Разработка аналоговой системы автоматического управления следящим электроприводом - Курсовая работа

Расширение технологических режимов обработки на одном станке, с использованием современного режущего инструмента, привело к усложнению установленных электроприводов, увеличению установленной мощности двигателя главного движения, вращающих моментов двигателей подач, расширению диапазона регулирования скорости главного привода, рабочих подач и установочных перемещений, увеличению быстродействия всех приводов при управляющем и возмущающем воздействиях, ужесточению требований к стабильности и равномерности вращения электродвигателей всех приводов. Требование повышения производительности привело к увеличению мощности и максимальной скорости привода главного движения, к повышению скорости быстрого хода приводов подач, увеличению максимальных рабочих подач; уменьшению времени разгона и торможения, позиционирования приводов подач, вспомогательных перемещений и ориентации шпинделя. Необходимость удовлетворения требований снижения шероховатости и повышения точности при обработке и позиционировании способствовала ужесточению требований к электроприводам относительно значений погрешностей в установившихся и переходных режимах при различных возмущающих воздействиях, расширения диапазона регулирования и увеличения чувствительности электроприводов к входному воздействию и нагрузке, относительно повышения равномерности движения, особенно при малых скоростях, увеличения быстродействия при возмущении, нагрузке и при реверсе под нагрузкой на малой скорости. В случаях, когда двигатель не имеет коробки подач, повышается мощность механической передачи, КПД, снижается момент инерции электромеханического привода, увеличивается составляющая от резания в общей нагрузке приводов подач. Скорость быстрых перемещений зависит от характеристик механической части привода, возможностей системы ЧПУ (в частности, от максимальной частоты сигнала управления приводом от системы ЧПУ), дискретности управления, максимальной угловой скорости приводного электродвигателя, коэффициента редукции передачи от двигателя к механизму и других ограничений, вносимых системой ЧПУ.Для приводов средней и большой мощности, а также в случаях, когда необходим большой диапазон регулирования скорости двигателя, применяются трехфазные шестипульсные схемы.Для регулирования скорости электродвигателя необходимо предусмотреть запас напряжения для регулирования его скорости, т.е линейное напряжение на вторичной обмотке трансформатора должно быть: где - запас напряжения для регулирования скорости электродвигателя, . Тогда . По значениям и найдем так называемый динамический запас по напряжению , необходимый для реализации жесткой характеристики при действии отрицательной обратной связи по скорости: . Характеристика “вход - выход” преобразователя ЕТП=Ed=f(UY) может быть построена при известной регулировочной характеристике системы управления тиристорами = f (UY), представленной на рисунке 1.3 и по регулировочной характеристике Ed= f (), представленной на рисунке 1.2 путем последовательного перестроения. На рисунке 1.5 приняты следующие обозначения: Р - токоограничительные реакторы; БЗРП - блок защиты сети от радиопомех; А1-А4 - автоматические выключатели; ТТ - трансформаторы тока; БЗП - блок защиты от перенапряжений; ВС - вентильная секция; ПР - предохранитель; БЗ - блок защиты; УДР - узел управления дистанционным расцепителем; ПДТ - панель датчика тока; СЗ - сеточная защита; ПНЗ - панель нулевой защиты; РУ - регулирующее устройство; БУПН - блок усилителя полупроводникового нереверсивного; БКТ - блок коррекции и токоограничения; ЛУ - логическое устройство; БЛ - блок логики; БКЛ - блок ключей; ДН - датчик напряжения; Ф - фильтр сетевого напряжения; БП - блок питания; БВ - блок возбуждения двигателя; В - вентилятор. На рисунке приняты следующие обозначения: ЗИ - задатчик интенсивности; Uз - напряжение задания; Uy2 - напряжение управления во внешнем контуре, определяемое разностью между Uз и сигналом обратной связи по скорости КС·?, где Кс=Ктг·Кпу; НЭ2 - нелинейный элемент в регуляторе скорости - зона насыщения; РС - регулятор скорости; Крс - коэффициент усиления регулятора скорости, Upc - выходное напряжение РС; Uoc - обратная связь по скорости; Uy1 - напряжение управления во внешнем контуре; РТ - регулятор тока; Upt - выходное напряжение РТ; ТП - тиристорный преобразователь; Ud - напряжение на выходе ТП; Д1 - статорная часть электродвигателя; Мс - момент сопротивления; Id - ток двигателя; Д2 - якорная часть электродвигателя; ДТ - датчик тока ; НЭ1 - нелинейный элемент в контуре тока - зона нечувствительности; ? - угловая скорость - выходной регулируемый параметр; Ucp1 - напряжение сравнения в контуре тока; ТГ - тахогенератор - реализует обратную связь по скорости; Ктг - коэффициент передачи по скорости; ПУ - промежуточный усилитель в цепи обратной связи по скорости или делитель напряжения; КФН - конструктивный коэффициент электродвигателя.В следящем электроприводе при исследовании динамики необходимо выбрать датчик положения и регулятор в III контуре - регулятор положения, а та