Анализ технологического процесса промышленной установки и формулирование требований к автоматизированному электроприводу
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
?ента, когда нет момента нагрузки.
-Имеет высокие динамические показатели, маленькая величина перерегулирования.
Позволяет точно отрабатывать заданное перемещение.
Функциональная схема системы векторного управления электропривода составлена с учетом необходимости координатных преобразований. Она содержит регулятор положения (РП), регулятор скорости (РС), блоки вычисления сигнала задания тока статора I*q, Id*, вычисления потока ротора, электрического угла, преобразователи координат ABC-DQ и DQ-ABC, гистерезисные регуляторы тока, неуправляемый выпрямитель, фильтр на его выходе, АИН от которого питается асинхронный двигатель М, датчик скорости и положения BRQ. Функциональная схема системы векторного управления представлена на рисунке 2.1.
Рисунок 2.1 - Функциональная схема системы векторного управления электропривода
Используя функциональную схему векторного управления спроектируем функциональную схему автоматизированного электропривода. На схеме приняты следующие обозначения: SITOP POWER - блок питания, PLK - контроллер автоматизации, ЧПУ NC-210 - числовое программное устройство, UFD-S, M1; UFD-S1, M2; UFD-E, M3 - электропривод поперечной, продольной подачи и электропривод главного движения.
Рисунок 2.2 - Функциональная схема автоматизированного электропривода
3. ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
В данном пункте дипломного проекта рассматривается выбор электродвигателя для электропривода поперечной подачи токарного станка. Выбор мощности электродвигателя для привода подачи осуществляют исходя из действующих нагрузок, параметров механической характеристики привода, особенностей его цикла работы.
Исходные данные [1]:
. Минимальная и максимальная скорости рабочей подачи суппорта:
;
.
. Максимальная скорость быстрых перемещений суппорта:
.
. Масса суппорта:
.
. Масса и диаметр обрабатываемой детали:
;
.
5. Шаг ходового винта:
.
. Ускорение суппорта в направлении поперечного перемещения:
.1 Анализ кинематической схемы механизма. Разработка раiётной схемы механической части электропривода и определение её параметров
Кинематическая схема для привода механизма поперечной подачи токарного станка 16А20Ф3 представлена на рисунке 3.1:
Рисунок 3.1 - Кинематическая схема механизма
АД - асинхронный двигатель;
ИМ - исполнительный механизм;
М - муфта;
ДП - датчик положения.
Приведенная схема наглядно отражает то положение, что механическая часть электропривода представляет собой систему связанных масс, движущихся с различными скоростями вращательно и поступательно. Вал электродвигателя соединяют с редуктором или исполнительным механизмом с помощью упругой муфты, применение которой позволяет допустить их относительное смещение, снижает амплитуду изменения крутящего момента при разгоне и торможении привода, предохраняет ходовой винт от нагрева теплотой, выделяемой электродвигателем, снижает колебания в приводе. Соединительная муфта оказывает существенное влияние на точность и жёсткость привода.
Для анализа движения механической части электропривода осуществляется переход от реальной кинематической схемы к раiетной, с которой массы и моменты инерции движущихся элементов и их жесткости, а также силы и моменты, действующие на эти элементы, заменены эквивалентными величинами, приведенными к одной и той же скорости. Процесс перехода к раiетным схемам обычно называют приведение, а величины называются приведенными.
Данная механическая схема представляет собой систему связанных масс, движущихся с различными скоростями. Механические связи в такой системе можно принять абсолютно жесткими, исходя из чего, механическую схему механизма можно представить в виде одномассовой модели, показанной на рисунке 3.2:
Рисунок 3.2 - Механическая модель электропривода
Расiитаем радиус приведения для передачи типа винт-гайка:
.(3.1)
Момент инерции механизма определим как:
.(3.2)
.2 Раiёт нагрузок и построение механической характеристики и нагрузочной диаграммы механизма
Проанализировав технологический процесс нашего механизма, можно сделать вывод: момент нагрузки у нас постоянный, следовательно, при изменении частоты вращения двигателя наша нагрузка не изменяется.
Рисунок 3.3 - Механическая характеристика механизма
Зададимся следующим режимом работы:
-движение с максимальной скоростью из исходного положения к месту начала обработки заготовки;
-обработка заготовки на рабочей скорости;
реверс двигателя , движение с максимальной скоростью в исходное положение;
остановка, простой двигателя в течение 5 секунд, движение суппорта в продольном направлении, если необходимо смена инструмента.
Расiитаем время каждого участка при обработке детали. Примем путь, пройденный суппортом, при подводе на максимальной скорости .
. Время быстрого хода резца к детали:
.
. Технологическое время прорезания заготовки:
,
где - длина прорезания заготовки, .
3. Время возврата суппорта в исходное положение со скоростью быстрых перемещений:
.
. Время паузы:
.
Суммарное рабочее время об?/p>