1 Функциональная схема сар положения
Упрощённая функциональная схема САР положения приведена на рисунке:
Рис. Функциональная схема САР
На рисунке:
ДС - тахогенератор
РС - регулятор скорости
ДТ - датчик тока
РТ - регулятор тока
ДВ - двигатель
ТП - тиристорный преобразователь
2 Выбор мощности электродвигателя
Выбор мощности электродвигателя произведём по методу эквивалентных величин.
По заданию
Tцикла=60с - минимальное время цикла.
Мощность выбираемого электродвигателя должна удовлетворять условию:
Где Рдв – мощность двигателя
Мсмах – максимальный момент сопротивления
Wмах – максимальная скорость перемещения механизма
ред
– КПД редуктора
Скорость вращения механизма максимальная = 1000*2Пи/60 = 105 рад/с
Рдв >= 1000*1000*2Пи/60/0.5>= 210 кВт
По справочнику выбираем электродвигатель с номинальной мощностью не менее 210 кВт:
Двигатель ПТ с НВ 2ПФ315LУХЛ4 на 220 В со встроенным тахогенератором ТС-1М.
-
Наименование параметра
Значение
Частота вращения, n, об/мин
1500
Мощность номинальная Рн, кВт
220
Ток номинальный Iн , А
175
Момент номинальный Мн , Н м
1400
КПД, %
91
Частота вращения мах nmax,, об/мин
2400
Момент инерции, кг*м^2
0.3
Кратность пускового тока In/Ip
4
Сопротивление якоря, Rя, Ом
0,032
Сопротивление дополнительной обмотки , Rд, Ом
0,016
Индуктивность цепи якоря, мГн
21
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
Мп – пусковой момент
Мт – момент торможения
М*мах – максимальный приведённый момент
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 = 1400*4 = 5600 Н*м
Мт = -5600 Н*м
Максимальный приведённый момент равен:
М*мах = Ммах*I ред, где
I ред – передаточное отношение редуктора
I ред = w мех / w двиг, где
w мех – скорость вращения механизма
w двиг – скорость вращения двигателя
W двиг = 2*П*n / 60 = 2*3.14*500 / 60 = 52 рад/с
I ред = 105/52 = 2.02
Тогда М*мах = 1400/2 = 700 Н*м
Минимальный приведённый момент равен
М*мин = 0.1*М*мах
М*мин = 0.1*700 = 70 Н*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 = 0.06 кг*м^2
Тогда:
J* = 0.3 + 0.06 + 1.5/2^2 = 0.735 кг*м^2
Тогда времена пуска и торможения:
tn = 0.0027 с
tт = 0.0024 с
Режим работы механизма повторно-кратковременный, нагрузочная диаграмма выглядит следующим образом:
Рис. Нагрузочная диаграмма механизма
Относительный коэффициент продолжительности цикла:
,
Откуда tp=54 с – время рабочего периода
Тогда tр1 = tр2 = (tр – tn - tm)/2 = (12.6-0.18-0.19)/2 = 26.95 с
Время паузы:
to = tцикла – tраб = 60 – 54 = 6 с
Произведём расчёт эквивалентного момента:
Н*м
1400 > 1360, значит, двигатель выбран правильно.
Нагрузочная диаграмма двигателя приведена на рисунке.
Рис. Нагрузочная диаграмма двигателя