Выбор типовых элементов

скачать doc

Содержание

Параграф	стр.
Задание	1
Выбор типовых элементов	2
Выбор ДАД Выбор ТГ Выбор СКТ Проверка правильности выбранных элементов Механическая характеристика Регулировочная характеристика	2 2 3 3 3 3
2. Определение передаточного отношения РС	4
Определение оптимальных передаточных чисел РС по скорости и моменту	4
4. Определение коэффициентов усиления УМ , ТГ, СУ , ПУ	4
5. Вывод передаточных функций элементов системы Структурная схема системы	6
График разгона до максимальной скорости , график изменения во времени угла поворота объекта (для разомкнутой системы)	7
7. Кинематическая схема РС	9
8. Принципиальная схема системы	-
9. Список литературы	10

Тема 3

Вариант 3
Следящие системы повышенной точности с ДАД

М₀	I₀	₀			тип усилителя
4,35	0,126	2,0	0,289	10,0	Электронный усилитель
		рад/с	рад/с²	угл. с	-

М₀ - статический момент нагрузки

I₀ - момент инерции нагрузки

₀- максимальная скорость

- максимальное ускорение

 - погрешность воспроизведения угла , н/б
Блок-схема системы

кго СКТ-Д СКТ-П
ПУ СУ УМ ДАД РС О

кто СКТ-Д СКТ-П

ТГ

Рис. 1

Обозначения элементов схемы :

ПУ - предварительный усилитель ; СУ - синхронизирующее устройство ;

УМ - усилитель ; ДАД - двухфазный асинхронный двигатель ;

РС - редуктор силовой ; ТГ - тахогенератор ; О - объект ;
Задание :

Выбрать типовые элементы привода (ДАД, ТГ, СКТ ). Рассчитать и построить механическую и регулировочную характеристики привода
Определить передаточное отношение силового редуктора РС
Рассчитать оптимальные передаточные числа РС по скорости и по моменту
Определить коэффициенты усиления УМ, ТГ, СУ и ПУ
Вывести передаточные функции элементов системы и разработать структурную схему всей системы
Рассчитать и построить для разомкнутой системы график разгона до максимальной скорости и график изменения во времени угла поворота объекта
Разработать кинематическую схему РС
Разработать принципиальную схему системы

ВЫБОР ТИПОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

ВЫБОР ДАД

Номинальная мощность двигателя выбирается из условия

Где Т_д - электромеханическая постоянная двигателя , Т_д = (0,02  0,2)

Выберем Т_д = 0,1
=  9,5 Вт

Из каталога выбираем двигатель с номинальной мощностью Р_н = 9,5 Вт.

Это двигатель АДП-262
Параметры АДП-262 :
Частота питающего напряжения : 50 Гц

Номинальная мощность : 9,5 Вт

Номинальная скорость _ном = 1850 об/мин = 193 рад/с

Пусковой момент М_п = 9 = 0,09

Напряжение :

Обмоток возбуждения : 110 В
Обмоток управления : 125 В

Ток :

Обмоток возбуждения : 0,23 А
Обмоток управления : 0,58 А

Момент инерции I_д =
Номинальный момент М_н =

Скорость холостого хода = 277 рад/с

ВЫБОР ТГ

В следящем приводе ТГ выполняет роль стабилизирующего элемента .

Для того , чтобы не включать в схему дополнительный источник питания , выберем ТГ, у которого частота питающего напряжения равна 50 Гц (как у двигателя) . Из каталога выбираем ТД- 1
Параметры ТД- 1

Напряжение обмоток возбуждения U_ов = 110 В

Ток обмоток возбуждения I_ов= 0,15 А

Частота 50 Гц

Крутизна характеристики «вход-выход» 0,008 В/(об/мин) = 0,08 В/(рад/сек)

Максимальная скорость _max = 2400 об/мин = 251 рад/сек

ВЫБОР СКТ

Т.к. в данном курсовом проекте разрабатывается следящая система повышенной точности , то погрешность СКТ должна быть минимальной .

Из каталога выберем СКТ с наименьшей погрешностью .

Это БСКТ-18865Д - БСКТ-2201П (для канала ТО)

и СКТ-64-65-Д-П (для канала ГО)

Технические данные	Параметры БСКТ-18865Д - БСКТ-2201П	Параметры СКТ-64-65-Д-П
Напряжение питания, В Частота питания, Гц Максимальное выходное напряжение, В Крутизна(мВ/град) Фазовый сдвиг Погрешность Число пар полюсов : датчика приемника	36 400 0,52 9,3 ( В/с) 46⁰ 0,3  0,7 угл. мин. 64 1	36 400 0,6 5 (В/с ) 60⁰ 1  2 угл. мин. 32 32

ПРОВЕРКА ПРАВИЛЬНОСТИ ВЫБРАННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

При выборе ДАД должно выполняться условие :

 = 1,3

680 > 3 , значит выбранный двигатель пригоден для использования в данной системе

РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ

См. приложение 1

РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ РЕГУЛИРОВОЧНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ

См. приложение 1

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРЕДАТОЧНОГО ОТНОШЕНИЯ РС

i =

При этом необходимо , чтобы выполнялось условие :



0,049 > 0,036 (условие выполняется)

Определение оптимальных передаточных чисел РС по скорости и моменту

а) По скорости : i_ = i = 96,5

б) По моменту : i_м = = = 2988

Определение коэффициентов усиления УМ , ТГ, СУ , ПУ

К_общ= = =
а) ТГ

К_ТГ = 0,08 (определяется крутизной характеристики «вход-выход»)

б) ПУ и СУ

КГО

КТО

ПУ СУ

В качестве ПУ выберем операционный усилитель с коэффициентом усиления

К_пу = 2200

Определим коэффициент усиления СУ .
Возьмем диод КД103А, ВАХ которого представлена на рис. 4.1.
ВАХ диода КД103А

I_пр ,mA

U_пр , B

1 2

рис. 4.1.

Из ВАХ найдем сопротивление диода :

1) Ом

2) Ом

Выберем сопротивление R : Пусть R = 0,1 R_д
Рассмотрим 2 ситуации :

Угол рассогласования - малая величина => Работает канал ТО

Тогда К_су = =

Угол рассогласования - большая величина ( > ) => Работает канал ГО

Тогда К_су = = =0,09

К_су =

в)УМ

Т.к. К_общ = К_суК_пуК_ум , то =

(В качестве УМ выберем операционный усилитель)
5. Вывод передаточных функций элементов системы

Структурная схема системы
а)ТГ

W_ТГ(P) = 0,08

б) ДАД

W_ДАД(P) =

К_дв =

Где К_u = = - коэффициент управления по напряжению

К_ = - коэф-т управления по скорости

К_дв = =

Т_дв =

W_ДАД(P) = =

в)РС

W_РС(P) =

г) УМ

W_УМ(P) = 2020
д) ПУ

W_ПУ = 2200
е) СУ

W_СУ = 1,08
ж)СКТ

W_СКТ = 0,52

С точки зрения передаточных функций УМ , СУ и ПУ представляют собой безынерционные усилители.

Структурная схема системы

-

W_СКТ W_ПУ W_СУ W_УМ W_ДАД W_РС О

W_ТГ
Рис 5.1.

График разгона до максимальной скорости , график изменения во времени угла поворота объекта

(для разомкнутой системы)
Разомкнутая система

W_СКТ W_ПУ W_СУ W_УМ W_ДАД W_РС О

W_ТГ
Рис. 6.1.
а)График разгона до максимальной скорости
W(P) = W_СКТ(P) W_ПУ(P) W_СУ(P) W_РС(P)=

==

P₁ = 0 P₂ = -41700

(t)=+= (см Рис 6.2.)

б)График изменения угла поворота во времени

_вых(t) = ==

1,96Т+e^-41700^T -(см Рис. 6.3)

t, мкс	20	40	60	80	100	120	140	160	180	200
(t)	1,1	1,59	1,79	1,89	1,93	1,94	1,96	1,96	1,96	1,96
, 10^-5	1,26	4,02	7,44	11,1	14,9	18,8	22,7	26,6	30,5	34,5

График разгона до максимальной скорости

, рад/сек
3

2

1
0

20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 t, мкс

Рис. 6.2
График изменения угла поворота во времени

,10^-5 град

25
20
15
10
5

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 t, мкс

Рис. 6.3.

КИНЕМАТИЧЕСКАЯ СХЕМА РЕДУКТОРА СИЛОВОГО

Определим число кинематических пар редуктора :
i_ср = = 3  5 , где n- число кинематических пар редуктора

i_р = 96,5 => n=4 , т.к.
Для ведущей шестерни : Z_ш = 18 ; m= 0,3 ; I_ш = 0,26

Z_{ш 1} = 20
96

Определим моменты инерции шестерен :
Если I_ш = 0,26 - момент инерции ведущей шестерни , то :

- момент инерции первой ведомой шестерни

- момент инерции второй ведомой шестерни

- момент инерции третьей ведомой шестерни

- момент инерции четвертой ведомой шестерни

Кинематическая схема
I_{ш 2}

I_ш I_{ш 4}

Двигатель i₃ Объект

i₁ i₂ i₄

I_{ш 1} I_{ш 3}

Рис 7.1.

9. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине «ЭУА и СУ» , Давыдюк В.Б. - М. : МИИТ , 1994
Волков Н.И. , Миловзоров В.П. «Электромашинные устройства автоматики» М. : Высшая школа , 1975
Башарин А.В. «Примеры расчетов автоматизированного электропривода» Л. : Энергия , 1972
под ред. Чемоданова Б.К. «Следящие приводы» - М. : Энергия , 1972

Учащимся

Учителям