are valori ridicate. Aceasta poate produce demagnetizarea parţială a magneţilor permanenţi şi în consecinţă micşorarea parametrilor externi, respectiv pentru a obţine cuplul nominal este necesar un curent rotoric mai mare, ceea ce poate conduce la deteriorarea termică a motoarelor. Din acest motiv se impune ca reglarea curentului limită la funcţionarea cu variatorul de turaţie să se facă astfel încât valoarea impulsională maximă (chiar vârfuri singulare) a curentului rotoric să nu depăşească valoarea garantată în Norma Internă a servomotorului. La servomotoarele în variantă constructivă SMUTI-ES efectuarea montajului electric cu variatorul de turaţie trebuie să se facă cu respectarea strictă a polarităţii conform schemei din documentaţia maşinii. În caz contrar, există posibilitatea aplicării valorilor impulsionale ale curentului rotoric cu sens opus prin înfăşurările de preîntâmpinare a demagnetizării magneţilor permanenţi, ceea ce conduce la o demagnetizare accentuată, cu consecinţele prevăzute mai sus. La funcţionarea după un ciclul care cuprinde accelerări şi frânări este necesar să se aibă în vedere: - Respectarea valorii efective maxime pentru curentul rotoric; - Respectarea frecvenţei şi duratei maxim admise pentru valorile impulsionale ale curentului rotoric; conform prescripţiilor din Norma Internă.

339

2.2 Întreţinerea periilor. Pentru servomotoarele livrate furnizorul asigură încă două seturi de perii de rezervă, la cererea beneficiarului. Uzura admisă a periilor este de maxim 10 mm faţă de lungimea iniţială.

Lungimea iniţială a periilor este prezentată în tabelul următor:

Tip servomotor Lungimea iniţială a periei (mm)

SMU - 1500 şi SMU - 2500 SMU - 5500 SMUTI ES - 1500 şi SMUTI - ES - 2500 SMUTI - ES - 5500 SMUTI - ES - 11.000

17 25 17 25 17

Uzura periilor este în funcţie de condiţiile de utilizare şi este necesar să se verifice pentru fiecare caz particular de utilizare. Se recomandă beneficiarului ca la utilizarea fiecărui nou tip de perii să se verifice starea periilor după primele 400 ore de funcţionare.

În funcţie de uzura constatată se pot trage concluzii preliminare asupra perioadelor de schimbare a periilor, ceea ce apoi se verifică experimental. La o funcţionare a servomotorului după un ciclu precizat în Norma Internă pentru proba de anduranţă, sau după unul echivalent, durata între două schimbări de perii este de minim 800 ore. Pentru accesul la perii se demontează suportul tahogenerator. Se recomandă ca după controlul periilor, acestea să fie introduse în aceleaşi teci din care au fost extrase, pentru a se continua rodarea lor în aceleaşi condiţii. Se recomandă, pentru varianta de servomotoare fără ventilaţie forţată, ca la intervale de cca. 400 ore de funcţionare (la funcţionarea după un ciclu ca cel indicat în Norma Internă sau altul echivalent) să se procedeze la un suflaj cu aer comprimat prin orificiile tecilor perii, cu orificiile de ventilare (obturate cu capace la această variantă) degajate. Această operaţie permite îndepărtarea aglomerărilor de praf de cărbune rezultat în urma comutaţiei şi care rămâne în spaţiul interior al motorului datorită construcţiei închise. Parametrii principali ai acestor servomotoare sunt prezentaţi în tabelul 2.

340

Tabelul 2 Parametrii principali ai servomotoarelor de curent continuu cu rotor disc Nr. crt. CARACTERISTICA SIMBOL U.M SMU

180 SMU 370

SMU 750

SMU 1200

SMU 1500

SMU2500

SMU 5500

SMUTI ES

1500

SMUTI ES

2500

SMUTI ES

5500

SMUTI ES

11.000 1 Cuplul nominal Mn N.cm 57,5 118 238 382 477 795 1749 477 795 1749 3500 2 Cuplul impulsional maxim

valoare de vârf ±3% Mimp N.cm 340 340 1413 1413 2820 2820 7350 4383 4383 11370 2275

3 Turaţia nominală nn

rot./min 3000 3000 3000 3000 3000 3000 3000 3000 3000 3000 3000 4 Turaţia maximă nm rot./min 3600 3600 3600 3600 3600 3600 3600 3600 3600 3600 3600 5 Puterea nominală Pn W 180 370 750 1200 1500 2500 5500 1500 2500 5500 11000 6 Curentul nominal ±10% In A 11 22 16 24 24,5 39 40,5 25 38 40 40 7 Curentul maxim cu

rotorul blocat ±10% Isc A 11 22 16 24 24,5 39 40,5 25 38 40 40

8 Curent impulsional maxim valoare de vârf ±3%

Iimp A 65 65 95 95 145 145 170 230 230 260 260

9 Tensiunea nominală ±10% Un V 24 29 64 68 75 80 160 75 80 165 330

10 Rezistenţa discului rotoric la 25 C ±20%

R Ω 0,30 0,30 0,35 0,35 0,22 0,22 0,16 0,22 0,22 0,16 0,16

11 Cuplul cu amper +15% ................................-10%

KT N.cm/A 6 6 13 13 23 23 50 23 23 50 100

12 T.E.M. la 1000rot/min ±10% KE V 6 6 18 18 23 23 50 23 23 50 100 13 Constanta cuplului pierderi de

mers în gol la 1000rot/min Kp N.cm 1,3 1,3 10 10 20 20 60 20 20 60 120

14 Momentul de inerţie ±5% I Kg.cm2 3,5 6,5 11 11 30 30 100 30 30 100 240 15 Căderea de turaţie în sarcină

la tensiune constantă Kn rot

N cm/ min.

10,5 10,5 2,5 2,5 1,0 1,0 0,25 1,0 1,0 0,25 0,25

16 Autoinductivitatea rotorului L μH 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 17 Cuplul de frecare uscată MF N.cm 8,7 8,7 15 15 30 30 60 30 30 60 200 18 Constanta de tip mecanică δ ms 25 25 18 18 30 30 18 25 25 18 25