Кировское областное государственное

образовательное бюджетное учреждение

среднего профессионального образования

«Кировский авиационный техникум»

Курсовая работа

по дисциплине

«Теоретические основы организации монтажа, ремонта, наладки САУ, средств измерений и мехатронных систем»

220301.КП.СД.01.0__.ПЗ

Тема

Автор:

Студент 3 курса, гр. А-31 ____________________ Ф.И.О.

Подпись, дата

Специальность: 220301 «Автоматизация технологических процессов и производств (по отраслям)»

Руководитель:

Преподаватель ________________________ Ф.И.О.

Подпись, дата

Работа защищена на оценку ____________________

Киров 2012

Содержание

1. Введение……………………………………………………………..3

2. Силовая часть……………………………………………………….6

3. Регулятор скорости………………………………………………....8

4. Регулятор тока………………………………………………………9

5. Нелинейное звено и функциональный преобразователь ЭДС…11

6. Управляющий орган СИФУ………………………………………14

7. Узел зависимого токоограничения………………………………15

8. Логическое устройство раздельного управления………………17

9. Узел защиты и блокировки……………………………………….18

10. Блок питания……………………………………………………….20

11. Методика наладки электропривода БТУ360……………………21

    1. Фазировка преобразователя………………………………….21

    2. Проверка узлов преобразователя…………………………….21

1. Блок питания……………………………………………...21

2. Регулятор скорости………………………………………22

3. Регулятор тока……………………………………………22

4. Нелинейное звено………………………………………...22

12. Литература…………………………………………………………23

1. Введение.

Электрический привод с тиристорными преобразователями и двигателями постоянного тока является в настоящее время основным типом привода станков с ЧПУ. Основные характеристики электропривода определяются типом двигателя постоянного тока. Основным преимуществом является высокая линейность механических характеристик, что позволяет плавно регулировать частоту вращения вала двигателя в очень широких пределах. К недостаткам двигателя относят крупногабаритность по сравнению с асинхронным двигателем, меньший КПД, необходимость в щётках и коллекторе, но, не смотря на недостатки двигатели постоянного тока, продолжают совершенствовать. Потребности совершенствования технических характеристик электроприводов в станках с ЧПУ привели к разработке специальных двигателей. Были разработаны мало инерциальные двигатели с гладким якорем. Уменьшение момента инерции и постоянной времени достигается в них за счёт уменьшения диаметра и увеличения длины якоря. Якорь имеет без пазовую конструкцию. Проводники обмотки якоря наклеиваются на гладкую поверхность якоря. Такая конструкция обеспечивает малую индуктивность якорной цепи, что позволяет обеспечить хорошую коммутацию тока при больших нагрузках двигателя. Без пазавая конструкция позволяет уменьшить пульсации момента. Перегрузочной способности способствует хорошее охлаждение обмотки якоря. Двигатели с гладким якорем обеспечивают отработку максимальных ускорений порядка (2-6) 10⁴ рад/с². Однако эти двигатели не нашли широкого применения в станкостроении. Более удобным для приводов подач станков с ЧПУ оказались высоко моментные двигатели с возбуждением от постоянных магнитов. Особенности высоко моментных двигателей:

• Возбуждение осуществляется от постоянных магнитов

• Увеличено число пазов якоря и число коллекторных пластин

• Применение изоляции с высокой допустимой температурой

• Усиленная конструкция вала и подшипников

• Повышена длина якоря относительно диаметра

• Используются щётки с большой перегрузочной способностью

Высоко моментные двигатели обладают следующими характеристиками:

• Низкие номинальные (до 1000об/мин) и максимальные (до 1500-2000об/мин) частоты вращения

• Высокие перегрузочные моменты (6-10кратные) при малых частотах

• Большая термическая постоянная времени (60-120мин)

Для приводов подач станков с ЧПУ применяются двигатели серий ПВ и ДК1. Эти серии охватывают широкий диапазон моментов (Таблица 1).

Таблица 1

Номинальный момент, Нм	Тип электродвигателя	Номинальная частота вращения, об/мин
1,7	ДК1-1,7	1000
2,3	ДК1-2,3	1000
3,5	ДК1-3,5	1000
5,2	ДК1-5,2	1000
7,2	ПБВ100М	1000
10,5	ПБВ100L	1000
14	ПБВ112S	750
17,5	ПБВ112М	600
21	ПБВ112L	500
35	ПБВ132M	600
47,7	ПБВ132L	600
76,4	ПБВ160M	500
105	ПБВ160L	500
143	ПБВ160S	500
175	ПБВ160M	600

Расшифровка условного обозначения серии ПВ, ДК1 производится следующим образом:

ПБВ100М

П-электродвигатель постоянного тока с тахогенератором

Б-исполнение (закрытое с естественным охлаждением), Ф-защищённое

100-высота оси вращения

М-условная длина якоря (S-короткая, M-средняя, L-длинная)

ДК1-1,7

Д-двигатель

К-коллекторный

1-порядковый номер серии

1,7-номинальный момент, Нм

Статические и динамические характеристики высоко моментного двигателя могут быть получены из следующих уравнений:

Где - полное активное сопротивление якорной цепи; - полная индуктивность якорной цепи; e – ЭДС вращения двигателя; - конструктивный коэффициент двигателя; р, N, - числа пар полюсов; Ф – магнитный поток возбуждения двигателя; - угловая скорость двигателя; - момент развиваемый двигателем - момент инерции.

Высоко моментный двигатель допускает кратковременную работу и на повышенной частоте, которая с учетом возбуждения от постоянных магнитов может обеспечиваться только за счет увеличения напряжения на якоре двигателя, что должно быть предусмотрено схемой тиристорного преобразователя от которого питается такой двигатель (Рис.1).

Рис. 1 Эквивалентная схема подключения высоко моментного двигателя.

U_тп – напряжение тиристорного преобразователя; L_тп, r_тп – индуктивность и сопротивление выходной цепи ТП; L_я , r_я – индуктивность и сопротивление якорной цепи.

Тиристорный преобразователь БТУ3601 предназначен для регулирования скорости вращения как обычных двигателей постоянного тока с независимым возбуждением, так и высоко моментных двигателей. Силовая часть состоит из двух трехфазных мостовых комплектов тиристоров. Подключение к сети происходит через согласующий трансформатор. Управление скоростью осуществляется двухконтурной системой автоматического регулирования с регулятором тока и скорости. Для повышения термостабильности и увеличения диапазона регулирования электропривода применяется усилитель регулятора скорости выполненный по схеме модулятор-усилитель-демодулятор. Преобразователь состоит из двух печатных плат Е1 и Е2. Плата Е1 содержит функциональные узлы, необходимые для управления приводом:

• Систему импульсно-фазового управления (СИФУ)

• Регуляторы скорости и тока (РС и РТ)

• Функциональный преобразователь ЭДС двигателя (ФПЕ)

• Нелинейное звено (НЗ)

• Блок питания (БП)

• Узел защиты и блокировки (УЗ и Б)

Плата Е2 выполняется в двух модификациях в зависимости от регулирования скорости. Для диапазона регулирования 1:10000 плата Е2 содержит функциональные узлы:

• Логическое устройство раздельного управления (УЛ)

• Узел зависимого от скорости токоограничения (УЗТ)

• Предварительный усилитель регулятора скорости (ПУРС)

Для диапазона регулирования 1:1000 из платы Е2 исключается ПУРС. Выходные напряжения регулятора скорости ограничены уровнем насыщения операционного усилителя и с помощью переменного резистора делителя, подключенного ко входу усилителя, может плавно регулироваться, задавая установку тока ограничения. Регулятор тока формирует напряжение, пропорциональные разности сигналов задания на ток и отрицательной обратной связи по току.