Разработка электропривода бытового полотера
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
втоматизированному электроприводу и системе автоматизации промышленной установки
Главным требованием к разрабатываемому электроприводу является обеспечение режима работы в пределах норм технологического процесса. К этому относится обеспечение крутящего момента на валу двигателя, регулирование скорости (минимальное и максимальное значение). В разрабатываемом агрегате не требуется автоматизация процесса, так как непосредственно установкой управляет оператор и корректирует скорость вращения щетки исходя из своего опыта.
Кроме того, к электроприводу предъявляется и ряд других требований. Эти требования трудно расставить в порядке их важности, поэтому просто перечислим их:
минимальная стоимость при максимальных возможностях и универсальности (противоречивые требования, поэтому требуется компромиссное решение);
минимальная стоимость и затраты времени при обслуживании и текущем ремонте;
удобство в эксплуатации;
удобство наладки;
безопасность при работе на установке, а также безопасность при обслуживании для операторов и обслуживающего персонала;
минимальные масса и габариты;
надежность и безотказность в работе (обеспечивается с помощью защит и блокировок).
Теперь определимся с автоматизацией установки. Автоматизировать полностью работу полотера не имеет смысла. Наиболее целесообразно автоматизировать все, кроме передвижения. Это связано не только со сложностью технической реализации, а, прежде всего, с трудностью программного обеспечения. Высокая вероятность появления на пути следования полотера препятствий требует от системы управления принятия адекватного решения (остановиться или объехать препятствие, если объехать, то по какой траектории и т.п.).
Таким образом, автоматизируем в полотере подачу мастики. При минимальной скорости вращения щеток наносится мастика. При этом в зависимости от скорости движения полотера необходимо подавать соответствующее количество мастики. Тогда система автоматизации нанесения мастики должна содержать в себе датчик скорости движения полотера, система обработки сигналов от датчика скорости и с пульта управления (выставляется удельная скорость подачи мастики), исполняющее устройство (клапан).
2.3 Расчет нагрузок механизмов установки и построение нагрузочной диаграммы
Для расчета нагрузок механизма воспользуемся формулами, приведенными в /2/.
Все расчеты приведем для наиболее тяжелого режима работы. Это полирование с максимальным усилием нажима и максимальной скоростью вращения рабочего органа.
Для шлифовальных и полировальных станков рекомендуемое усилие нажима рабочего органа на поверхность лежит в пределах F=(50-100) Н. Тогда усилие полирования
,где(1)
- коэффициент iепления щетки с поверхностью.
Взяв значение коэффициента =1 (табл. 144, /2/) и подставив численные значения в (1) получим:
.
Максимальная скорость полирования на внешней периферии щетки должна быть не больше 12 м/с. Тогда максимальная частота вращения щетки составит:
,(2)
где- окружная скорость щетки в м/с;радиус щетки.
Подставив численные значения получим:
Максимальный крутящий момент составит:
(3)
Дополнительно оговорим некоторые особенности работы электропривода.
Электропривод нереверсивный и работает практически с постоянной нагрузкой (медленно изменяющейся нагрузкой). Изменение скорости в процессе работы механизма не требуется. Таким образом, видно, что привод работает в режиме S1.
Исходя из вышеперечисленных замечаний, нагрузочная диаграмма будет представлять собой прямую линию, параллельную оси абiисс. Для большей наглядности определим область работы электропривода в системе координат скорость-момент.
Минимальная скорость щетки 7 м/с, тогда угловая скорость:
Минимальный момент составит примерно половину максимального момента, то есть около 15 Нм. Тогда область работы привода в статике будет расположена так, как представлено на рис. 4.
Область работы электропривода.
2.4 Предварительный расчет мощности двигателей
Необходимая мощность двигателя определяется по формуле
(4)
где- КПД механизма привода (при приводе непосредствен-но от электродвигателя ).
Подставив численные значения в (4), получим необходимую мощность двигателя
.
2.5 Предварительный выбор двигателя, способа управления и комплектного преобразователя
Для полотера завод Оптрон разработал специализированный двигатель, который предполагается устанавливать в бытовой полоуборочной технике. Этот двигатель низкоскоростной, что позволяет отказаться от использования редуктора, как связующего звена между двигателем и рабочим органом. Это ведет, прежде всего, к повышению КПД электропривода, а так же удешевляет его. Кроме того, снижается уровень шума при работе установки.
Параметры двигателя:
Номинальная мощность, ВтР = 1500
Номинальный момент на валу, НмМн = 37;
Номинальный ток якоря, АIн = 8;
Номинальная скорость вращения, об/минn = 400;
Номинальный КПД, %;
Момент инерции ротора, кгм2J = 0,12;
Сопротивление фазы якоря, ОмR = 3;
Индуктивность фазы якоря, ОмL = 0,009.
Для разрабатываемой установки систему управления и преобразователь спроектируем самостоятельно.
Основу коммутатора составляет микросхема MC33035 фирмы MOTOROLA. В этой микросхеме реализован полный алгоритм