Разработка электропривода механизма подъема мостового подъемного крана с заданными параметрами скорости подъема, а также его система управления. Выбор двигателя постоянного тока и расчет его параметров. Широтно-импульсный преобразователь: расчет системы.
Аннотация к работе
Для выполнения машинного технологического цикла (процесса) требуется согласование работы всех механизмов и выходных устройств МС, включая исполнительные, контролирующие и управляющие. В современных мехатронных системах преобразование движения одного или нескольких тел в требуемые движения других тел осуществляется системой тел (деталей), называемых механизмом.Разработать систему управления механизмом подъема мостового крана, обеспечивающую следующие проектные технические характеристики: Рисунок 1 - Функциональная схема разрабатываемого устройства. 1-щит управления; 2-редуктор; 3-электродвигатель; 4-барабан; 5-канат; 6-грузозахватное устройства: Масса груза 14000 кг; Скорость подъема грузозахватного устройства VП = 0,13 м/с; Коэффициент полезного действия барабана и передачи h = 0,93;Для построения энергетической характеристики каждого двигателя необходимо рассчитать следующие параметры: Номинальную угловую скорость двигателя: ,рад/с (2.6) где n - номинальная частота вращения двигателя. Так как двигатель постоянного тока допускается перегружать по току в раза, то значение расчетного крутящего момента можно принять равным Исходя из массогабаритных параметров, требований, ограничений, связанных с выбором редуктора (максимальная скорость вращения входного вала ограничена 1800 об/мин), выбираем двигатель с номинальной мощностью 22 КВТ и частотой вращения 530 об/мин, т. е. двигатель 2ПН280м. Исходя из ранее перечисленных ограничений и оптимальных параметров системы, выбираем двигатель 2ПН280м со следующими параметрами: Напряжение Uя ном=220 В; Учитывая, что ШИП с симметричным управлением не искажает естественных механических характеристик двигателя, определяем относительную продолжительность включения в номинально режиме: , (2.22)2.8.1 Выбор схемы выпрямителя В качестве схемы выпрямления выбираем однофазную мостовую схему со следующими параметрами: - число фаз, m………………………………………………....……….………….2 отношение среднего выпрямленного напряжения к напряжению во отношение обратного напряжения на вентиле к среднему По вычисленным Uобр и Ів и заданным температурным параметрам по справочнику выбираем вентиль: диод Д 232-200 со следующими параметрами: - прямой постоянный ток, Іпр, А…………………...………….……………..200, (2.98) где , - амплитуда основной гармоники пульсаций и постоянная составляющая напряжения на входе фильтра, =183,6 В, =274 В. , - амплитуда основной гармоники пульсаций и постоянная составляющая напряжения на выходе фильтра, =1 В, =274 В./3/ Выбираем Г-образный LC-фильтр. По расчетному значению Lд.мин выбираем стандартный дроссель фильтра ДПМ 400-1000 со следующими параметрами: индуктивность дросселя Lд , Мк Гн…………..……………..……1000 номинальный постоянный ток, А……………..…………………….4002.10.1 Теоретическое значение типовой мощности трансформатора РТ=Кс·Кт·St ,Вт где Кс - коэффициент запаса, учитывающий возможное снижение напряжения сети. По расчетному значению типовой мощности выбираем силовой трансформатор ТС-40 со следующими параметрами: типовая номинальная мощность, St , КВА…………………………40 напряжение во вторичной обмотке, U2 , В………………………..208 напряжение короткого замыкания, Uкз , %…..…………………….10Блок регулятора состоит из дифференциальных усилителей заданного значения частоты вращения и фактического значения частоты вращения, регулятора частоты вращения, охваченного через ограничитель импульсного тока цепью отрицательной обратной связью, регулятора тока, широтно-импульсного модулятора, генератора тактовой частоты, схемы измерения и среднеквадратичного ограничения якорного тока и схемы защиты и контроля. Заданное значение частоты вращения двигателя (напряжение в пределах от 0 до /-10В) поступает на ВХОД1 преобразователя и далее на дифференциальный усилитель DA2.2, коэффициент усиления которого равен 1. Действительное значение частоты вращения двигателя от тахогенератора поступает на ВХОД BR и далее через фильтр нижних частот с постоянной времени t»0.5мс на дифференциальный усилитель DA2.1 с коэффициентом усиления 0.35. Разность заданного значения и напряжения тахогенератора поступает на пропорционально-интегрирующее звено DA2.3,DA4(ПИД-регулятор), напряжение на выходе которого изменяется до тех пор, пока разность напряжений на входе не станет равной нулю. Напряжение с выхода DA4, пропорциональное задаваемому току двигателя, поступает на пропорционально интегрирующее звено (ПИД - регулятор) DA5.1, имеющее постоянную времени Т= (R68 R73)·С21=0.65мс и коэффициент усиления К=R80/R68 R73=2.На цепи измерения и ограничения максимального и эффективного тока якоря двигателя напряжение поступает с датчика тока двигателя. Таким образом, напряжению датчика тока, равному 0.375В, соответствует напряжение 10В на выводе 14 микросхемы DA1.4. это напряжение поступает в качестве отрицательной обратной связи на регулятор тока и на контрольную точку Х2 (ІЯ). С вывода 14 микросхемы DA1.4 напряжение поступает на схему возведения в квадрат. Если напряжение на выводе 12 меньше опорного напряжения, то диоды VD10, VD11 закрыты соответствующим напряжением с
План
Содержание
Введение 4
1 Исходные данные для курсового проектирования 5
2 Расчетно-конструкторская часть 7
2.1 Расчет мощности двигателя механизма подъема мостового крана 7
Для выполнения машинного технологического цикла (процесса) требуется согласование работы всех механизмов и выходных устройств МС, включая исполнительные, контролирующие и управляющие. Естественно, что в основе управления машинами лежат принципы механики, увязывающие их силовые, энергетические и массовые характеристики. В современных мехатронных системах преобразование движения одного или нескольких тел в требуемые движения других тел осуществляется системой тел (деталей), называемых механизмом. Механизмы входят в состав машин - технических систем (ТС) и предназначены для осуществления механических движений по преобразованию потоков энергии, силовых взаимодействий, необходимых для выполнения различных рабочих процессов. Часто силовой основой в МС является электропривод постоянного или переменного тока, формирующий управляемую электротехническую систему или комплекс. Для электротехнических систем управления характерна тесная взаимосвязь электромеханической части с цепями ее питания и регулирования. Поэтому суммарные характеристики устройств часто определяются всеми функциональными звеньями в равной степени. Управляемые комплексы с электромеханическим приводом (система, состоящая из двигателя и связанных с ним устройств приведения в движение одного или нескольких исполнительных механизмов, входящих в состав МС) получили название электромеханических систем (ЭМС).