Министерств образования Республики Беларусь
ГОМЕЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Наименование факультетаА И С
«УТВЕРЖДАЮ»
Зав. кафедрой
(подпись)
«» 2003г.
З А Д А Н И Е
по курсовому проектированию
Студенту у у у
1. Тема проекта САУ электроприводом наматывающего устройства
2. Сроки сдачи студентом законченного проекта12. 05. 2004г.
3. Исходные данные
к проекту Заправка металла
в наматывающий барабан при 
с ограничением натяжения (8 – 12 %) от рабочего
значения
Натяжение полосы при намотке – 1 кН
Толщина полосы – 1,0 мм
Ширина полосы – 70 мм
Скорость намотки – 6 м / с
Диаметр барабана – 0,5 м
Диаметр рулона – 1,0 м
Передаточное число редуктора – 9,19 отн.ед
КПД барабана и редуктора – 80 %
Мощность двигателя – 10 кВт
Частота вращения – 1300 об / мин
Момент инерции барабана – 1,2 × 10-3 кг ∙ м2
4. Содержание рачетно-пояснительной записки (перечень подлежащих к разработке вопросов)
Введение
1. Технические характеристики механизма. Требования к САУ ЭП.
2. Выбор системы ЭП.
3. Выбор силового оборудования. Расчет параметров ЭП.
4. Разработка структуры САУ.
5. Синтез САР и выбор элементов контуров регулирования.
6. Анализ статических показателей.
7. Анализ динамики ЭП
8. Синтез и расчет узлов ограничения и защит.
9. Синтез схемы включения ЭП и выбор аппаратов.
Заключение
Литература
5. Перечень графического материала
1. Полная принципиальная электрическая схема САУ ЭП.
2. Статические характеристики САУ.
3. Частотные характеристики.
4. Временные диаграммы переходных процессов.
6. Консультанты по проекту
Захаренко В.С.
7. Дата выдачи задания03. 03. 2004г.
8. Календарный график работы
Разделы
1 – 2 : 12. 03. 04
3 – 4 : 17. 03. 04
5 – 6 : 31. 03. 04
7 : 14. 04. 04
8 – 10: 28. 04. 04
Сдача проекта: 12 .05. 04
Руководитель
(подпись)
Задание принял к исполнению 03. 03. 2003г.
(дата и подпись студента)
Содержание
Стр.
Введение
1. Технические характеристики механизма. Требования к САУ ЭП.
2. Выбор системы ЭП.
3. Выбор силового оборудования. Расчет параметров ЭП.
4. Разработка структуры САУ.
5. Синтез САР и выбор элементов контуров регулирования.
6. Анализ статических показателей.
7. Анализ динамики ЭП
8. Синтез схемы включения ЭП и выбор аппаратов.
Заключение
Литература
Введение
Существует большое число технологических агрегатов, на которых важно поддерживать постоянным натяжение материала, который наматывается на барабан машины (или сматывается с него) или транспортируется натяжными роликами. Этим материалом может быть металлическая лента, пленка, резиновая лента, проволока и т.п.
Точность поддержания натяжения в ряде случаев оказывает решающее влияние на весь ход технологического процесса: на толщину и физикомеханические свойства ленты, качество смотки рулона, число оборотов машины и т.п.
Преимущественно системы управления ЭП имеют два режима работы:
- режим регулирования скорости (служит для заправки полосы, транспортирование ее без натяжения и является вспомогательным, часто выполняется вручную);
- режим натяжения (является основным и должен обеспечивать точное поддержание натяжения).
Принципиально системы регулирования натяжения могут быть построены как с непосредственным измерением натяжения, так и путем измерения и регулирования некоторых косвенных параметров.
Таким
образом, целью данного курсового проекта является разработка САУ ЭП моталки,
которая должна обеспечивать требуемые показатели качества.
1. Технологические характеристики.
Требования к САУ ЭП.
Приведем схему намоточного устройства:
Рис. 1.1 Кинематическая схема механизма
На рисунке:
1 – Электродвигатель;
2 – Редуктор (с передаточным числом 
);
3 – Намоточный барабан;
4 – стальная лента.
По мере
намотки стальной ленты изменяется радиус барабана с рулоном, что влечет
изменение момента и соответственно усилия натяжения. При этом требуется
обеспечить постоянство линейной скорости υ движения полосы материала при
текущем значении радиуса рулона 
.
Для наматывающего устройства момент на валу электродвигателя будет определяться по формуле:
, где
- полезный момент, т.е. момент, необходимый для
создания заданного натяжения F;
- момент, необходимый для преодоления потерь в
системе “ЭД - Механизм”;
- момент, затрачиваемый на деформацию изгиба полосы
при намотке рулона;
- динамический момент, обусловленный ускорением
намоточного устройства при разгоне, торможении и изменении угловой скорости
рулона связанной с изменением его радиуса.
, определяется по формуле:
, где
GT – предел текучести материала полосы;
b – ширина полосы;
h – толщина полосы.
Точность натяжения полосы 3 – 10 % в зависимости от назначения ЭП
[1, стр. 226].
2. Выбор системы и типоразмера электродвигателя
Т.к. все комплектные тиристорные электропривода, в которых реализована возможность регулирования натяжения, являются электроприводами постоянного тока, системы ТП – Д. Тогда и для заданного механизма выбираем систему ТП – Д. Выбираем систему электропривода КТЭ [4].
Электропривод должен обеспечивать требуемый диапазон изменения скорости ЭД.
(Угловая рабочая скорость);
(Линейная рабочая скорость).
Для режима заправки полосы на пониженной скорости:
м / с.
Угловая скорость для режима заправки:
рад / с.
В режиме
намотки на первом этапе (
м), скорость барабана будет:
 |
рад / с.
Конечная скорость барабана:
 |
рад / с.
Тогда диапазон изменения скорости:
.
Выбор ЭД производим по исходным данным:
-
Номинальная мощность ЭД: 
кВт;
-
Номинальная частота вращения ЭД: 
об / мин.
Выбираю общепромышленный двигатель: 2ПН180МГУХЛ4, с параметрами:
3. Выбор силового оборудования и
расчет параметров ЭП
Трансформатор.
Линейное напряжение вторичной обмотки трансформатора:
В, где
Ud – номинальное напряжение якоря ЭД;
KC – коэффициент запаса по напряжению;
KИ – схемный коэффициент;
KК – коэффициент падения напряжения в вентилях и обмотках трансформатора.
Фазное напряжение вторичной обмотки:
В.
Ток вторичной обмотки:
А, где
коэффициент пропорцианальности тока,
схемный коэффициент,
А.
Коэффициент трансформации:
Ток первичной обмотки трансформатора:
А.
Мощность трансформатора:
, где
типовая мощность трансформатора:
В∙А,
– коэффициент для мостовой схемы,
кВ∙А.
Выбираю трансформатор сухого типа [ 4 ]:
ТСП 25 / 0,7 – УХЛ4, с параметрами:
Привожу сопротивления электродвигателя, к классу изоляции F:
Ом,
Ом,
Ом.
Активное сопротивление трансформатора:
Ом,
где
m2 – количество фаз.
Коммутационное сопротивление:
Ом, где
Xm – реактивное сопротивление трансформатора.
Полное сопротивление трансформатора:
Ом, тогда
Ом.
Индуктивность трансформатора:
мГн.
Суммарное сопротивление якорной цепи:
, где
- сопротивление щеточного контакта, тогда
Ом.
Постоянная времени якорной цепи:
мс.
Определяем диапазон из соотношения:
, принимаем 
, тогда при
Вб.
Приводим момент инерции барабана к валу электродвигателя:
кг ∙ м2.
Для пустого барабана:
кг ∙ м2.
Для полного барабана:
, где
кг ∙ м2, где
кг / м2 – плотность стали.
Приводим момент инерции JБ к валу электродвигателя:
кг ∙ м2
кг ∙ м2.
Суммарный момент инерции полного рулона и момента инерции электродвигателя:
кг ∙ м2.
Определяем электромагнитную постоянную времени электродвигателя:
А) для случая с пустым барабаном:
с;
Б) для случая с полным рулоном:
с.
мс < 
с в 17 раз;
мс < 
с в 5 раз.
Для
дальнейших расчетов принимаем 
с.
4. Разработка структуры САУ
Исходя из того, что нами выбрана система ТП – Д, выбираем САУ с поддержанием тока якоря.
При стабилизации тока якоря и регулировании потока пропорцианально радиусу рулона, САУ включает в себя контур с воздействием на поток ЭД.
Функционально схема состоит из:
ФП1 – функиональный преобразователь, для компенсации потерь зависящих от U;
ФП2 – функиональный преобразователь, моделирующий кривую намагничивания;
У1 ÷ У3 – пропорциональные усилители (У1 – с ограничением
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.