Министерство образования Российской Федерации

Санкт – Петербургский институт машиностроения (ЛМЗ – ВТУЗ)

Кафедра электротехники, вычислительной техники и автоматизации

КУРСОВой пРоект

ПО АВТОМАТИЗИРОВАННОМУ ЭЛЕКТРОПРИВОДУ

Тема: "Автоматизированный электропривод главного движения продольно - строгального станка"

Вариант № 3 – 3

Выполнил студент Матевосян Грачья Львович Подпись_______

Курс 5 Группа 5441 Шифр 07 – 407 _______

Руководитель работы доктор техн. наук, профессор Шестаков В.М. __

Работа допущена к защите _____________________________________

Работа защищена с оценкой ____________________________________

Дата ____________ Подпись руководителя __________________

Санкт – Петербург

2010г

Содержание

Введение……………………………………………………………………………………….3

Техническое задание на курсовое проектирование……………………………………4

Исходные данные для проектирования АЭП……………………………………………5

Глава 1. Расчет и выбор силовых элементов......................................................6

1. Выбор электродвигателя……………………………………………………………….6

2. Выбор тиристорного преобразователя (ТП)……………………………................12

3. Выбор сглаживающего дросселя………………………………..............................13

4. Определение коэффициентов передачи и постоянных времени силовых элементов…………………………………………………………………………………16

Глава 2. Компановка и расчет статики сэп..........................................................18

2.1. Выбор структуры САУ СЭП……………………………………………………..…….18

2.2. Построение функциональной схемы САУ……………………………………….…18

2.3. Расчет статических характеристик СЭП…………………………………………....19

2.4. Выбор элементов САУ и расчет параметров ОС………………………….……...21

Глава 3. Синтез и расчет динамики сэп с учетом упругости

механических передач ……………………………………………………….…………...23

3.1. Составление передаточных функций звеньев СЭП………………………….…..23

3.2. Построение структурной динамической модели и синтез регуляторов……….25

3.3. Построение ЛЧХ……………………………………….………………….…………….31

Выводы………………………………………………………………………………………...32

Список литературы…………………………………………………………………………..34

Введение

Проектирование является важным этапом при создании систем автоматического управления (САУ). Качество проектирования в значительной степени определяет качество работы САУ. Поэтому основной задачей курсового проекта является приобретение опыта при создании современных САУ электроприводами (ЭП) и ознакомление с основными этапами проектирования подобных систем.

Техническое задание на курсовое проектирование

Спроектировать автоматизированный электропривод главного движения продольно – строгального станка. Выполнить расчет статики, произвести оптимизацию динамики САУ и исследовать переходные процессы в синтезированной системе при управляющем и возмущающем воздействиях. Оптимизация динамики САУ производится с учетом влияния упругости механической системы станка, которая считается двухмассовой с частотой упругих колебаний и коэффициентом демпфирования упругих колебаний . При необходимости, вводятся дополнительные средства коррекции, предназначенные для оптимального подавления упругих колебаний.

Расчет переходных процессов по скорости выполняются для ступенчатых управляющего и возмущающего воздействий. Управляющее воздействие считается единичным, а изменение момента сопротивления . Расчет динамики АЭП выполняется расчетно-аналитическими или машинными методами.

Далее определяются алгоритмы и настроечные параметры регуляторов, разрабатывается принципиальная электрическая схема АЭП.

Исходные данные для проектирования аэп

Усилия резания	FZ = 40 * 103 Н
Вертикальная составляющая усилия резания	Fy=16 *103 Н
Вес стола	GC = 53 * 103 Н
Вес изделия	GИ = 24 * 103 Н
Коэффициент трения в направляющих	μ = 0,06
Номинальный КПД станка	ηСТ.Н.= 0,75
Наибольшая скорость рабочего хода	VРХ = 35 м/мин
Наибольшая скорость обратного хода	VОХ = 50 м/мин
Момент инерции механизма станка, приведенный к валу двигателя	JМ =4 кг*м2
Скорость входа и выхода резца	VВХ = V ВЫХ = 10 м/мин
Длина свободного пробега стола до врезания резца и после его выхода	l ПР = 0,1 м
Наибольшая длина строгания	L = 4,5 м
Диапазон регулирования скорости рабочего хода	DРХ = 6
Диапазон регулирования скорости обратного хода	DОХ= 2
Величина перерегулирования	σ ≤ 5 %
Длительность переходного процесса: а) при управляющем воздействии	tП не более 0,35 с
б) при возмущающем воздействии	tПВ не более 1,0 с
Динамическая ошибка замкнутой системы	5,0%
Частота упругих колебаний механической системы	ωУ =110 с-1
Коэффициент демпфирования упругих колебаний	ξУ = 0,05
Система электропривода	тиристорный преобразователь – двигатель Или преобразователь на IGBT- модулях-двигатель
Способ управления электроприводом	Однозонное управление