1 Функциональная схема сар положения
Упрощённая функциональная схема САР положения приведена на рисунке 1:
Рис 1. Функциональная схема САР
На рисунке:
РП – регулятор положения
ДП – датчик положения
РС –регулятор скорости
ДС – датчик скорости (тахогенератор)
ДТ – датчик тока
РТ – регулятор тока
ТП – тиристорный преобразователь
ДВ – двигатель
Редуктор
Механизм
2 Выбор мощности электродвигателя
Выбор мощности электродвигателя произведём по методу эквивалентных величин.
Мощность выбираемого электродвигателя должна удовлетворять условию:
Где Рдв – мощность двигателя
Mсмах – максимальная сила сопротивления
ωмах – максимальная скорость перемещения механизма
ред
– КПД редуктора
Рдв >= 150*1,5/0.2>= 1125 Вт
По справочнику выбираем электродвигатель с номинальной мощностью не менее 1125 Вт:
ДПТ с НВ ПБСТ-32 на 220 В со встроенным тахогенератором ТС-1М.
|
Наименование параметра |
Значение |
|
Частота вращения n, об/мин |
1500 |
|
Номинальная мощность P, Вт |
1200 |
|
Номинальный ток Iн, А |
6,5 |
|
Номинальный момент Мн, Нм |
7,8 |
|
КПД |
79,8% |
|
Максим. частота вращ. n, об/мин |
3750 |
|
Момент инерции J, кг м2 |
0,025 |
|
Номинальное напряжение U, В |
220 |
|
Максимальное напряжение U, В |
330 |
|
Максимальный ток I, А |
26 |
|
Угловое ускорение ε, рад/с2 |
936 |
|
Сопротивление якоря Rя, Ом |
0,3385 |
Проверку двигателя проведём по методу эквивалентных величин:
Мдв ном >= Мэкв, где
Мэкв – эквивалентный момент
М дв ном – номинальный момент двигателя
Величину эквивалентного момента высчитывают по формуле:
, где
М*мин – минимальный приведённый момент
tп – время пуска
tт – время торможения
- коэффициент, учитывающий
условия охлаждения
- коэффициент, учитывающий
условия охлаждения во время паузы
Для данного типа двигателя
примем
Коэффициент
можно вычислить по формуле:
,
получим
=0.975
Расчёт моментов пуска и торможения произведём по формулам:
Мп = -Мт = 4*Мном, получаем
Мп = 7,8*4 = 31,2 Н*м
Мт = -31,2 Н*м
Максимальный приведённый момент равен:
М*мах = Ммахсопр/(I ред*КПДред), где
I ред – передаточное отношение редуктора
I ред = w двиг / w мех, где
w мех – скорость перемещения механизма
w двиг – скорость вращения двигателя
W двиг = 2*П*n / 60 = 2*3.14*1500 / 60 = 157 рад/с
I ред = 157/1,5 = 105 рад/м
Тогда М*мах = 150/(105*0.2) = 7,1429 Н*м
Минимальный приведённый момент равен
М*мин = 0.1*М*мах
М*мин = 0.1*7,1429 = 0,7143Н*м
Время пуска и торможения вычислим по формулам:
,
где
w дв – скорость вращения вала двигателя
J* - приведённый суммарный момент инерции
J* = Jдв+Jред+Jмех/iред^2, где
Jдв – момент инерции ротора двигателя
Jред – момент инерции редуктора
Jред = 0.2*Jдв = 0.2*0.025 = 0.005 кг*м^2
Тогда:
J* = 0.025 + 0.005 + 10/105^2 = 0.0309 кг*м^2
Тогда времена пуска и торможения:
tn = 0.2017 с
tт = 0.1591 с
Режим работы механизма повторно-кратковременный, нагрузочная диаграмма выглядит следующим образом:
Рис. 2. Нагрузочная диаграмма механизма
Длительность цикла составляет tц=120 сек.
Относительная продолжительность включения ε=0,9
Отсюда время рабочего периода равно tр= ε tц = 120 0,9 =108 сек.
tp1=tp2=(tp-tn-tm)/2=(108-0.2017-0.1591)/2=53,8196 сек.
Время паузы равно t0=tц-tp=120-108=12 сек.
Произведём расчёт эквивалентного момента:
7,8 ≥ 5,1 значит двигатель выбран правильно.
Нагрузочная диаграмма двигателя приведена на рисунке.
Рис. 3. Нагрузочная диаграмма двигателя