Вариант 3, задание 27

Вид движения вращат.

Максимальная нагрузка 500 Hм

Абсолютная погрешность слежения 1 мин

Макс. скорость изменения задающего сигнала 1.5 рад/с

Мин. скорость изменения задающего сигнала 0.02 рад/с

Момент инерции механизма 30

Разработать электропривод следящей системы, обеспечивающей заданную точность слежения механизма при максимальной скорости задающего сигнала и максимальном моменте сопротивления.

Введение

Современные автоматизированные электроприводы представляют собой сложные динамические системы, включающие в себя линейные и нелинейные элементы, обеспечивающие в своём взаимодействии разнообразные статические и динамические характеристики. Приобретение навыков проектирования, расчёта и анализа подобных систем имеет большое значение при подготовке специалистов в области автоматизации и механизации современного производства.

Электроприводом называется электромеханическое устройство, предназначенное для преобразования электрической энергии в механическую энергию вращательного, либо поступательного движения и включающее электромеханический преобразователь (двигатель) и устройство управления двигателем.

Современные электроприводы металлорежущих станков являются основным звеном автоматизированных систем управления технологическим процессом. Механическая энергия, необходимая для создания относительного перемещения инструмента и заготовки, в основном поступает от электрического двигателя – силовой части электропривода. Задающие и информационные системы в технологическом процессе проходят через информационную часть системы управления электроприводом.

Свойства автоматизированного электропривода определяют важнейшие показатели металлорежущих станков, а также качество и эффективность технологического процесса.

Цель данного проекта – разработать автоматизированный электропривод следящей системы, обеспечивающей заданную точность слежения механизма при максимальной скорости задающего сигнала и максимальном моменте сопротивления.

1 Функциональная схема сар положения

Упрощённая функциональная схема САР положения приведена на рисунке:

Рис. Функциональная схема САР

На рисунке:

РП – регулятор положения

ДП – датчик положения

ТГ – тахогенератор

РС – регулятор скорости

ДТ – датчик тока

РТ – регулятор тока

М – двигатель (механизм)

ТП – тиристорный преобразователь

ОВ – обмотка возбуждения

2 Расчет мощности электродвигателя

Выбор мощности электродвигателя произведём по методу квивалентных величин.

Примем число позиционирований механизма 100 в час, а максимальный коэффициент продолжительности цикла 0,7. Тогда:

- минимальное время цикла.

Режим работы механизма повторно-кратковременный, нагрузочная диаграмма выглядит следующим образом:

Рис. 2 Нагрузочная диаграмма механизма

Относительный коэффициент продолжительности цикла:

, (1)

где tp=tp1+tp2=2tp1, tp+to=Tц

Откуда tp=25.2 с, tp1=tp2=12.6 c, to=36-25.2=10.8 c.

Mcmax=500 Hм, Mcmin примем равным 10% Mcmax, тогда эквивалентное значение мощности момента для стандартного значения относительной продолжительности цикла 0.6 вычисляются по следующей формуле:

(2)

(3)

где k1 – коэффициент, учитывающий динамические нагрузки, обусловленные вращающимися элементами электропривода.

Мэмех= 356 Нм

Рдмех= 1,2 кВт

Учитывая КПД редуктора 20%, получим Рдв=6 кВт