涡轮分子泵电源制动单元的研究

选择字号：超大标准 dzgoadmin 发布于2022-11-03 属于冷笑话栏目 0个评论 25人浏览

　　收稿日期:2001207215作者简介:何毅19632四川成都人,工程师。涡轮分子泵电源制动单元的研究国投南光有限公司,四川成都610062研究了涡轮分子泵电源制动单元的设计、制动功率和制动电阻的计算方法。为涡轮分子泵选用理想制动电阻提供依据。根据此设计和计算方法为我公司生产的使涡轮分子泵的停车减速时间大为缩短,该泵的性能和效率显著提高。关键词:涡轮分子泵;制动单元;制动功率;制动电阻中图分类号:75227文献标识码:文章编号:10022032220010520022204StudybrakingunpowersupplytubomolecularpumpanguangCotd,610062,ChinaAbstract:icleiththformicieKeywords:tu涡轮分子泵是一种靠涡轮高速运转来获得真空的产品。驱动涡轮旋转的一般为高速异步电动机,。由于涡轮的转动惯量大,受涡轮叶片的强度及刚度限制,涡轮分子泵必须从低速到高速缓慢启动。同样从高速降速停机也必须缓慢降速。涡轮分子泵电源实际上是一台专用的变频调速器。对其加速时间和减速时间的设定将直接影响涡轮分子泵的性能和寿命。涡轮分子泵在其安全的减速时间内停车有两种方式。一种是自由运转方式停车,即电动机依靠负载惯性自由运转至停止。但因涡轮分子泵的工作环境和运行特性,一般在这种停车方式下需要很长的减速停车时间,通常需要1～2减速停车时间。另一种是减速煞车方式停车,即涡轮分子泵电源根据安全的减速停车时间设定减速时间,电动机在其减速时间内减速停车。不同型号的涡轮分子泵有不同的减速停车时间,主要是由涡轮惯量大小而定。涡轮分子泵在其安全的减速时间内,以减速煞车方式停车时,如何合理地设计制动单元,配备制动电阻,将关系到涡轮分子泵电源及涡轮分子泵自身安全可靠地使用。1制动单元的设计涡轮分子泵以减速煞车方式停车时,由于惯性,电动机运行频率大于涡轮分子泵电源的输出频率,此时电动机运行于发电状态。负载的动能由电机转换成电能,并通过该电源的逆变桥IG联二极管回馈到直流回路,如图1所示。图1分子泵电源主回路2001年10由于涡轮分子泵的涡轮惯量较大,回馈能量使电容难以吸收,在此情况就需要使用制动单元。由制动单元监测直流回路电压,控制制动电阻的通断,成一个斩波电路,如图1虚框所示,使其消耗电机回馈的电能。制动单元的框图如图2所示,制动单元通过监测变频调速器的直流回路电压,从而控制开关管使制动电阻工作。该单元包括电压比较器、放大器、制动晶体管和制动电阻。图2制动单元框图1制动单元电路设计笔者为涡轮分子泵电源设计了一种制动单元如所示,该电路的工作原理如下。图3制动单元电路图设UDC为电容C两端电压,电压比较电路直接检测该电压,当被测值超过设定允许值时,电压比较器翻转,输出端接近0经逻辑转换后,触发制动单元的V导通。电容上的电荷经电阻R释放,压降低。反之,当该电压低于设定允许值时,电压比较器翻转回原先状态,输出端为高电平,经逻辑转换后关断V2制动单元电路的计算在电压比较器翻转前,正端的电位为R4R4R6UC为了使比较器翻转,比较器的负端输入电压URPUDCR1R4R4R6UCUDCR1+R2+RPR4+R5+R6R4R2+RPUC-R1+R2+RPR2+RP一旦式3满足,电压比较器翻转,输出接近0R5R4电压比较器才会恢复到翻转前的状态,因此有RPUDCR1R5R4RPR4R5R2则整流后电容上的最大直流电压为UDCmax为了使涡轮分子泵电源在上述电网波动条件下仍能正常运行,制动单元的动作阀值必须大于358时动作,而在361时停止,可求出制动单元的元件参数,此时电压比较器的滞环特性如图4所示。图4比较器的电压滞环特性设电源电压UC=15求得R5求得R6=51由于实际取值与计算值的差异,必须校验一下实2。把实际R4、R5、R6代入式1与设定值基本一致。根据制动单元的阀值可以求出R1、R2、RP值。假定RP的调整率为制动阀值的5当RP为最大时,制动单元阀值的调整率为390095R2+RPR1+R2+RP10令R1微调电位器。为了计算R1,R2,RP的功率,必须考虑VDC最高时的情况。即令VDC=390由式9、10可求得R1,R2,RP电位器RP为120根据R1,R2,RP的实际取值,校验制动单元的实际动作阀值。制动开始电压为VDCR2R1当RP=120制动开始电压为UDCR2可见,通过调整微调电位器RP,可以在373范围内改变制动单元的动作阀值,符合实际需要。2制动功率和制动电阻的计算根据涡轮分子泵的参数和运行条件,可以计算减速运行时所需的制动功率,由此可计算出制动电阻。由牛顿第二运动定律——调速系统的转动惯量,即电动机与负载转动惯量之和——电动机的旋转角速度由于电动机和负载参数一般给出的是飞轮惯量GD为了便于计算,根据GD2Πn60所以式1可变换为14式中GD和负载飞轮惯量GD375——常数,即12014可得到t115制——电动机从最高转速N减速到0所需的制动转矩,t1——电动机从最高转速N减速到0使用的时间,由式15可以计算出分子泵电源的减速停车过程中的最大制动转矩值。在涡轮分子泵实际运行条件下,大约有相当与电动机额定转矩的10%的负载能量消耗在电气和机械的损耗上如大功率管压降、机械摩擦等所以实际需要的制动转矩为TDB10TM16式中TDB——调速系统实际需要的制动转矩制——最大制动转矩TM——电动机额定转矩制动功率和制动电阻的计算如下:实际需要的最大制动功率为PDBTDBN95517式中PDB——实际需要的最大制动功率,TDB——实际需要的最大制动转矩,制动时平均消耗功率为Pro18式中Pro——制动电阻上消耗的平均功率,涡轮分子泵减速停车是以非重复减速模式运行。可根据平均消耗功率来选择制动电阻的额定功率。制动电阻的阻值可由下式计算RBPDB19式中RB——制动电阻的阻值——制动单元开启时直流回路电压值PDB——最大制动功率在制动晶体管和制动电阻构成的放电回路中,其最大电流受制动晶体管的最大允许电流I制。允许的最小制动电阻值为Rmin=UDCIC。因此,选择制动电阻值R应按下式的关系来决定RminRB203结论通过研究涡轮分子泵电源制动单元的设计和制动电阻选用参数计算方法,计算出涡轮分子泵的制动电阻。我们用此方法为我公司生产的涡轮分子泵电源选用了最佳的制动电阻,提高了该泵的性能和效率。我公司生产的F 系列涡轮分子泵电源因采用了该方法设计的制动电路和制动电阻, 车减速时间大大缩短如表1所示。表1FD 系列涡轮分子泵电源停车减速时间 Table 1Brak ing powersupply FDser ies TM Ps 型号 24003500B停车减速时间m 1020 40 实际使用证明, 该泵在减速停车过程中运行平稳、安全可靠。参考文献: 北京:机械工业出版北京:科学出版社, 19731 兵器工业出版社,19941 成都:成都科技大学出版社, 19901 汇翌特种真空润滑油厂简介上海汇翌特种真空润滑油厂, 是以生产、研制各类真空泵油为主的专业厂家, 本厂技术力量雄厚, 备先进,检验手段齐全, 先后开发了四大系列真空其中多种产品质量均达到国外同类产品水平。本厂系列高级真空油是根据国际标准开发研究的。为了与国际接轨, 并降低用户的采购成本, 特推荐汇牌各种牌号高级线高级真空油, 浙江真空设备集团有限公司测试,报告结果如下测试仪表为美国M 68极限全压P 12为了适应市场的需求, 本厂为各种不同的企业配套用油有: 抗乳化型真空油; 淬火真空油等。本厂生产的各种真空油品粘度指数高、闪点高、抽气速度快、油水分离快、抗乳化性强, 在各种环境温度中都可达到较高的极限真空度。汇牌真空油质量优良, 价格合理, 信誉至上, 此感谢新老客户对我们的支持与合作。并谒诚欢迎广大用户来电来访联系与洽谈各种特殊用途的真空联系人:刘经理邮编: 200433 02165102806传线锦州真空设备制造总厂简介我厂是国家制造各种真空镀膜机和真空电炉的重点厂, 属技术密集型企业。几十年来, 独立设计和研制的真空设备多次获国家经委、机械工业部、辽宁省的科技进步奖。产品遍布全国各省、市、自治区。并远销十几个国家和地区。我厂系列产品如下: 高真空镀膜机、卷绕式真空镀膜机、热反射玻璃与制镜镀膜机、阻容电子元件镀膜机。真空干燥和包装设备。真空感应熔炼炉、真空感应烧结炉、真空热压炉、高真空电阻炉、真空炭管炉、金属雾化沉积炉、真空钎焊炉、真空感应单晶炉、真空感应细晶炉、真空检测仪表以及各种线月份,我厂实施异地搬迁及技术改造, 工装器具得到完善和改进, 生产规模进一步扩大, 产销两旺形势已形成, 我们欢迎各界朋友进行广泛的合作。锦州真空设备制造总厂厂长: 电线地址: 锦州市古塔区士英里74 邮编:121001传线 E-ma il: Zhkong@ btama il met cn http: jzzk cb infonel com

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