Выбор двигателя постоянного тока для системы стабилизации скорости. Расчет среднеквадратичной мощности, выбор двигателя и способ управления. Моделирование динамических процессов в технической системе

Министерство образования Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Новосибирский государственный технический университет

кафедра Автоматики

Курсовая работа по ТСАУ

Выбор двигателя постоянного тока для системы стабилизации скорости

Группа: АА-67                                                                            Преподаватель: Русаков О.П.

Студент: Кутузова И.В.                                                            

Вариант: 05                     

Дата сдачи:

Отметка о защите:

Новосибирск

2009

Содержание

1.Задание	3
2.Выбор двигателя	4
3.Диаграммы токов и моментов	5
4.Оценка тепловой нагрузки	7
5.Выбор способа управления двигателем	7
6.Составление математической модели	9
7.Выбор параметров усилителя мощности	9
8.Моделирование процессов в системе	10
9.Заключение	11
10.Список использованной литературы	12

1. Задание

1.  На основании тахограмм и момента нагрузки рассчитать среднеквадратичную мощность, сделать предварительный выбор двигателя и способ управления. При необходимости применить редуктор (мультипликатор). При расчете КПД редуктора принять равным 75%.

2.  Рассчитать и построить диаграммы токов и моментов при пуске, торможении и установившемся движении (принять момент пуска и торможения равным М_т=3.5∙М_н).

3.  Выполнить проверку выбранного двигателя по теплу, используя метод эквивалентного тока или момента.

4.  Составить математическую модель технической системы, включая усилитель мощности и выполнить оценку параметров модели.

5.  Выполнить моделирование динамических процессов в технической системе (частота вращения, момент, ток).

Исходные данные:

                                    Таблица 1. Значения частоты вращения на интервалах времени.

	W1	W2	W3	W4	W5	W6	W7
Частота вращения, рад/с	20	-30	40	-50	60	-70	80

Таблица 2. Продолжительность интервалов времени.

	tи1	tи2	tи3	tи4	tи5	tи6	tи7
Временной интервал работы, с	2	3	2	3	2	3	2

Длительность паузы в работе двигателя:        t_п =1.5 с.

Момент нагрузки:                                              М_наг.=25 Н·см =0.25 Н·м.

Рис.1 Диаграмма частоты вращения двигателя.

2. Выбор двигателя

Предварительный выбор ДПТ может быть произведен на основании требуемой мощности, частоты вращения и момента нагрузки. Дополнительно требуется проверка двигателя по теплу для повторно-кратковременного режима работы.

Общее время работы двигателя: 

Максимальная скорость вращения:  об/мин

Таблица 3. Значения полной механической мощности на интервалах времени

P1	P2	P3	P4	P5	P6	P7
5	7,5	10	12,5	15	17,5	20

Требуемая среднеквадратичная мощность двигателя: Вт

Двигатель должен удовлетворять следующим условиям:

-  среднеквадратичная мощность двигателя не должна быть больше номинальной:

   

-  нагрузочный момент не должен быть больше номинального:

- заданный тормозящий (пусковой) момент не должен превышать пусковой момент двигателя:

Исходя из вышеприведенных требований к ДПТ выберем СЛ-621, обладающий следующими характеристиками:

Таблица 4. Характеристики ДПТ СЛ-621.

Номинальное напряжение, В	110
Номинальная мощность, Вт	172
Номинальный ток возбуждения, А	0,16
Номинальный ток якоря, А	2,3
Номинальная частота вращения, об/мин	2400
Номинальный вращающийся момент, Н·м	0,7
Пусковой момент, Н·м	1,25
Момент инерции якоря, кг · см2	6,75
Статический момент трения, Н·м	0,038
Сопротивление обмотки якоря, Ом	3
Сопротивление обмотки возбуждения, Ом	560
Коэффициент самоиндукции якоря	35

Расчет частоты вращения двигателя и вращающего момента с редуктором (КПД – 75%):

, где  – передаточное число редуктора, тогда

об/мин

, где - КПД редуктора.

3. Диаграммы токов и моментов

Значения моментов при пуске, торможении двигателя и в установившемся режиме: