Другие предметы \ Локальные системы управления

Проектирование и разработка системы автоматического регулирования расхода сыпучих материалов, страница 3

 - (число оборотов шнека в минуту) =

Определим величину Т:

 

Таким образом, шнековый питатель имеет передаточную функцию:

2.6.2 Двигатель

Одной из основный характеристик двигателя является зависимость его массы от номинальной мощности, снимаемой с вала. Из трех типов двигателей – электрических, гидравлических, пневматических – наименьшую массу имеет гидравлический двигатель, а наибольшую – электрический, но электрические самые простые в эксплуатации.

Обычно в САР двигатели работают в реверсивном режиме. В этом случае определяющей характеристикой двигателя является скорость нарастания пусковой мощности.

Если двигатель работает в стационарном режиме, то определяющей является номинальная мощность. Наименьшей постоянной времени обладает электродвигатель с полыми или дисковыми роторами, но с мощностями, не превышающими 5-6 кВт. ЭД с высоким значением крутящего момента обладает постоянной времени в 50 раз меньшей, чем обычные ЭД. При больших мощностях применяют гидравлические двигатели.

Выберем электрический двигатель постоянного тока тип АО261

ЭД постоянного тока питаются от генераторов, электромашинных, магнитных, тиристорных и транзисторных усилителей. Эти усилители должны обеспечивать изменение угловой скорости в широком диапазоне.

Напряжение U = 380 В

Мощность двигателя N = 121 Вт

Число оборотов вала двигателя n = 800 об/мин

 


Рисунок 7 – Электрическая схема двигателя

Д - двигатель

ОВ – обмотка возбуждения

ОК – обмотка компенсационная

w – вращение вала

Uв – напряжение возбуждения

Uу - напряжение управления

Передаточная функция электродвигателя постоянного тока имеет вид:

 - коэффициент передачи двигателя (напряжение - скорость)

 - постоянная электродвигателя – отражает конструктивные особенности двигателя и включает в себя как правило электрические и механические характеристики двигателя: размеры ротора, статора, момент инерции ротора, материал стали сердечника, количество полюсов и т.д.

Двигатель типа АО261 имеет следующие преимущества:

1)  шкалу мощностей с увеличенным числом ступеней: 18

2)  повышенные энергетические показатели

3)  меньший вес на единицу мощности

4)  меньшие габариты

5)  соответствие установочных размеров рекомендациям международной электротехнической комиссии

6)  большую эксплуатационную надежность

7)  большие эксплуатационные удобства: возможность расположения выводного устройства как справа, так и слева по отношению к свободному концу вала двигателя

Двигатели этой серии предназначены для привода самых разнообразных механизмов: вентиляторов, дымососов, компрессоров, центробежных насосов и другого оборудования. Такие двигатели могут устанавливаться в запыленных помещениях или помещениях, содержащих пары кислот, щелочей и других веществ, вредно действующих на изоляцию и токоведущие части двигателя.

Двигатели не предназначены для работы во взрывоопасной и пожароопасной среде. Двигатели серии АО работают при температуре более 35о С и влажности более 70%. Допускаются частые пуски механизмов, регулирование скорости вращения.

2.6.3 Редуктор

Питатель приводят в движение через  червячный редуктор.

Применяем червячный редуктор, достоинствами которого являются:

- плавность и бесшумность работы;

- возможность получения больших передаточных чисел;

          - компактность.

Производим расчет передаточного числа редуктора:

Входной величиной будет являться вращение вала электродвигателя. Двигатель вращается со скоростью 800 об/мин., а питатель 30 об/мин. Таким образом, передаточное число редуктора равно:

2.6.4 Усилитель

Применяем  транзисторный усилитель. Электронные усилители обладают малым запаздыванием, т.е. являются практически безинерциоными.

Передаточная функция усилителя имеет вид:

Определим коэффициент :

На вход усилителя поступает сигнал рассогласования с суммирующего устройства величиной 0 – 0.005 А. Зададим входное сопротивление усилителя – 200 Ом, оно является постоянным. Таким образом напряжение подаваемое на вход усилителя равно:

На выходе напряжение, подаваемое на обмотку возбуждения 0 – 20 В.

Коэффициент усиления будет равен:

Следовательно передаточная функция усилителя:

2.6.5 Суммирующее устройство

В качестве суммирующего устройства применяем блок сравнения БСК-ПУ-05, производящий сравнение двух токовых сигналов 0-0.005А задатчика и датчика обратной связи. Выходная величина 0-0.005 А.

2.6.6 Задающее устройство

Применяем задающее устройство марки ЗУ-05, представляющее собой регулируемый источник постоянного тока 0-5мА при сопротивлении нагрузки до 3кОм. Электрическая схема устройства выполнена на печатной плате, питание задатчика производится от источника питания через стабилитрон. Потребляемая мощность не более 10 В·А.

2.6.7 Объект управления

Объект управления является накопителем сыпучего материала и следовательно имеет передаточную функцию накопителя, т.е. выходная величина будет пропорциональна интегралу по времени.

Передаточная функция будет иметь вид:

Определим коэффициент :

На вход поступает сыпучий материал из питателя (1500 кг/час), а с выхода датчиком снимаем массу материала (накопление 1500 кг за час), следовательно:

 

Передаточная функция объекта управления:

3 ВЫБОР И РАСЧЕТ ДАТЧИКА ОБРАТНОЙ СВЯЗИ ЛОКАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВНИЯ

Скачать файл