Разработка технического предложения о возможности реализации системы электропривода по требованиям технического задания

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧЕРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра Автоматики

Разработка технического предложения

о возможности реализации системы

электропривода по требованиям

технического задания

Факультет: АВТ                                          Преподаватель:   Кондратьев В.А.

Группа:      АА- 56                                               

Студент:    Кукина А.Ю.

Дата сдачи: 12.05.09

Отметка о защите:

Новосибирск, 2009

Содержание

1.   Задание к проектированию. 3

2.   Исходные данные. 3

3.   Расчеты.. 4

3.1    Расчет среднеквадратичной мощности. 4

3.2    Предварительный выбор двигателя. 5

3.3    Расчет и построение диаграмм токов и моментов при пуске, торможении и установившемся движении. 5

3.4    Оценка тепловой нагрузки двигателя. 7

3.5    Оценка параметров динамической модели двигателя и усилителя мощности. 8

4.   Заключение. 14

5.   Список литературы.. 14

1.  Задание к проектированию.

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

1.  На основании тахограмм и момента нагрузки рассчитать среднеквадратичную мощность и сделать предварительный выбор двигателя. 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 торможения равный трем моментам нагрузки).

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

4.  Выполнить оценку параметров динамической модели двигателя и усилителя мощности.

2.  Исходные данные

В качестве исходных данных заданы частота вращения двигателя ω         (Таблица 1) и длительность интервала работы двигателя при соответствующей частоте вращения (Таблица 2). Так же задан вид и значение момента нагрузки M_н, приложенного к двигателю – сухое трение, численно равное       0,3 Н⋅м. Длительность паузы в работе ДПТ t_п = 1 с.

Таблица 1

ω1, рад/с	ω2, рад/с	ω3, рад/с	ω4, рад/с	ω5, рад/с	ω6, рад/с	ω7, рад/с
75	100	-100	150	-150	200	-200

Таблица 2

t1, с	t2, с	t3, с	t4, с	t5, с	t6, с	t7, с
1	1	1,5	1,5	2	1	2

Рис.1 Диаграмма частоты вращения ДПТ (тахограмма)

3.  Расчеты

3.1  Расчет среднеквадратичной мощности

В соответствии с исходными данными рассчитаем полную механическую мощностьP_i, развиваемую двигателем в интервал времени t_иi, согласно формуле (1), а затем среднеквадратичную мощностьP_ср.квд., согласно выражению (2).

                                                     (1)

Таблица 3

Значения полной механической мощности

P1, Вт	P2, Вт	P3, Вт	P4, Вт	P5, Вт	P6, Вт	P7, Вт
22,5	30	30	45	45	60	60

,                                                           (2)

где    - полная длительность цикла работы ДПТ.

.

3.2  Предварительный выбор двигателя

При выборе ДПТ необходимо, чтобы выполнялись следующие условия:

-  среднеквадратичная мощность не должна превышать номинальную;

-  нагрузочный момент не должен превышать номинальный;

-  заданная максимальная частота вращения двигателя не должна превышать номинальную.

Максимальная частота вращения n_max , об/мин:

Где  ω_max – максимальная угловая скорость вращения вала двигателя.

Требования, предъявляемые к ДПТ, следующие:

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

Максимальная частота вращения двигателя составляет порядка 20% от номинальной частоты вращения, т.е. отличается не значительно, следовательно, нет необходимости в использовании редуктора.

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

Время пуска и торможения для каждого момента времени определяется из дифференциального уравнения движения вала двигателя [1], которое имеет вид

,                                             (3)

где  M_с – статический момент или момент сопротивления (в общем случае равен сумме нагрузочного момента и момента трения двигателя);

J_пр – момент инерции вращающихся частей, приведенный к валу двигателя.