Разработка электромеханического привода станка модели 16К20

Размещено на http://www.allbest.ru/

Задание

Разработать главный привод станка 16к20, результаты подтвердить экспериментально на модели.

Создать модель технологического процесса обработки детали: «Крепление ворот сушильного шкафа».

Размеры детали: R_дет = 50 мм, l = 900.

1. Расчётная схема механической части электропривода

Определим по эмпирической формуле силу резания F_z при продольном точении заготовки из стали 40 с пределом временного сопротивления разрыву у_в = 680 МПа резцом с пластинкой из твёрдого сплава марки Т5К10. Глубина резания t₁ = 1,25 мм, t₂ = 0.75 мм подача S₁ = 0,25 мм/об и S₂ = 0,2 мм/об Геометрические параметры резца: форма передней поверхности - радиусная с фаской; ц = 60^о, ц₁ = 10^о, б = 8^о, г = +10^о, л = +5^о, r = 1 мм.

Сила резания для каждого цикла при точении определяется по формуле:

F _z = C _F ? t ^x? S ^y? K_H ? K _г? K _ц? K _o? K _cu

где F_z - сила резания, Н;

t - глубина резания, мм;

S - подача, мм/об;

C_F - постоянный коэффициент, зависящий от качества обрабатываемого металла; [1]

C_F = 225 - для наружного точения стали углеродистой конструкционной с пределом временного сопротивления разрыву у_в = 750 МПа. [1]

x, y - показатели степеней, учитывающие конкретные условия обработки;

x = 1, y = 0,75 [1]

В условии задачи у_в = 680 МПа, но этой величины в табл. 1 нет. В этом случае, т.е. когда заданные условия обработки отличаются от нормативных, эти различия должны быть учтены путём введения соответствующих поправочных коэффициентов.

K_H - поправочный коэффициент, зависящий от прочности обрабатываемого материала;

K_H = 0,89 [1]

K_г - поправочный коэффициент, зависящий от главного переднего угла резца;

K_г = 1 [1]

K_ц - поправочный коэффициент, зависящий от главного угла в плане;

K_ц = 0,96 [1]

K_o - поправочный коэффициент, зависящий от охлаждения;

K_o = 1 [1]

K_cu - коэффициент перевода кгс в Н.

K_cu = 9,81 [1]

Подставляем все значения в формулу 1 и определим силу резания первого цикла.

F _z1 = C _F ? t ^x? S ^y? K_H ? K _г? K _ц? K _o? K _cu = 225?1,25¹?0,25^0,75?0,89?1?0,96?1?9,81 = 955,572668? 956Н

Сила резания для второго цикла при t= 0.75, определим по формуле:

F _z2 = C _F ? t ^x? S ^y? K_H ? K _г? K _ц? K _o? K _cu = 225?0,75¹?0,2^0,75?0,89?1?0,96?1?9,81 = 573,3436? 573Н

Проверка по рабочей мощности:

Примем ориентировочно мощность главного привода двигателя 10кВт, КПД механических передач по справочнику [1] для клиноременной передачи з_{рем.пер} = 0,88, для редуктора з_ред=0,85, тогдаз =з_{рем.пер}?з_ред = 0,75

Р_раб= (F_z?V)/(1020?з)= (956?2,967)/(1020?0,75) = 3,7< 10кВт,

процесс может быть выполнен на станке 16к20.

Расчёт механической части и приведение параметров

Радиус приведения, примем предварительно V = 2,9667 (м/c), щ = 65,9715 (с^-1)

с = V/щ = 2,9667 / 65,9715 = 0,00449689 ? 0,0045 (м)

Определение скорости при резании

щ_р = V / с = 2,9667/0,045 = 65,9715 (с^-1)

Определим наибольший момент рабочего механизма (М_рм) сопротивления, данному моменту соответствует момент первой операции, и приведенного к двигателю.

М_рм=F_z?R_дет;

где F_z= 956Н, R_дет = 50 мм.

М_рм= 956?50?10^-3= 47,8 (Н?м)

Момент сопротивления на валу двигателя

М_с= F_z?с/з,

где з - КПД между рассматриваемыми точками, с - радиус приведения. c. 42 [2]

Для первого цикла

М_с1= 956?0,045 / 0,75 = 57,36 (Н?м)

Для второго цикла

М_с2= 573?0,045 / 0,75 = 34,38 (Н?м)

Выберем двигатель постоянного тока, мощностью и скоростью вращения совпадающие с двигателем, но переменного тока.

Выбираем двигатель постоянного тока серии 4ПБ по [4]:

Двигатель 4ПБ180LYХЛ4, мощность 12 кВт, напряжение 380 В, R_я=0.585Ом, R_дп=0.482 Ом, Rв=64/17 Ом, L_я=20 мГн, М_ном= 182 Нм, J_ном=0.573 кг·м², n_ном=4000 об/мин, КПД=83.5%, I_ном=30,2 А, I_max/I_ном= 3, n max/ n min= 4500/545.

Во время резания со стороны резца к заготовке прилагается усилие резания F_z, направленное на встречу движения, вертикальное усилие F_у, прижимающее суппорт к направляющим, и боковое усилие F_х, которые ввиду малости не учитываем.

На основании исходных данных определяются усилия, необходимые для перемещения стола в режиме холостого хода стр. 7 [5]

Определим моменты холостого хода, считая их равными 0,05 номинальным моментам двигателя.

М_хх= 182?0,05 = 9,12 (Н?м)

Для второго цикла в силу малости различий режимов работы привода, значения суммарного момента сопротивления

М_раб1 = М_хх + М_с = 9,12 + 57,36 = 66.48 Hм

М_раб2 = М_хх + М_с = 9,12 + 34.38 = 43,5Hм

Скорость врезания принимаем равной скорости резания

V_вр = V_р = 2,967 м/с.

Номинальный момент двигателя

Расчёт максимально допустимого ускорения, примем расчётный перегрузочный коэффициент =2,5 стр. 10 [5].

Определим момент инерции J_пр= m·с²/з, m = v·с_стали[2]

определим массу через объём, учтем с_стали = 7800 кг/м³ [1]

m =hрR²с_стали=0,900·3.1415· 0.0025²·7800 = 49619.9925? 49.6 кг

J_пр= 49.6· 0,0045² / 0,75 = 0,0013365 кгм²

J_общ= J_пр + J_дв= 0,0013365 + 0.573= 0,5743365? 0.231 кгм²

,

Путь пройдённый резцом в момент начала и завершения резания

Время резания для первого цикла

t₃ = 60·l/V_р = 60·0,9/2,967 = 18,2 с.

Время резания для второго цикла

t₃ = 60·l/V_р = 60·0,9/2,967 = 18,2 с.

Рассчитаем полный цикл, предварительно учтем время подачи суппорта, тогда время пуска и торможения больше расчетных на 0,5 с. Примем время возвратта суппорта t₄₁=25с и время завершения цикла t₄₂=15 с.

t_полн= t₁+ t₂+ t₃+ t₄₁+ t₁+ t₂+ t₃+ t₄₂= 78,765 с.

2. Выбор комплектного привода

Таблица 2

Тип двигателя:	2ПН180LYХЛ4
Номинальное напряжениеUдв.ном:	380В
Номинальная мощность Pдв.ном:	12 кВт
Номинальный ток Iдв.ном:	30,2А
Частота nном:	4000 об/мин
Момент инерции J:	0,573 кгм2
Сопротивление обмотки якорной цепи	0.585 Ом

2.1 Выбор тиристорного преобразователя

Выбор рода тока и типа электропривода целесообразно производить на основе рассмотрения и сравнения технико-экономических показателей ряда вариантов, удовлетворяющих техническим требованиям данной рабочей машины. Электродвигатели постоянного тока допускается применять только в тех случаях, когда электродвигатели переменного тока не обеспечивают требуемых характеристик механизма либо не экономичны.

В зависимости от диапазона и плавности регулирования скорости, требований к качеству переходных процессов могут быть применены системы реостатного регулирования скорости, так и системы с индивидуальными преобразователями.

Для регулируемого привода задача выбора типа привода решается сложнее. В зависимости от диапазона и плавности регулирования скорости, требований к качеству переходных процессов могут быть применены как системы реостатного регулирования скорости, так и системы с индивидуальными преобразователями.

При глубоком регулировании скорости в большинстве случаев вопрос решается в пользу приводов постоянного тока. Однако конкурентными по своим свойствам являются приводы с частотным и частотно-токовым управлением. Преимущества приводов с асинхронными двигателями - простота конструкции и повышенная надежность двигателей, возможность их изготовления в поточном производстве. Препятствием к быстрому внедрению частотно-регулируемых приводов является сложность систем управления, что приводит к недостаточной надежности их работы и повышенной стоимости. Появление на мировом рынке частотно регулируемых электроприводов с микропроцессорным управлением повышает их надежность, но стоимость их не снижается.

В качестве базового варианта рассматривается электропривод постоянного тока на основе двигателя постоянного тока с независимым возбуждением. Рассчитывается система однозонного регулирования скорости.

2.2 Выбор комплектного электропривода

Выбор комплектного электропривода производится по трём основным соотношениям

Эти условия справедливы из того, что наиболее слабым звеном силовой части электропривода является двигатель.

Здесь - номинальный ток и напряжение тиристорного преобразователя соответственно, перегрузочная способность преобразователя, задаёмся.

Таблица 3. Технические параметры комплектного электропривода

Наименование серии электропривода	Номинальные данные	Ток перегрузки преобразователя
	, А	, В
Электропривод унифицированные трехфазные серии ЭПУ3 для привода станков ЭПУ3-1-40-2-8-М-УХЛ4	40	460	2,25·40= 90

При проектировании рассматривается электропривод постоянного тока на основе двигателя постоянного тока с независимым возбуждением.

Источник питания якорной цепи двигателя используем управляемый тиристорный выпрямитель. Динамические свойства преобразователя описываются передаточной функцией

К_тп - коэффициент передачи тиристорного преобразователя,

Т - постоянная времени преобразователя.

К_тп определяем по номинальному значению среднего выпрямленного напряжения U_тп, н и соответствующему максимальному напряжению U_у, м на входе системы импульсно-фазового управления:

.

Постоянную времени выпрямителя следует выбрать из условия: 0,002 сТ 0,02 с.

Задаёмся значением постоянной времени, равной Т=0,01 с.

Вычисляем коэффициент передачи тиристорного преобразователя:

.

2.3 Выбор трансформатора

Тиристорный преобразователь комплектного электропривода подключается с использованием согласующего трансформатора или применяется бестрасформаторный вариант подключения.

Для правильного определения способа подключения преобразователя к сети следует определить необходимые значения фазного и линейного напряжений, обеспечивающие требуемое значение напряжения U_{н. тп}.

В силовых схемах современных тиристорных преобразователей используются трёхфазные мостовые (6-пульсные) схемы выпрямления. В этом случае действующие значения фазного U_2ф и линейного напряжений питания преобразователей должны удовлетворять условиям:

где K_R= (1,02 - 1,05) - коэффициент, учитывающий падение напряжения в элементах преобразователя; K_с = 0,9 - коэффициент, учитывающий допустимое (в соответствии с ГОСТ 13109-97) длительное отклонение напряжения сети;

K_{сх. ф} = 2,34; K_сх.л= 1,35 - коэффициенты схем выпрямления по напряжению;

U_н.тп - номинальное напряжение преобразователя.

Поскольку найденные значения не существенно отличаются от номинальных напряжений сети, следует использовать токоограничивающий реактор.

Для выбора трансформатора определяется необходимый фазный ток I_2ф во вторичной обмотке и габаритная (номинальная) мощность трансформатора.

Требуемый фазный ток I_2ф определяется согласно выражению:

где I_{н. тп} - номинальный ток преобразователя; K_{сх. т} = 0,817 - коэффициент схемы выпрямления по току.

Выберем по табл. Прил. 3 стр. 88 [1] токограничивающий реактор РТСТ-41-1,01УЗ, основные параметры: номинальное напряжение сети U_ном=410В, Номинальный фазный ток I_ном=41 А, номинальная индуктивность фазы L_т.р.=1,01 мГн, Активное сопротивление обмотки R = 102·10^-3Ом.

2.4 Учёт сглаживающего дросселя

Также при проектировании необходимо: проверить, необходимо ли использовать сглаживающий дроссель с целью ограничений пульсаций тока.

- допустимый ток пульсаций,

- пульсность схемы,

Гц - частота питающей цепи,



- минимальное значение индуктивности.

Определим индуктивность обмотки якоря.

где в = 0,25 так как есть компенсационная обмотка.

.

Lт.р.=1,01мГн - вносимая индуктивность реактора;

Гн

- суммарная индуктивность обмотки якоря;

Сравним суммарную индуктивность якорной цепи и вносимую с трансформатором () и необходимым значением ().

Так как , сглаживающий дроссель не нужен. Цепь изначально обладает индуктивностью, подавляющей пульсации до допустимого значения.

2.5 Расчет датчика тока

Шунт выбираем из условия близости номинальных токов двигателя и шунта: I_ш, нI_max, где , при I_н = 30,2А.



Рис. 2 Схема измерения тока

Таблица 4. Выбираем шунт 75ШСМ с параметрами

Тип шунта	Номинальное напряжение, Uш,н10-3, В	Номинальный ток, Iш,н, A
75ШСМ	75	100

Так как , то коэффициент датчика тока выбираем

Принимаем

Вычисляем

Максимальное значение сигнала на выходе датчика тока В, что не превышает 10 В, значит шунт выбран верно.

2.6 Расчет датчика скорости

Датчик скорости (рис. 3) реализуется с использованием тахогенератора постоянного тока. Если мы пренебрегаем падением напряжения в якорной цепи тахогенератора, то коэффициент передачи датчика скорости можно определить следующим образом:

Рис. 3. Схема измерения скорости

Здесь K_тг - коэффициент передачи тахогенератора, представляющий собой отношение номинальной ЭДС тахогенератора U_н.тг к его номинальной скорости щ_тг,н:

Вб

Тахогенератор выбирается исходя из условия щ_тг, н ? щ.

Выбираем тахогенератор ПТ-42 с параметрами:

Таблица 5. Параметры тахогенератора

Тип тахогенератора	Скорость вращения	Напряжение Uн.тг, В
	nн.тг, об/мин	н.тг, рад/с
ТМГ-30	4000	418,80	460

Наибольшее напряжение, вырабатываемое тахогенератором.



Коэффициент обратной связи по току определяется из условия: . .

Определим наибольшее значение, вырабатываемое тахогенератором:

Зададимся значением кОм. Тогда величину сопротивления можно определить из условия: Отсюда кОм.

Задаемся значением по стандартному ряду е 24.

- уточненный коэффициент делителя напряжения.

Определяем уточненное значение коэффициента обратной связи по скорости: Вб ().

Наибольшее значение сигнала обратной связи по скорости равно В, что не превышает 10 вольт.

2.7 Расчет параметров заданной части САУ

Для дальнейшего проектирования САУ необходимо определить ряд параметров двигателя, такие как: CФ_н, L_а, Т_а, где С - конструктивный коэффициент, Ф_н - номинальный поток возбуждения, L_а - индуктивность якорной цепи, T_а - электромагнитная постоянная времени.

Значение CФ_н можно определить из уравнения электромеханической характеристики двигателя для номинального режима (Вб). Здесь U_н - номинальное значение напряжения на якоре, В; I_н - номинальное значение тока, А; щ_н - номинальное значение угловой скорости вращения.

Сведения о величине индуктивности якорной цепи двигателя отсутствуют. Определим искомую величину по приближенному выражению:

где в = 0,25 так как есть компенсационная обмотка.

Значение для сопротивления соответствует холодной машине, то есть температуре порядка t_хол = 20 С⁰. В реальном режиме температура машины достигает порядка t_гор = 80 С⁰, что вносит свое влияние на значение сопротивления:

Значит,

R_t = 102·10^-3мОм

Окончательное значение сопротивлений якорной цепи запишем в виде:



Электромагнитная постоянная времени Tа есть отношение индуктивности Lа к сопротивлению Rа якорной цепи:

Находим электромеханическую постоянную:

Если проанализировать соотношения электромеханическую и электромагнитную постоянные, то легко заметить, что не выполняется условие >, значит, но влияние противо-ЭДС не учитываем, но в силу того, что привод имеет высокую мощность учтём компенсацию.

3. Синтез системы подчиненного регулирования

деталь технологический крепление станок

Система содержит перекрестную связь. При синтезе системы подчиненного регулирования этой связью пренебрегают на первом этапе, т.е. как бы исключают. После завершения синтеза контура тока система может дополниться связями, учитывающими влияние исключаемой обратной связи.

В каждом контуре объект управления имеет две постоянные времени, одна из этих постоянных - малая постоянная времени, некомпенсируемая, вторая большая и компенсируемая. Во внутреннем контуремалой постоянной времени всегда считается T_м, а большаяT_a.

3.1 Синтез регулятора тока

Рис. 3. Контур тока

Каждый контур настраивается так, чтобы было колебательное звено с фиксированной г.

Используется последовательная коррекция, метод ЛЧХ (метод синтеза) с заданным видом желаемой характеристики.



После разрыва обратной связи:

Приравняем ее желаемой:

Изобразим систему после завершения синтеза (рис. 3.2):

Из структурной схемы следует, что форсирующая часть регулятора математически компенсирует большую постоянную времени T_a. Для обеспечения этой форсировки тиристорный преобразователь должен иметь запас по напряжению.

Рис. 4.

3.2 Компенсация обратной связи по противо - ЭДС

Рис. 5 Компенсация противоЭДС

В ходе преобразований получим:

Такая передаточная функция физически нереализуема, порядок числителя больше порядка знаменателя. Используем минимальную реализацию, оставив в числителе минимальный порядок.

Тогда структурная схема заданной части примет вид (рис. 5). Такая положительная обратная связь обеспечивает приближенную компенсацию влияния противоЭДС в переходных режимах и точную компенсацию в установившихся режимах.

Рис. 6

3.3 Синтез регулятора скорости

По заданию на курсовой наша система астатическая, астатизм второго порядка. Для повышения порядка астатизма вводят интегратор в ее структуру, но в этом случае не будет запаса по фазе. Для обеспечения устойчивости системы одновременно с интегратором в передаточную функцию регулятора скорости надо ввести форсирующее звено первого порядка.

Поэтому регулятор скорости - это ПИ-звено.

Приведем схему синтезированной системы автоматического управления:



Рис. 7. Схема синтезированной САУ

3.4 Уточненная проверка работоспособности электропривода по условиям перегрузки и нагревания двигателя

Уточненную проверку работоспособности электропривода будем производить на основе графика изменения момента двигателя, полученного в предыдущем разделе посредством моделирования.

Для проверки работоспособности по условиям перегрузки по кривой изменения момента определим наибольшее по величине значение момента электродвигателя и сопоставим его с номинальным значением момента . Электродвигатель работоспособен по условиям перегрузки, если отношение не превышает его перегрузочную способность.

Поскольку , то электродвигатель работоспособен по условиям перегрузки.

Поскольку отклонения значений, полученного в ходе численного моделирования, момента от рассчитанного ранее не значительно и время действия колебаний не велико, а также запас по нагреву не значителен, то можно считать, что двигатель удовлетворяет условиям нагрева (следует также учитывать наличие принудительной вентиляции двигателя и тиристоров).

Числовое значение отношения М_max/M_н, полученное в данном разделе отличается по сравнению со значением, полученным при предварительной проверке составит примерно 0,98%. На основании данных выкладок делаем вывод о том, что погрешность, вносимая при приближенной оценке работоспособности, пренебрежимо мала.

Рис. 8. Модель синтезированной САР

3.5 Оценка энергетической эффективности электропривода

Оценка энергетической эффективности включает расчет средних за цикл значений коэффициента полезного действия (КПД) и коэффициента мощности (), а также определение потерь активной и реактивной энергий за цикл. При расчете КПД допускается не учитывать потери в трансформаторе и в преобразовательной части электропривода. Для расчета КПД используется формула:



Где механическая мощность на валу двигателя,

мощность, потребляемая двигателем.

Реализуем эту формулу с помощью структурной схемы:

3.6 Практические мероприятия, обеспечивающие работоспособность и живучесть электропривода

Для функционального исполнения привода Д (двухзонный с обратной связью по скорости) перемычка 20-27 не устанавливается. Сигнал по скорости U_м подается на регулятор скорости РС. Датчик ЭДС используется как инвертор, для инвертирования знака сигнала, снимаемого с датчика напряжения U_дн. ОС по току якоря (26) устанавливается нулевой.

Пропорционально-интегральный регулятор скорости РС выполнен на операционном усилителе А2.1. На входе усилителя суммируется сигнал задания и сигнал ОС по скорости или ЭДС (в зависимости от исполнения привода). Уровень сигнала задания подбирается при наладке сменными резисторами R6, R7 а уровень сигнала ОС сменным - сигналом R11и переменным резистором R10. Элементы коррекции R15, С17 в цепи коррекции ОС установлены на лепестках, что позволяет осуществить их подбор при наладке; резистор R13 обеспечивает плавную регулировку коррекции. Установка нулевой скорости обеспечивается подачей положительного напряжения смещения +15 В на вход А 2.1, в результате усилитель оказывается смещен в нерабочую зону.

Выходной сигнал РС - U_рс является задающим для токового контура, поэтому ограничение величины U_рс с помощью резистора R17 приводит к ограничению тока двигателя в переходных режимах пуска и торможения или при перегрузках.

Задатчик интенсивности (ЗИ) предназначен для ыормирования темпа нарастания сигнал задания, поступающего с задатчика скорости.

ЗИ выполнен на двух усилителях А1.1, А1.2, Охваченных общей ООС R4. Задающий сигнал поступает через резистор R1 на прямой вход усилителя А1.1. Усилитель А1.2 включен по схеме интегратора. Скорость нарастания напряжения на выходе А1.2 определяется резистором R5 и конденсатором С1. Резистор R5 установлен на лепестках и подбирается при наладке.

Нелинейное звеное (НЗ) и функциональный преобразователь ЭДС (ФПЭ) выполняют в приводе функцию адаптивного устроиства, позволяющего линеариховать структуру электропривода в режиме прерывистых токов и тем самым обеспечить постоянсво коэффициента усиления управлемого выпрямителя в режиме прерывистого тока.

Нелинейное звено имеет характеристику, обратную ругелировочной характеристике управлямого выпрямителя в режиме прерывистого тока и выполнено на операционном усилителе А 2.2 с нелинейной обратной связью на диодах V4…V8. Управляющее напряжение на входе НЗ представляет сумму сигналов, пропорциональных току и ЭДС двигателя. Сигнал пропорциональный ЭДС двигателя формируется с помощью функционального преобразователя ЭДС двигателя (ФПЭ), имеющего арксинусную характеристику и выполненного на операционном усилителе А4.1.

Защиты воздействуют на R-S триггер Т2, выполненный на элементах «И-НЕ» Д2.3, Д2.4, который при срабатывании любой защиты перебрасывается, на выходе Q сигнал 0. При этом через Д 2.1 диод V33 и резистор R67» 1», подается на вход управляющего органа СИФУ и переводит управляющие импульсы a_max, а так же с выдержкой времени, определяемой элементами R68, С30, с выхода Д6.3 подается 0, запрещающий подачу управляющих импульсов на тиристоры. Одновременно зажигается светодиод V34, включенный в коллекторную цепь транзистора V35. При этом отключается реле готовности К2. Через транзистор V35, может быть включена сигнализация, которая включается между коллектором V35 и источником +24В.

З от перегрева двигателя осуществляется позистором R3 (RТ⁰М), встроенного в двигатель. При перегреве двигателя сопротивление резистора резко возрастает, на входах микросхемы Д1.1 формируется сигнал «1», при этом на выходах Д1.1 формируется «0», переключающий триггеры Т2 и Т3. Управляющие импульсы переводятся в положение а_макс загораются светодиоды V40, V35.

Защита от перегрева преобразователя выполнена на усилителе А 5.1и относящихся к нему элементов. Чувствительным элементом защиты является терморезистор R19., установленный на общем охладителе. При дотижении температуры охладителявыше допустимой, сопротивление R19 уменьшается и на выходе усилителя А5.1, включенного по схеме порогового элемента, появляется сигнал «0», который приводит к срабатыванию триггера Т1, выполненного на элементах Д 1.3, Д1.4. На выходе Q триггера Т1 - «0», загорается загорается светодиод V26 (Т2), срабатывает триггер Т2, что приводит к переводу управляющих импульсов в положение а_макс.

Максимально токовая защита цепи якоря, действующия при коротких замыканиях, выполнена на транзисторе V54, а цепи возбуждения на транзисторе V27 и относящихся к ним элементах. Н абазу транзистора V27 с датчика тока через R87 подается положительное напряжение, пропорциональное току нагрузки. При токах нагрузки меньше максимально допустимого тока, задается сменным резистором R86, транзистор закрыт. При превышении током уставки открывается транзистор V 45, вызывая срабатывание триггера Т2, управляющие импулься якорного преобразователя переводятся в положение а _макс и снимаются.

При срабатывании защиты цепи возбуждения Т2, Т3, дополнительно зажигаются светодиоды V64, V34 и снимаются импульсы с формирователя импульсов возбуждения.

Время-токовая защита осуществляется на ОУ А6.1 и пороговым элементом на транзисторе V51. Напряжение на выходе усилителя U=f (I-I_уст) dt, где I_уст - заданная уставка тока (устанавливается R91), I - текущее значение тока, t - время. При токе двигателя, меньше заданного значения, напряжение на выходе А6.1 положительно, транзистор V57 закрыт при превышении током заданного значния выходное напряжение на А6.1 уменьшается и меняет знак со скоростью, пропорциональной перегрузке, обратно пропорциональной постоянной интегрирования.

При достижении порога срабатывания транзистор V57 открывается и происходит переключение триггеров Т2, Т3. Резистор R89 служит для дистанционной регулировки установки срабатывания защиты, путем подключения через клеммник к +15В или -15 В и выбором резитором R89.

Защита от обрыва поля выполнена на ОУ А 5.2, включенном по схеме порогового элемента, и на элементе Д 6.4. Напряжение положительной полярности, пропорциональное току возбуждения, снимается с диодного моста V18, сглаживается Т-образным фильтром R40, R46 и С22, и подается на инверсный вход А 5.2. При включенном приводе в нормальном состоянии на выходе Д 5.2 - отрицательный сгнал «0». При обрыве цепи возбуждения на выходе А5.2 появляется положительный сигнал. На выходе Д6.4 - «0», загорается светодиод V61 - «0», загорается светодиод V61 («Ф»). Пребрасывается триггер Т2, управляющие импульсы переводятся в положение а _макс и снимаются.

Защита от превышения максимальной скорости выполнена на базе транзистора V54, включенном по пороговой схеме. Н абазу транзистора подается напряжение с тахогенератора, пропорциональное скорости двигателя. При превышении скоростью уставки, транзистор открывается, триггер Т2 срабатвает, загораются светодиоды V41, V34.

Защита от обрыва цепи тахогенератора выполнена на ОУ А 11.2 и относящимся к нему элементам. В аварийном режиме при обрыве цепи тахогенератора происходит включение (смовозбуждение) автогенератора, выполненного на усилителе А6.2. В результате импульсное напряжение, выпрямленное диодом V59, сглаженное фильтром Ф, поступает на вход элемента «И-НЕ» Д 3.4, на второй вход которого приходит сигнал 1 с выхода узла минимальной скорости. На выходе Д3.4 пояаляется «0», загорается светодиод V41. Перебрасывается общий триггер Т2, загорается светодиод V34.

Защита от неправильного чередования фаз выполнена на элементах «И-НЕ», состоит из одновибратора, собранного на элементах Д5.1, Д5.2, Д5.4 и Д-триггера на элементах Д 4.1, Д4.4. При исчезновении одной из фаз, или неправильном их чередовании питающей сети, задораются светодиоды V49, V34.

Защита от исчезновения напряжения в силовой цепи и цепи управления (в том числе по причине сгорания предохранителя), выполннена на элементах Д1.2, V29, R63, C45 и триггере Т4 (Д6.2, Д6.3). При снижении напряжения на всех фазах или в одной из фаз более чем на 50%, транзисторV29 открывается, триггеры Т2, Т4, загораются светодиоды V62, V63. Снимаются управляющие импульсы с я корного преобразователя и возбудителя.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Система автоматического регулирования, разработанная в данном курсовом проекте, полностью удовлетворяет требованиям, предъявляемым к данному производственному механизму, и может быть применена в качестве реальной схемы управления.

Большая гибкость управления и широкие возможности в отношении полноты автоматизации обеспечиваются благодаря широкому применению интегральных аналоговых и дискретных устройств, вычислительной техники, универсальных блочных систем регулирования.

Библиографический список:

1. Справочник технолога - машиностроителя. В 2-х т. Т2 / Под ред. А.М. Дальского, А.Г. Суслова, А.Г. Косиловой, Р.К. Мещарикова. - 5-е изд., исправл. - М.: Машиностроение - 1, 2003 г. 944 с., ил.

2. Механическая часть электропривода: учеб. пособие для студентов специальности 180400 - Электропривод и автоматика промышленных установок и комплексов. - Нижний Тагил: НТИ(ф) УГТУ - УПИ, 2005. - 85 с.

3. Справочные данные по элементам электропривода: Методические указания к курсовому проекту по дисциплине «Теория электропривода» / И.Я. Браславский, А.М. Зюзев, В.И. Лихошерст, В.П. Метельков, С.И. Шилин. Екатеринбург: УГТУ, 1995. 56 с.

4. Паспорт Для двигателя серии 4ПБ: Методические указания к курсовому проекту по дисциплине «Теория электропривода» / И.Я. Браславский, А.М. Зюзев, В.И. Лихошерст, В.П. Метельков, С.И. Шилин. Екатеринбург: УГТУ, 1995. 56 с.

5. Технические и экономические расчеты в курсовых и дипломных проектах: учеб. пособие/ В.Л. Тимофеев, О.Н. Баркова, И.Н. Исаев для студентов специальности 180400 - Электропривод и автоматика промышленных установок и комплексов. - Нижний Тагил: НТИ(ф) УГТУ - УПИ, 2006. - 92 с.

Размещено на Allbest.ru