Разработка технического предложения о возможности реализации системы электропривода по требованиям технического задания. Выбор двигателя постоянного тока (ДПТ); расчет и построение диаграмм токов и моментов при пуске, торможении и установившемся режимах; выбор, обоснование и технические требования к устройству управления ДПТ; оценка параметров динамической модели ДПТ; моделирование двигателя; анализ результатов моделирования

Министерство образования РФ

Федеральное агентство по образованию

Новосибирский Государственный Технический Университет

Кафедра Автоматики

Разработка технического предложения

о возможности реализации системы

электропривода по требованиям

технического задания

Факультет: АВТ                                                                           Преподаватель:

Группа:      АА-28                                                                                  Кондратьев В.А.

Студент:    Удалова А.А.

Вариант:    23

Дата сдачи:

Отметка о защите:

Новосибирск, 2006

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность обусловлена следующими обстоятельствами. Электропривод значительную долю времени работает в переходных режимах, т. е. при изменяющейся скорости. За счет возмущающих воздействий со стороны механизма довольно часты существенные колебания скорости. В переходных режимах пуска или торможения электропривода производственный процесс рабочей машины, как правило, либо не реализуется вовсе, либо протекает в заниженном темпе. Соответственно производительность рабочего органа в значительной мере зависит от быстроты протекания переходных процессов, и минимизация их длительности часто дает существенный выигрыш в выпуске изготовляемой продукции. Колебания скорости в стационарном режиме влияют на качество продукции, что вынуждает прибегать к стабилизации скорости.

Использование MatLab 5.3 для моделирования электропривода открывает широкие возможности в области статического моделирования, анализа, вычислений, задания структур данных и графического представления.

MatLab - наиболее развитая система программирования для научно-технических расчетов, дополненная несколькими десятками приложений, относящихся к вычислительной математике, обработке информации, конструированию электронных приборов, экономике и ряду других разделов прикладной науки. Имеет большие возможности для вывода двумерной и трехмерной графики. Это высокоуровневая система программирования, позволяющая резко сократить затраты труда при проверке алгоритмов и проведении прикидочных расчетов.

Цель работы. Разработка технического предложения о возможности реализации системы электропривода по требованиямтехнического задания.

Основные задачи. Предварительный выбор двигателя постоянного тока (ДПТ); расчет и построение диаграмм токов и моментов при пуске, торможении и установившемся режимах; выбор, обоснование и технические требования к устройству управления ДПТ; оценка параметров динамической модели ДПТ; моделирование двигателя; анализ результатов моделирования.

Методы и средства для решения поставленных задач. При помощи MatLab5.3, Simulink смоделировать систему управления ДПТ НВ, привести осциллограммы, тахограммы, провести анализ.

1. Техническое задание

По заданной тахограмме  и моменту нагрузки, представленных табл.1 выбрать тип и мощность двигателя постоянного тока (ДПТ) для системы стабилизации скорости.

       Таблица 1

В соответствии с табл.1, при помощи MatLab 5.3 и (прил.1), построим тахограмму частоты вращения двигателя постоянного тока независимого возбуждения (ДПТ НВ) (рис.1).

Рис. 1. Тахограмма угловой скорости вращения ДПТ

Длительность интервала работы ДПТ  при угловой скорости вращения  и длительность паузы в работе ДПТ . Цикл работы ДПТ повторяется многократно.

На ДТП приложен реактивный момент нагрузки, численно равный:

Дополнительные условия

На основании тахограмм и момента нагрузки М_наг рассчитать среднеквадратичную мощность и сделать предварительный выбор двигателя. При необходимости применить редуктор (мультипликатор). При расчете КПД редуктора принять равным 0,75.

Рассчитать и построить диаграммы токов и моментов при пуске, торможении и установившемся движении. Момент торможения принять равным трем моментам нагрузки М_торм = 3 М_наг.

.

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

Выбрать и обосновать способ управления двигателем. Разработать функциональную схему управления двигателем.

Выполнить оценку параметров динамической модели двигателя и усилителя мощности.

2. Предварительный выбор двигателя

постоянного тока

Полная длительность цикла работы ДПТ:

.

Минимальная частота вращения, развиваемая двигателем, об/мин

, где W_макс=150 рад/с.

Следовательно, минимальная частота должна быть не меньше

.

Номинальный момент двигателя с учетом запаса, Н×м

, где k_з – коэффициент запаса (принимается равным 1,2);

М_с – момент сухого трения, численно равный М_наг.

.

Исходя из расчетов, по каталогу [1] из серии двигателей «СЛ», выбираем двигатель постоянного тока независимого возбуждения СЛ-621, технические характеристики которого представлены в табл.2.