Разработка системы управления механизмом подъема мостового крана
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
Донской Государственный технический университет
Кафедра «Робототехника и мехатроника»
УТВЕРЖДАЮ
Зав. кафедрой
«______»_____________200 г.
Пояснительная записка
К курсовой работе по дисциплине: «Электромеханические и мехатронные системы»____________________________________________________________________
на тему: " Разработка системы управления механизмом подъема мостового крана "_____
Выполнил студент
Специальность «»_____
Руководитель проекта ___________________ _
Проект защищен ___________________ __________________
Члены комиссии ___________________ __________________
Ростов-на-Дону
200
Содержание
1 Исходные данные для курсового проектирования. 5
2 Расчетно-конструкторская часть. 7
2.1 Расчет мощности двигателя механизма подъема мостового крана. 7
2.4 Расчет широтно-импульсного транзисторного преобразователя. 13
2.5 Расчет основных статических параметров двигателя. 22
2.6 Расчет параметров электропривода. 25
2.7 Динамический расчет электро привода. 29
2.8 Расчет выпрямителя источника питания. 35
2.9 Выбор и расчет сглаживающего фильтра. 37
2.10 Выбор трансформатора источника питания. 39
3. Описание работы системы.. 40
3.3 Широтно-импульсный модулятор (ШИМ). 41
3.4 Ограничение максимального и эффективного тока. 43
3.5 Контроль работы тахогенератора. 44
3.6 Защита от короткого замыкания и превышения допустимого уровня питающего напряжения. 45
3.7 Защита при неисправностей внутренних источников питания «+15В» и «-15В». 45
3.8 Предварительное усиление управляющих сигналов ШИМа………....... ..46
Заключение. 48
Список использованных источников. 49
Введение
Для выполнения машинного технологического цикла (процесса) требуется согласование работы всех механизмов и выходных устройств МС, включая исполнительные, контролирующие и управляющие. Естественно, что в основе управления машинами лежат принципы механики, увязывающие их силовые, энергетические и массовые характеристики. В современных мехатронных системах преобразование движения одного или нескольких тел в требуемые движения других тел осуществляется системой тел (деталей), называемых механизмом. Механизмы входят в состав машин – технических систем (ТС) и предназначены для осуществления механических движений по преобразованию потоков энергии, силовых взаимодействий, необходимых для выполнения различных рабочих процессов. Часто силовой основой в МС является электропривод постоянного или переменного тока, формирующий управляемую электротехническую систему или комплекс. Для электротехнических систем управления характерна тесная взаимосвязь электромеханической части с цепями ее питания и регулирования. Поэтому суммарные характеристики устройств часто определяются всеми функциональными звеньями в равной степени. Управляемые комплексы с электромеханическим приводом (система, состоящая из двигателя и связанных с ним устройств приведения в движение одного или нескольких исполнительных механизмов, входящих в состав МС) получили название электромеханических систем (ЭМС).
1 Исходные данные для курсового проектирования
Разработать систему управления механизмом подъема мостового крана, обеспечивающую следующие проектные технические характеристики:
Рисунок 1 – Функциональная схема разрабатываемого устройства.
1-щит управления; 2-редуктор; 3- электродвигатель; 4-барабан; 5-канат;
6-грузозахватное устройства:
Масса груза 14000 кг;
Вес грузозахватного устройства Gо = 4000 Н;
Высота подъёма h = 22 м;
Скорость подъема грузозахватного устройства VП = 0,13 м/с;
Коэффициент полезного действия барабана и передачи h = 0,93;
Время переходного процесса замкнутой системы [tпп]=0,15с;
Перерегулирование [s%]=0,30%.
Диаметр барабана D = 0,54 м;
Средне суточное время работы механизма t=9 ч;
Производительность мостового крана Q=56 т/ч;
Число включений в час z=600;
Относительная продолжительность включения t=0,16;
Заданный режим работы Е3;
Заданная скорость вращения вала рабочего органа кранового механизма рад/с.
Допустимая статическая погрешность σ=0,18%
В качестве преобразовательного устройства применить ШИП преобразователь с управлением от микро ЭВМ (PIC - контроллера) или другого задающего режим работы программируемого устройства.
|
2.1 Расчет мощности двигателя механизма подъема крана.
Рисунок 2 - Силы, действующие на кран.
1- электродвигатель; 2-редуктор; 3- грузозахватное устройства; 4-барабан; 5-канат;
Статическая мощность при подъеме номинального груза
(2.1)
Отношение времени пуска ко времени рабочей операции
(2.2)
Эквивалентная мощность для рабочей части цикла
, (2.3)
где - переменная зависящая от /10. рисунок 7/
Определяем режим работы механизма подъема:
(2.4)
где
Относим механизм подъема крана к среднему режиму работы (С), режим работы электрооборудования принимаем Е3.
Необходимая номинальная мощность электродвигателя должна быть не менее следующего значения:
, (2.5)
где - коэффициент, зависящий от конкретного номинального режима.
/1. стр.45/
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.2 Выбор двигателя.
2.2.1 Выбор двигателя из справочной литературы
Предварительный выбор двигателя обычно производят из справочной литературы, по результатам расчета номинальной мощности. По результатам расчёта номинальной мощности из справочников были выбраны следующие двигатели:
Таблица 2.1– Параметры выбранных двигателей.
Тип двигателя
Uном
nном
Рн
Rя
Iном
η
