Типовая тахограмма механизмов

цикловой автоматизации.

Цикл работы механизма – пуск – движение с установленной скоростью датчика импульса замедления (ДИЗ) – замедление до скорости обеспечивающую заданную точность остановки – дотягивание до ДТО – отключение двигателя и наложение механического тормоза.

Тахограмма построена при условии, что к механизмам предъявляются требования ограничения ускорений .

Наличие переходов ускорения и замедления ЭП снижает серднюю скорость движения увеличивает переходный процесс и снижает производительность. Поэтому требования к формированию тахограммы предъявляется из условия получения для каждого механизма.

При остановке а  до 3-5 м/с²

Для подъемно-транспортных механизмов ограниченее ускорения связано с максимально допустимыми нагрузками металлоконструкций механизмов (упругостью, жесткостью, наличием зазоров).

ЭП проектируется из расчета на a=a_доп, при том в процессе работы в зависимости от изменения нагрузки величина а изменялась, но в сторону уменьшения. Существенное влия­ние на изменение ускорения оказывает изменения статической нагрузки М_ст и суммарного момента инерции J_∑.

Пуск и торможение осуществляется из условия обеспечения постоянного максималь­ного ускорения. Двигатель должен развивать момент:

M_max=M_{c max}+J_∑ε_доп - момент двигателя при максимальном М_с;

M_min=M_{c min}+J_∑ε_доп - момент двигателя при минимальном М_с;

a_доп=ε_доп∙ρ

Отсюда следует, что при изменяющейся нагрузке ЭП должен создавать во время ра­боты различные моменты. Система ЭП должна автоматически реагировать на изменение мо­мента и поддерживать постоянным ускорение в переходных процессах.

Способы реализации оптимальной тахограммы.

1. Формирование момента M=f(t) при неизменной статической нагрузки M_c=const;

2. Формирование закона движения ω=f(t) при изменяющейся статической на­грузки M_c=var.

В первом случае, когда M_c=const момент двигателя M=M_c+J∙ε, легко реализу­ется M≡J∙ε при помощи простых систем ЭП (как постоянного тока, так и переменного с АД с короткозамкнутым и фазным ротором).

При работе на статической механической характеристике a=a_{доп max} получаем при M_{c min}, а при дальнейшем изменении момента a≤a_доп.

1. Для класса механизмов с измененяемым M_c=var, рассмотрим несколько вариантов.

Сучетом допустимого ускоренияε_доп, мы выбираем пусковой момент.

M_{n доп}=M_{c min}+J∙ε_доп - пуск с малым статическим моментом нагрузки;

M_{n доп}=M_{c max}+J∙ε_доп - пуск с большим статическим моментом нагрузки.

В этом случае ε<ε_доп и мы проигрываем в производительности, т.к. процесс пуска затягивается.

В тормозном режиме:

M_{m доп}=M_{c man}+J∙ε_доп, т.к. наиболее тяжелый процесс торможения с большим моментом М_ст.

Решим систему (*) для пуска и определим ускорение ε, через ε_доп и изменение ∆M_c.

(1) J∙ε =M_nдоп-M_{c max}

(2) J∙ε =M_nдоп-M_{c min}

Поделим уравнение (1) на (2):

Выразим M_{n доп} из уравнения (2) и подставим в полученное уравнение:

В этом выражении ε<ε_доп и зависит от ∆M_c. В зависимости от соотношения иJ∙ε_доп необходимо подбирать соответствующие системы ЭП в формировании оптимальных тахограмм.

1. 2∆M_c<<J∙ε_доп=M_{дин доп} - ускорение в такой системе изменяется незначительно и максимальная производительность обеспечивается простейшими системами ЭП, с пусковым моментом не зависящим от нагрузки M=f(t).

2. 2∆M_c≤ M_{дин доп} - пределы нагрузки соизмеримы с изменениями динамического момента и ускорение изменяется в широких пределах. Переходные процессы занимают значительное время и уменьшение ускорение при больших нагрузках приводит к снижению производительности, поэтому применяется система с формированием ω=f(t). Если J∙ε_доп=2∆M_c, то ε_min=0 и привод запуститься не сможет при максимальной нагрузке.

3. 2∆M_c≥ M_{n доп} - в этом случае обеспечить ограничение ускорения можно путем использования систем ЭП, которые развивают в переходных процессах при разных статических нагрузках разные пусковые и тормозные моменты.

t

Изменения ускорения в переходных процессах автоматизированного подъемно-транспортного механизма вызывает увеличения длительности цикла.

Дополнительное требование – плавность переходных процессов

.

Оптимальная тахограмма: