1 Функциональная схема сар положения
Упрощённая функциональная схема САР положения приведена на рисунке:
Рис. Функциональная схема САР
На рисунке:
РП - регулятор положения
ДП - датчик положения
ДС - тахогенератор
РС - регулятор скорости
М - двигатель
Мех - механизм
ТП - тиристорный преобразователь
2 Выбор мощности электродвигателя
Выбор мощности электродвигателя произведём по методу эквивалентных величин.
Мощность выбираемого электродвигателя должна удовлетворять условию:
Где Рдв - мощность двигателя
Мсмах - максимальный момент сопротивления
Wмах - максимальная скорость перемещения механизма
ред-
КПД редуктора
Рдв >= 150*1.5/0.2>= 1125 Вт
По справочнику выбираем электродвигатель с номинальной мощностью не менее 1.2 кВт.
Двигатель ПТ с НВ ПБСТ-43МУХЛ4 на 220 В со встроенным тахогенератором ТС-1М, в закрытом исполнении с естественным охлаждением для приводов станков.
-
Наименование параметра
Значение
Частота вращения, n, об/мин
1000
Мощность номинальная Рн, Вт
1900
Ток номинальный Iн , А
10.5
Момент номинальный Мн , Н м
18.5
КПД, %
80
Частота вращения мах nmax,, об/мин
3000
Момент инерции, кг*м^2
0.0575
Кратность пускового тока In/Ip
4
Сопротивление якоря, Rя, Ом
0,98
Сопротивление дополнительной обмотки , Rд, Ом
0,676
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 = 18.5*4 = 74 Н*м
Мт = -74 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*1000 / 60 = 104.7 рад/с
I ред = 104.7/1.5 = 69.8
Тогда М*мах = 250/69.8 = 3.6 Н*м
Минимальный приведённый момент равен
М*мин = 0.1*М*мах
М*мин = 0.1*3.6 = 0.36 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 = 0.0115 кг*м^2
Тогда:
J* = 0.0575 + 0.0115 + 20/69.8^2 = 0.073 кг*м^2
Тогда времена пуска и торможения:
tn = 0.11 с
tт = 0.10 с
По заданию, режим работы механизма повторно-кратковерменный, нагрузочная диаграмма механизма приведена на рисунке:
Рис. Нагрузочная диаграмма механизма
Примем число позиционирований механизма 200 в час, а максимальный коэффициент продолжительности цикла 0,8. Тогда:
-
минимальное время цикла.
Относительный коэффициент продолжительности цикла:
,
Откуда tp=14.4 с - время рабочего периода
Тогда tр1 = tр2 = (tр - tn - tm)/2 = (14.4-0.11-0.10)/2 = 7.1 с
Время паузы:
to = tцикла - tраб = 18 - 14.4 = 3.6 с
Произведём расчёт эквивалентного момента:
Н*м
18.5 > 8.5, значит, двигатель выбран правильно.
Нагрузочная диаграмма двигателя приведена на рисунке.
Рис. Нагрузочная диаграмма двигателя