Энергетический расчет следящего привода. Расчет статических характеристик. Выбор и расчет измерителя рассогласования. Расчет усилителя

Страницы работы

25 страниц (Word-файл)

Фрагмент текста работы

СОДЕРЖАНИЕ

1 Разработка и анализ технического задания

2 Энергетический расчет следящего привода

3 Расчет статических характеристик

4 Выбор и расчет измерителя рассогласования

5 Расчет усилителя

6 Замечание

7 Расчет динамических характеристик

8 Определение параметров системы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ

1 РАЗРАБОТКА И АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ

Необходимо выполнить расчет следящего привода с выполнением слежения по углу поворота с заданной гарантированной точностью δгар для нагрузки, которая обладает механическим моментом инерции Jн. привод должен обеспечить номинальную угловую скорость вращения вала нагрузки Ωн и угловое ускорение Ен. Для управления нагрузка требует вращающего момента Мн. В процессе управления следящий привод должен обеспечить регулирование с заданным показателем колебательности М.

Исходные данные:

М=1,1;

Jн=37 ;

Ωн =1,4 рад/с;

εн=2,3 рад/с2;

Мн=1 ;

δгар=22’.


2 ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СЛЕДЯЩЕГО ПРИВОДА

Требуемая мощность двигателя может быть определена по заданным параметрам нагрузки по следующей формуле:

;

где

МН – вращающий момент на валу нагрузки, Н*м;

JН – механический момент инерции нагрузки, кг*м2;

εН – угловое ускорение вращения вала нагрузки, рад/с2;

η  – коэффициент полезного действия редуктора;

ΩН – угловая скорость вращения вала нагрузки, рад/с.

Примем коэффициент полезного действия редуктора равным 1. Тогда получим значение требуемой мощности двигателя:

 (Вт).

По значению требуемой мощности выбираем двигатель постоянного тока МИ - 22, номинальная мощность которого Рном = 250 Вт, то есть Рномтреб. Двигатель МИ - 22 имеет следующие паспортные характеристики:

Рном = 250 Вт;

nном = 2000 об/мин;

Uном  =110 В;

Мном = 1,22 ;

Jд = 40,8*10-4 ;

Вычислим оптимальное передаточное отношение редуктора по формуле:

.

.

Определим частоту вращения нагрузки по формуле:

.

 (рад/с).

По номинальной частоте вращения, приведенной в паспортных данных, найдем номинальную угловую скорость вращения вала двигателя:

.

 (рад/с).

В результате получили: ωном>ω, то есть выбранный двигатель по угловой скорости вращения подходит.

Возмущающий момент  определим из основного уравнения электропривода:

 ().

Выполним проверку условия по моменту:

()

В результате получили, что двигатель по моменту подходит, так как 1,474<2.


3 РАСЧЕТ СТАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

При слежении по углу двигатель описывается передаточной функцией вида:

;

где   kдв – передаточный коэффициент двигателя ;

ТМ – механическая постоянная двигателя, с.

Передаточный коэффициент двигателя определим из формулы:

;

 – конструктивный коэффициент машины по ЭДС

Конструктивный коэффициент по ЭДС определяется отношением вида:

;

.

Найдем передаточный коэффициент двигателя:

.

Механическая постоянная двигателя определяется следующей зависимостью:

;

где .

Коэффициент демпфирования рассчитаем по формуле:

;

где  - постоянная машины по моменту

;

;

.

Таким образом, запишем передаточную функцию двигателя:

.


4 ВЫБОР И РАСЧЕТ ИЗМЕРИТЕЛЯ РАССОГЛАСОВАНИЯ

Заданная точность слежения по углу δгар=22’. Для заданной точности в качестве измерителя рассогласования  допустимо выбрать сельсин. Выберем сельсин типа ДИД – 101ТВ со следующими параметрами по справочнику:

Uном пит =50 В;

f=50 Гц;

Uвых max = 5 В;

Передаточный коэффициент измерителя рассогласования:

.

где  - напряжение рассогласования:

;

В;

В.


5 РАССЧЕТ УСИЛИТЕЛЯ

Выбор усилителя осуществляется по рассчитанному коэффициенту kU, мощности двигателя Рдв = Рвых, напряжению Uном = Uвых, номинальному току якоря  Iя = Iвых.у.

Усилители мощности следящего привода часто строят по следующей схеме:


Рисунок 1 – Схема усилителя мощности следящего привода

Электрическая схема представляет собой мост. Транзисторы левого плеча моста выбирают комплиментарными (противоположной проводимости, но с одинаковыми электрическими параметрами). Если транзистор VT2 полностью открыт, а VT1 – открыт, тогда к переходу ЭК (эмиттер-коллектор) приложено напряжение двух источников. Поэтому допустимое напряжение:

Е12=Uном дв+Uкэ нас=110+2,5=112,5 В

Uкэ нас=2,5 В

Uкэ = 2Uном дв+ Uкэ нас = 250+2,5=222,5 В

Для открытого транзистора Uнас»2,5 В. Для обеспечения надежности коэффициент  нагрузки по напряжению  выбирается из интервала 0,5-0,9. Следовательно максимально допустимое напряжение определится выражением:

 В

Iк=Iа=Iном дв=Iу

 (А).

По найденным Uкэmax и Iкmax выбираются по справочнику транзисторы

Транзистор структуры n-p-n:

КТ850А

Uкэ мах= 300В

Iк мах = 2А

h21э = 20

Транзистор структуры p-n-p:

КТ851А

Uкэ = 300В

Iк max = 2А

h21 = 20

Проведем  проверку  выбранных транзисторов по допустимой мощности.

 Вт;

.

Это выражение соответствует гиперболе, которая по точкам строится в системе координат Еи Iк max.

Гипербола Ркmax должна лежать выше нагрузочной прямой, которая проводится через точки (Е1;0)   и (0; Iк max). По результатам расчетов получена таблица 1.

Таблица 1 – Расчетные значения тока при постоянной мощности.

Р

U

I

600

100

6

200

3

300

2

400

1,5

500

1,2

600

1

В результате получили: гипербола проходит выше нагрузочной прямой. Следовательно, транзисторы проходят по мощности.

Рисунок 2 – График кривой мощности по отношению к нагрузочной линии

Похожие материалы

Информация о работе