Разработка технического предложения о возможности реализации системы электропривода по требованиям технического задания. Выбор типа и мощности двигателя постоянного тока независимого возбуждения (ДПТ НВ) для системы управления скоростью

МИНЕСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра Автоматики

Разработка технического предложения

о возможности реализации системы

электропривода по требованиям

технического задания

Факультет: АВТ

Группа: АА-56

Студент:                                                                                                       Преподаватель:

Колегов М.                                                                                                    Кондратьев  В.А.

Дата выполнения:

Отметка о защите:

Новосибирск, 2009

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. Задание ……………………..…………………………………………………..3

2. Исходные данные………………………………………………………………3

3. Предварительный выбор двигателя…………………………………………..4

4. Расчет и построение диаграмм токов и моментов при пуске, торможении и установившемся движении……………………………………………………..6

5. Проверка выбранного двигателя по теплу……………………………………9

6. Определение параметров динамической модели двигателя…………….......9

7. Настройка параметров регулятора…………………………………...............10

8. Моделирование привода……………………………………………………...12

Заключение……………………………………………………………………….16

Литература……………………………………………………………………….17

Приложение………………………………………………………………………18

1.  Задание

По заданной тахограмме (рис.1) и моменту нагрузки, выбрать тип и мощность двигателя постоянного тока независимого возбуждения (ДПТ НВ) для системы управления скоростью.

Порядок выполнения работы:

1.  На основании тахограмм механизма и момента нагрузки  

1.1.   Выбрать способ управления двигателем.

1.2.  Рассчитать среднеквадратичную мощность и сделать предварительный выбор двигателя. При необходимости применить редуктор (мультипликатор). К.П.Д. редуктора принять равным 75%.

2.  Рассчитать и построить диаграммы токов и моментов при пуске, торможении и в установившемся движении с учетом п.1.1. (принять момент пуска и торможения двигателя ).

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.  Рассчитать регуляторы в системе подчиненного регулирования.

6.  Выполнить функциональное моделирование привода.

2.  Исходные данные

Длительность интервалов работы двигателя с положительной скоростью составляет 3 с,  с отрицательной – 2 с . 

Длительность паузы  .     

Момент нагрузки – реактивный,  .

Рис. 1. Тахограмма.

3.   Предварительный выбор двигателя постоянного тока

Предварительный выбор двигателя осуществляется по эквивалентной мощности. При этом должно выполняться условие:

где       – номинальная мощность двигателя;

 – среднеквадратичная мощность.

Полная длительность цикла работы ДПТ:

где  – время -го интервала работы двигателя;

  – время паузы.

Среднеквадратичная мощность двигателя:

где  – механическая мощность, развиваемая двигателем в                                       интервале времени  .

Исходя из условия  выбран двигатель постоянного тока СЛ-569К, который имеет следующие основные технические данные, взятые из [1]:

номинальное напряжение                           110 В;

номинальная мощность                                        36 Вт;

номинальный ток якоря                             0,8 А;

номинальная частота вращения                 850 об/мин;

номинальный вращающий момент            0.42 Нм;

момент инерции якоря                               2,710 Нм;

пусковой момент                                        1,02 Нм;

статический момент трения                        0,035 Нм;

сопротивление обмотки якоря                   40 Ом;

коэффициент самоиндукции якоря            0,29 Гн .

Перейти от частоты вращения в об/мин к частоте вращения в рад/с можно с помощью формулы:

где  – частота вращения двигателя в рад/с;

 – частота вращения двигателя в об/мин.

Номинальная частота вращения, развиваемая двигателем:

Так как номинальная частота вращения двигателя близка к максимальной частоте вращения механизма, то редуктор не используется.

4.   Расчет и построение диаграмм токов и моментов при пуске,                            торможении и установившемся движении

Момент сопротивления , который должен преодолевать двигатель, складывается из нагрузочного момента , приведенного к валу двигателя, и статического момента трения самого двигателя :

При изменении угловой скорости возникает динамический момент , обусловленный моментом инерции вращающихся частей:

где  – момент инерции якоря.

Момент двигателя в установившемся режиме: