Разработать автоматическую систему двухзонного регулирования скорости реверсивного электропривода планшайбы тяжелого карусельного станка

  • 20 страниц
  • 9 источников
  • Добавлена 03.01.2014
800 руб.
  • Содержание
  • Часть работы
  • Список литературы
  • Вопросы/Ответы
Содержание


Задание на курсовой проект 0
Введение 1
Техническая характеристика металлорежущего станка, режимы обработки 2
Формулирование требований, предъявляемых к электроприводу механизма 5
Расчет и выбор мощности электродвигателя 7
Расчет и выбор элементов системы электропривода 9
Расчет параметров системы регулирования, настройка регуляторов 12
Исследование динамических характеристик системы регулирования 16
Схемотехническая реализация регулятора 21
Заключение и выводы по проекту 25
Библиографический список основных источников 26

Фрагмент для ознакомления

Определим структуру и параметры корректирующего устройства. Запишем уравнение разомкнутого контура:

Wpk(P) = Wф(P)*Wтп(P)*Wоу(P)*Wд(P) =
= Кф*Ктп*Коу*Кд/((ТфР+1)(Тоу12Р2+Тоу2Р+1)) =
= 1*3*1,5*1,5/((0,5Р+1)(9Р2+2,5Р+1)) =
= 6,75/((0,5Р+1)(9Р+1)(2,5Р+1))
К = 6,75 20lgK = 16,59
Т1 = 0,5 w1 = 1/Т1 = 1/0,5 = 2
Т2 = 9 w2 = 1/Т2 = 0,11
Т3 = 2,5 w3 = 1/Т3 = 0,6


Строим ЛАЧХ разомкнутого контура и скорректированной системы и ЛФЧХ:



Lky(w) = Lck(w)-Lнс(w)
T1 = 1/w2 = 1/0,11 = 9.09
T2 = 1/w1 = 1/2 = 0,5
Wky(P) = (T1P+1)/(T2P+1)

Уравнение разомкнутого контура:

Wpk(P) = 6,75/((0,5Р+1)(9Р+1)(2,5Р+1))
φ(w) = arctg(k)-arctg(T1P+1)-arctg(T2P+1)-arctg(T3P+1)
φ(w) = -arctg(T1w/1)-arctg(T2w/1)-arctg(T3w/1)


Находим координаты точек для построения ЛФЧХ:

w 0 0,1 1 5 8 10 φ(w) 0 -58,9 -178,4 -242,35 -252,3 -255,76
По графику определяем, что запас системы по фазе равен Δφ=20º, по амплитуде ΔL=3 дБ.
Конечная система имеет вид:



Строим график переходного процесса:


Время перерегулирования было равно 20 (tn=20). Судя по графику, оно составляет 0,8.
Перерегулирование было задано значением 25. По графику получаем:

σ = (Хмах-Х)/Х = (0,8-0,65)/0,65 = 0,246 или 24,6%

Колебательность системы была задана М=1,3, по графику переходного процесса получаем:

М = А1/А3 = 0,15/0,06 = 0,83 < Mзад=1,3


















Схемотехническая реализация регулятора

После определения законов регулирования и основных характеристик разработанной системы автоматического управления, необходимо достичь требуемого результата проектирования – реализации устройства.
Для двигателей выбранного типа наиболее рациональным решением по регулированию частоты вращения является применение широтно- импульсных модуляторов, распространение которых на сегодняшний день вышло за пределы маломощных двигателе постоянного тока. Принципом действия таких регуляторов при работе с мощными асинхронными двигателями заключается в преобразовании питающего напряжения в последовательность высокочастотных импульсов с амплитудой, изменяющейся по характеру огибающей синусоиды, при этом изменение частоты и амплитуды импульсов, их длительности и пропуски импульсов определяют итоговую частоту вращения.
Схемотехническая реализация такого регулятора предполагает использование следующей функциональной схемы.



Первым узлом является задатчик- это измеритель частоты вращения двигателя. В практической реализации предполагается использование оптронной пары или датчика холла. Основным управляющим узлом является микроконтроллер, определяющий характер управляющего воздействия в соответствии с полученным от задатчика значением частоты вращения вала. Исполнительным устройством является функциональный узел, состоящий из двух блоков- модулятора и силовой цепи. Регулятор также может быть оборудован устройствами индикации, ручного управления и пр.
Для рассматриваемой системы выберем прототип регулятора, предложенный С.Абрамовым в журнале «Электрик», №4/2007 со следующей электрической принципиальной схемой.


В данном регуляторе в качестве задатчика используется оптронная пара HL1, управление обмотками двигателя осуществляется через транзисторы VT3, VT4, VT6, управление обмоткой якоря- через транзистор VT5. Регулятор является универсальным в своем роде, поскольку его адаптация к любому асинхронному двигателю осуществляется путем установки после выходных транзисторов управляющих высокочастотных силовых тиристоров соответствующей мощности. Выбираем тиристоры Т-182-300. Дополнительной опцией регулятора является индикация частоты вращения двигателя.








Заключение и выводы по проекту

В результате работы над курсовым проектом была разработана система автоматического регулирования скорости вращения главного электропривода тяжелого токарно- карусельного станка. Был решен ряд частных задач, таких как анализ задания, изучение устройства, технических характеристик и режимов работы модернизируемого станка, формулирование требований, предъявляемых к электроприводу, расчет и выбор мощности двигателя, расчет и выбор элементов системы управления электродвигателем, расчет параметров системы регулирования, настройка регуляторов и исследование динамических характеристик системы регулирования.
По результатам расчетов и моделирования была выбрана и адаптирована для рассматриваемого станка типовая электрическая принципиальная схема регулятора.
Разработанная система в полной мере отвечает требованиям технического задания, является современной, наиболее рациональной и экономичной.













Библиографический список основных источников

1. Башарин А. В., Новиков В. А., Соколовский Г. Г. Управление электроприводами: Учебное пособие для вузов.- Л.: Энергоиздат. Ленингр. отд-ние, 1982
2. Бесекерский В. А., Попов Е. П. Теория систем автоматического управления.- Изд. 4-е перераб. и доп.- СПб, Изд-во «Профессия», 2003
3. Зимин Е. Н., Яковлев В. И. Автоматическое управление электроприводами: Учеб. пособие для студентов.- М.: Высш. школа, 1979
4. Зориктуев В. Ц., Буткин Н. С., Схиртладзе А. Г., Лютов А. Г., Никитин Ю. А. Основы автоматизации и управления технологическими процессами в машиностроении: Учебное пособие; Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т.- Уфа: УГАТУ, 2000
5. Методические указания к курсовой работе по дисциплине «Промышленный электропривод» / Уфимск. авиац. техн. ун-т; Сост. Г. Н. Коуров, В. Ц. Зориктуев. – Уфа, 2002
6. Справочник по автоматизированному электроприводу / Под ред. В. А. Елисеева и А. В. Шинявского.- М.: Энергоатомиздат, 1983
7. Справочник по электрическим машинам. В 2 т. / Под общ. ред. И. П. Копылова и Б.К. Клюкова.- М.: Энергоатомиздат, 1988
8. Справочник технолога машиностроителя / Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова.- М.: Машиностроение, 1985
9. Чиликин М. Г., Сандлер А. С. Общий курс электропривода: Учебник для вузов.- 6-е изд., доп. и перераб.- М.: Энергоиздат, 1981













21





22

Библиографический список основных источников

1. Башарин А. В., Новиков В. А., Соколовский Г. Г. Управление электроприводами: Учебное пособие для вузов.- Л.: Энергоиздат. Ленингр. отд-ние, 1982
2. Бесекерский В. А., Попов Е. П. Теория систем автоматического управления.- Изд. 4-е перераб. и доп.- СПб, Изд-во «Профессия», 2003
3. Зимин Е. Н., Яковлев В. И. Автоматическое управление электроприводами: Учеб. пособие для студентов.- М.: Высш. школа, 1979
4. Зориктуев В. Ц., Буткин Н. С., Схиртладзе А. Г., Лютов А. Г., Никитин Ю. А. Основы автоматизации и управления технологическими процессами в машиностроении: Учебное пособие; Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т.- Уфа: УГАТУ, 2000
5. Методические указания к курсовой работе по дисциплине «Промышленный электропривод» / Уфимск. авиац. техн. ун-т; Сост. Г. Н. Коуров, В. Ц. Зориктуев. – Уфа, 2002
6. Справочник по автоматизированному электроприводу / Под ред. В. А. Елисеева и А. В. Шинявского.- М.: Энергоатомиздат, 1983
7. Справочник по электрическим машинам. В 2 т. / Под общ. ред. И. П. Копылова и Б.К. Клюкова.- М.: Энергоатомиздат, 1988
8. Справочник технолога машиностроителя / Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова.- М.: Машиностроение, 1985
9. Чиликин М. Г., Сандлер А. С. Общий курс электропривода: Учебник для вузов.- 6-е изд., доп. и перераб.- М.: Энергоиздат, 1981


Введение

Развитие вычислительной техники создало предпосылки для применения гибкого высокоавтоматизированного оборудования в самых различных областях промышленности, особенно в машиностроении, а также дало возможность автоматизировать процессы проектирования и производства.

Ошибочно думать, что применение компьютеров на различных стадиях процесса производства, сам по себе, способен значительно повысить эффективность производства.

Основной задачей автоматизации производства является получение максимальной экономической эффективности, то есть производство продукции с минимальными затратами труда и денежных средств. Большое значение в данном случае имеет эффективность, качество и эффективность процесса управления производством.

для запуска продукции в производство ранее было необходимо примерно подсчитать расходы и сделать выводы о прибыльности. В настоящее время, однако, этого не достаточно. Для того, чтобы успешно конкурировать как на внутреннем, так и на внешнем рынках производителю необходимо, чтобы его продукция была конкурентоспособной. Чтобы сделать это, он должен точно знать себестоимость своей продукции. Имея эти данные, производитель может быть поступить выпуска продукции, либо отказаться от них, чтобы сделать или искать способы, чтобы уменьшить стоимость продукта.

Технико-экономический расчет на данном этапе является сложной и трудоемкой задачей, которую необходимо решить быстро и качественно. Для того, чтобы сделать это на НКМЗ и разрабатываются автоматизированные системы управления производством, на основе которой будут сделаны выводы о целесообразности выпуска того или иного продукта.

Конструктивно-технологическая практика проводится для приобретения навыков в разработке и автоматизированного проектирования технологических процессов обработки и сборки автоматизированного проектирования чертежей деталей и узлов машин для выполнения расчетных работ конструктивно-технологического профиля, для подготовки материалов к дипломному проектирования.

1. Краткая история предприятия

НКМЗ часто называют растения. Оборудование с маркой НКМЗ можно увидеть на многих предприятиях в стране и за ее рубежами. В конце 1927 года, был утвержден проект металлургического завода машины, а в конце 1929 года были предоставлены земельные участки под базы, магазины.

Первый в направлении потока трафика предвидеть ЦМК, затем сталелитейный цех. Между сталелитейным и группа механические мастерские, расположенные вдоль главной заводской аллеи, должны встать КПЦ 1 и КПЦ 2.

Узнать стоимость работы