7224

Электропривод звена промышленного робота (поворот колонны)

Курсовая

Энергетика

Введение Современный электропривод представляет собой конструктивное единство электромеханического преобразователя энергии (двигателя), силового преобразователя и устройства управления. Он обеспечивает преобразование электрической энергии в механиче...

Русский

2013-01-18

1.44 MB

74 чел.

Введение

Современный электропривод представляет собой конструктивное единство электромеханического преобразователя энергии (двигателя), силового преобразователя и устройства управления. Он обеспечивает преобразование электрической энергии в механическую в соответствии с алгоритмом работы технологической установки. Сфера применения электрического привода в промышленности, на транспорте и в быту постоянно расширяется. В настоящее время уже более 60 % всей вырабатываемой в мире электрической энергии потребляется электрическими двигателями. Следовательно, эффективность энергосберегающих технологий в значительной мере определяется эффективностью электропривода. Разработка высокопроизводительных, компактных и экономичных систем привода является приоритетным направлением развития современной техники.


1 Типовой технологический процесс и выбор манипулятора

В настоящее время с помощью роботов в средне- и крупносерийном производстве автоматизируется процесс перемещения и правильного позиционировании деталей для последовательной обработки на различных станках. Манипулятор робота производит захват детали, требуемое  переориентирование детали в пространстве для правильного позиционирования  и непосредственно устанавливает деталь для последующей обработки.

Распишем технологический  процесс по следующим стадиям:

  •  Заготовка подается в рабочую зону манипулятора.
    •  Робот переносит заготовку на обрабатывающий станок (на угол +700).
    •  Робот ожидает некоторое время.  Пройдя  обработку, заготовка  выходит в другой части обрабатывающего станка.
    •  Робот перемещается к обработанной заготовке (+450) и манипулятор производит захват.    
    •  Робот возвращается на исходную позицию(-115) опускает обработанную заготовку (цикл окончен).

Примером технологического процесса, который осуществляет данный робот, является процесс переноса заготовок для сварки, точения, фрезерования, упаковки, проката  и.т.д. с последующим  перемещением обработанной детали   в «начальную точку».

                               Обрабатывающий

                    +700                    станок

                                                                          +450

                                                                                 

              Начальная                                                                  Место выхода

                  точка                                                                      готовой  заготовки                                                                                                              

                                                 Возврат (-1150)

Рисунок 1.1. Схема технологического процесса

Для этого процесса выберем шарнирный робот  фирмы MELFA RV-6S . Данная модель позволяет производить перемещение груза 5 кг, имеет степень свободы  равную 6. Остальные характеристики предоставлены  в таблице с данными (см. ниже)


2 Построение приближенной нагрузочной диаграммы

Рисунок 2.1- Схема расчета кинематики манипулятора

Исходные данные:

       Массы звеньев:

           

           

           

       Масса груза

           

Геометрические размеры звеньев:

           

           

           

Определим положение опоры В:

 [1]:                                            (2.1)

Рассчитаем силу инерции :

      [1]       (2.2)


Определим реакцию в опоре А исходя из условия равновесия сил:

[1]

Составим уравнение равновесия сил:           (2.3)

                      (2.4)

Реакцию в опоре В найдем исходя из условия равновесия моментов:

[1]

                        (2.5)

Еще одну реакцию в опоре А определим из условия равновесия сил относительно оси Х.   [1]

                      (2.6)

Рассчитаем подшипники необходимые для установки в опорах А и В:

               

Определим угол контакта: [1]                            (2.7).

Т. к.. , будем устанавливать упорно-радиальный подшипник.

Рассчитаем  эквивалентную нагрузку:

 [6]                                                                                       (2.8)

V—коэффициент вращения (при вращении внутреннего кольца подшипника относительно направления нагрузки V=1) [6]

--коэффициент безопасности.

По таблице 19 [6] исходя из области применения и вида нагружения принимаем =1,2 (при вращении наружного кольца)

--температурный коэффициент. Т.к. рабочая температура подшипника не превышает 125 Сº , то =1,05 [6]

По таблице 21 [6] для  выбираем значения коэффициента радиальной нагрузки Х и коэффициента осевой нагрузки Y.

Х=1,90  Y=0,54

(Н)              (2.9)

По таблице 17 [6] выбираем значение расчетной долговечности =12000 ч.

По таблице 24 [6]  выбираем отношение  исходя из          и =12500 ч равное .

Требуемая динамическая грузоподъемность:

По грузоподъемности выбираем шарико-роликовый упорно-радиальный подшипник (п. 205 [6]) 608820Л (d=100мм, D=160мм.).

Для опоры В выберем аналогичный подшипник.

Рассчитаем статический момент [1]:

   (2.10)

 где средний радиус подшипников, м.

Определим внешний и внутренний диаметры колонны [1]:

                                                 (2.11)

                                                     (2.12)


Момент инерции поворота колонны определяется по формуле [1]:

     (2.13)

Инерционный (динамический) момент колонны определим по формуле:

[1]                                                         (2.14)

Определение составляющих времени нагрузочной диаграммы.

Вычислим время пуска и торможения исходя из условия:

[1]                                                                      (2.15)

[1]                                                      (2.16)

[1]                                                    (2.17)

[1]                                                                                (2.18)

Определим продолжительность цикла:

[1]                                            (2.19)

Зная продолжительность всего цикла определим длительность паузы:

                         (2.20)

Приближенная нагрузочная диаграмма приведена на рисунке 2.2



             

   

  

        Рисунок  2.2-Приближенная нагрузочная диаграмма привода

3 Выбор и проверка электродвигателя

3.1Выбор электродвигателя

Выбор эелктродвигателя целесообразно проводить исходя из нагрузочной диаграммы. Поэтому, исследовав диаграмму, выбираем повторно-кратковременный режим работы (), который характеризуется следующим: нагрузка имеет циклический характер. Она состоит из кратковременных периодов неизменной нагрузки, в течение которых температура двигателя не достигает установившегося значения, и коротких пауз, за время которых двигатель не успевает охладится до температуры окружающей среды. Во время пауз двигатель отключается от источника питания. В этом режиме нормируется такой показатель, как продолжительность включения, она составляет для нашего случая (по условию задания) .

Предварительный выбор электродвигателя будем производить по номинальной мощности: [2]

,                                                                                                          (3.1)

где -КПД (из условия) =0,85

-угловая скорость  поворота колонны (из условия) =0.198 рад/с [2]

,                                                                                                             (3.2)

где --момент статический экспериментальный,

кд—коэффициент, учитывающий динамические режимы работы привода. Выбирается из диапазона 1,1÷1,3.

Н∙м [1]                                  (3.3)

Н∙м

Вт

Исходя из номинальной мощности, остановим свой выбор на высокомоментном двигателе фланцевого исполнения  ПЯ-50. [3]

Технические данные двигателя ПЯ-50

            

3.2 Расчет динамических параметров привода и построение уточненной нагрузочной диаграммы

Рассчитаем передаточное число редуктора, необходимого для обеспечения необходимой скорости движения колонны.

                                                                                                                    (3.4)

--угловая скорость двигателя.

Момент на валу двигателя описывается следующим уравнением [2]:

,                                                                                                         (3.5)

где J—суммарный момент инерции привода.

Определим момент инерции из следующего соотношения [2]:

 ,                                                                                                              (3.6)

где δ—коэффицент, учитывающий инерции движущихся частей передаточного механизма. Выбирается из диапазона 1,1÷1,3. [2]

Jм—момент инерции вращающихся частей механизма,

Jд—момент инерции ротора двигателя.

Момент инерции ротора известен из справочника [3]:

 

Тогда 32,4∙10-6 кг∙м2

Найдем  динамический момент двигателя:

 [2]                                                                                                           (3.7)

рад/с2 [2]                                                                         (3.8)

Н∙м

Вычислим приведенный статический момент двигателя [2]:

,                                                                                                                   (3.9)

где КПД редуктора. В нашем случае для планетарного редуктора =80%

Н∙м

Суммарный электромагнитный момент будет равен:  [2]                         (3.10)

При разгоне:

 

При установившемся движении:

При торможении:

Исходя из рассчитанных моментов построим уточненную нагрузочную диаграмму электропривода. Она приведена на рисунке 3.1.



         

Рисунок 3.1-Уточненная нагриузочная диаграмма электропривода
3.3 Проверка двигателя

Выбранный двигатель необходимо проверить по нагреву. Для проверки двигателя по нагреву используется несколько методов: метод средних потерь и метод эквивалентных величин (тока, момента, мощности). В нашем случае удобнее всего производить проверку двигателя по методу эквивалентного момента, так как этот метод применяется для двигателей, работающих с постоянным магнитным потоком. [1]

Условием правильного выбора двигателя по нагреву будет [1]

,                                                                                                               (3.11)

где электромеханический момент двигателя;

Н∙м

Для повторно-кратковременного режима эквивалентный момент определяется только для рабочих участков (без учета пауз). [1]

Найдем эквивалентный момент по формуле [1]:

    (3.12)

где электромеханический момент на  интервале нагрузочной диаграммы;

      продолжительность  интервала;

      число интервалов.

Условие перегрева   выполняется. Значит двигатель выбран правильно.

Также определим перегрузочную способность двигателя по максимальному моменту: [1],                                                                                        (3.13)

где λ-- кратность пускового момента. В нашем случае λ=4

Так-как , то следовательно перегрузочная способность двигателя удовлетворяет условиям.


4 Определение основных характеристик привода

4.1 Построение и анализ механических характеристик

Для двигателей постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов механическая характеристика выражается прямой [1]:

,                                                                                                              (4.1)

где скорость идеального холостого хода, определяемая как:           (4.2)

           приложенное к якорю напряжение, В;

           постоянная машины, определяемая по формуле [2]:  

                                               (4.3)

       где приложенное к якорю напряжение, В;

              ток якоря, А;

              сопротивление обмотки якоря, Ом;

Rя=0,5(1-η)=0,5(1-0,5)=0,4 Ом

               падение напряжения на щетках ();

               номинальная частота вращения двигателя;

               К-конструктивная постоянная машины;

              Ф-магнитный поток;

Зная постоянную машины определим скорость идеального холостого хода [2]:

 

Механическая характеристика  строится по по двум точкам [2]:

1.                                                  2. 


Рисунок 4.1-Механические характеристики двигателя

Степень изменения скорости от изменения момента у различных двигателей различна и характеризуется жесткостью механических характеристик.

Жесткость механической характеристики определяется по формуле [2]:

                                                             (4.4)

Так как скорость меняется с течением времени в незначительной степени, то естественная  механическая характеристика является жесткой.


4.2 Расчет скорости для точной остановки

Под точностью остановки ЭП понимают точность остановки рабочего органа механизма, приводимого электроприводом. Точность остановки оценивают величиной максимально возможного смещения (линейного или углового) остановленного рабочего органа от заданной (расчетной) точки (или положения) остановки. [1]

Манипулятор должен обеспечивать позиционирование рабочего органа с допустимой погрешностью. Так как в задании нам задана допустимая неточность позиционирования   рад, то решая уравнение :

            [1]               (4.5)

найдем среднюю угловую скорость механизма для точной остановки . Для расчета зададимся следующими параметрами:

tcр=[0,2..0,3]=0,25;

;

;

Максимальный момент инерции привода:

                                                                                                 (4.6)

Учитывая, что мы ранее приняли 1.2   максимальный момент инерции привода будет равен:

          

Минимальный момент инерции:

                                                                  (4.7)

Перепад моментов инерции:

                                                          (4.8)

Среднее значение момента инерции:

                                                                                             (4.9)

Аналогично для динамического момента:

           =7,33Н∙м                                                      (4.10)

                                                                 (4.11)

                                         (4.12)

                                                                  (4.13)

Подставляя эти значения в уравнение (4.5), получим:

Решая данное уравнение, получим скорость механизма

Диапазон регулирования скорости в схеме привода определится по формуле:

                 [11]                                                                                    (4.14)


4.3 Расчет и анализ переходных процессов

Для расчета переходных процессов необходимо сначала определить электромеханическую (Тм) и электромагнитную (Тэ) постоянные времени электропривода. Характер переходного процесса будет зависеть не только от этих постоянных, но и от их количественного соотношения.

 [7]                                                                                                               (4.14)

Индуктивность якоря определим по формуле:

 [7]                                                  (4.15)

где β-коэффициент, равный 0,6 для компенсированных машин и 0,25 для некомпенсированных; [3]

p-число пар полюсов двигателя (р=1); [3]

;

Вычислим электромеханическую постоянную времени:

[7]                                                                                                              (4.16)

где J-момент инерции якоря двигателя (J=0,1710-4 кг/м2) [3],

rя-сопротивление якоря двигателя (Rя=0,4 Ом) [3];

Коэффициент kE вычисляется по следующей формуле:

[7]                                                          (4.17)

где Uном=12 В, Iном=7,5 А [3];

Так как электромагнитная постоянная времени Тэ соизмерима с электромеханической Тм, то учитываются обе постоянные времени и рассчитывается электромеханический переходной процесс.  Вид уравнений для скорости и момента в переходном процессе зависит от отношения постоянных времени:

[1]                                                                                      (4.18)

Так как m<4 то будем использовать следующие уравнения для расчета скорости и момента [1]:

      (4.19)

где -коэффициент затухания колебаний, [1]                             (4.20)

-частота колебаний, [1]                                     (4.21)

ωс-установившееся значение скорости двигателя, соответствующее статическому моменту Мс, [1]

ωнач, Мнач—начальные значения скорости и момента,

J-момент инерции якоря двигателя (J=0,1710-4 кг/м2) [3];

Запишем уравнение для момента [1]:

 (4.22)

где β=0,00069—жесткость механической характеристики, определяемая по

формуле (4.4),

--начальное падение скорости [1]                                                (4.23)


Пуск двигателя.

При пуске двигателя примем в уравнениях (4.19) и (4.22) следующее:

ωс=314 рад/с;

ωнач=0 рад/с;

Мнач=0 Н∙м;

Мс=0,013 Н∙м;

.

Результаты расчетов сведем в таблицу 4.1

Таблица 4.1-Значения скорости двигателя при пуске

ω, рад/с

t, с

0

0

315,3048

0,02

336,5417

0,04

307,263

0,06

314,3392

0,08

314,392

0,1

313,8597

0,12

314,0127

0,14

314,0065

0,16

313,9972

0,18

314,0004

0,2

314,0001

0,22

313,9999

0,24

314

0,26

   

                Рисунок 4.2-График переходного процесса при пуске

                                                

Таблица 4.2-Значения момента при пуске двигателя

М, Н∙м

t, с

0

0

0,117018

0,02

-0,0167

0,04

0,014156

0,06

0,014828

0,08

0,012377

0,1

0,01305

0,12

0,013031

0,14

0,012987

0,16

0,013002

0,18

0,013

0,2

0,013

0,22

0,013

0,24

0,013

0,26

  

      Рисунок 4.3-График переходного процесса двигателя при пуске


Торможение двигателя.

При торможенни двигателя примем в уравнениях (4.10) и (4.13) следующее:

ωс=0 рад/с;

ωнач=314 рад/с;

Мнач=0,013 Н∙м;

Мс=0 Н∙м;

.

Результаты расчетов сведем в таблицу:

Таблица 4.3-Значения скорости двигателя при торможении

Ω, рад/с

t, с

314

0

-1,30478

0,02

-22,5417

0,04

6,737037

0,06

-0,33919

0,08

-0,39195

0,1

0,140252

0,12

-0,01271

0,14

-0,0065

0,16

0,002842

0,18

-0,00036

0,2

-0,0001

0,22

0

0,24

0

0,26

      Рисунок 4.4-График переходного процесса при торможении

    Таблица 4.4-Значения момента при торможении двигателя

М, Н∙м

t, с

0,013

0

0,036788

0,02

-0,01179

0,04

0,000787

0,06

0,000629

0,08

-0,00024

0,1

2,56E-05

0,12

1,02E-05

0,14

-4,9E-06

0,16

6,92E-07

0,18

1,52E-07

0,2

-9,5E-08

0,22

0

0,24

0

0,26

    

Рисунок 4.5-График переходного процесса двигателя при торможении

Анализ переходных процессов: Переходные процессы по скорости обладают небольшим перерегулированием (порядка нескольких процентов) и временем переходного процесса близким к 0,2 с., что удовлетворяет требованиям по точности и быстродействию, предъявляемым к двигателю. По моменту двигатель обладает тоже хорошим быстродействием (tп=0,2..0,25 с), однако очень большим перерегулированием, что является недопустимым для привода ПР, где точность-главный фактор оценки системы. Поэтому в системе управления должны быть предусмотрены элементы, уменьшая перерегулирование и тем самым увеличивая точность (например мощные системы токоограничения).

5 Выбор комплектного электропривода

5.1 Обзор современных электроприводов

Технический прогресс и конкуренция приводят к постоянному росту производительности и повышению степени автоматизации технологического оборудования. При этом возрастают требования, предъявляемые к регулируемым электроприводам, по таким параметрам, как диапазон регулирования частоты вращения, точность позиционирования и перегрузочная способность.

Для обеспечения предъявляемых требований разработаны высокотехнологичные устройства современного электропривода — сервоприводы. Это такие системы привода, которые в широком диапазоне регулирования скорости гарантируют высокоточные процессы движения и реализуют их хорошую повторяемость. Сервоприводы являются наиболее высокотехнологичной ступенью электропривода.

От постоянного к переменному

Долгое время в управляемых приводах в основном применялись двигатели постоянного тока. Это было связано с простотой реализации закона управления по напряжению якоря. В качестве управляющих устройств использовались магнитные усилители, тиристорные и транзисторные регуляторы, а в качестве системы обратной связи по скорости применялись аналоговые тахогенераторы.

Тиристорный электропривод представляет собой управляемый тиристорный преобразователь, питающий электродвигатель постоянного тока. Силовая схема электропривода состоит из: согласующего трансформатора TV; управляемого выпрямителя, собранного из 12 тиристоров (V01… V12), включенных по шестифазной однополупериоднойвстречно-параллельной схеме; токоограничивающих дросселей L1 и L2 и электродвигателя М постоянного тока с независимым возбуждением. Трехфазный трансформатор ТV имеет две силовые обмотки и экранированную от них обмотку для питания цепей управления. Первичная обмотка соединена в треугольник, вторичная — в шестифазную звезду с нулевым выводом.

Недостатками такого привода являются сложность системы регулирования, наличие щеточных токосъемников, снижающих надежность двигателей, а также высокая стоимость.

Прогресс в электронике и появление новых электротехнических материалов изменили ситуацию в области сервоприводной техники. Последние достижения позволяют компенсировать сложность управления приводом переменного тока с помощью современных микроконтроллеров и быстродействующих высоковольтных силовых транзисторов. Постоянные магниты, изготовленные из сплавов неодим─железо─бор и самарий─кобальт, благодаря их высокой энергоемкости, существенно улучшили характеристики синхронных двигателей с магнитами на роторе при одновременном снижении массогабаритных показателей. В итоге улучшились динамические характеристики привода при снижении его габаритов. Тенденция перехода к асинхронным и синхронным двигателям переменного тока особенно заметна в сервосистемах, которые традиционно выполнялись на базе электроприводов постоянного тока.

Электроприводы постоянного тока однофазные (блоки однофазные тиристорные серии БОТ)

Блоки однофазные тиристорные БОТ (однофазные электроприводы постоянного тока)выпускаются взамен электроприводов ЭПУ2, БТО и предназначены для построения реверсивных и нереверсивных электроприводов постоянного тока для различных производственных механизмов: механизмов металлорежущих станков, промышленных манипуляторов, в текстильном, полиграфическом оборудовании и в др. механизмах.

Блоки однофазные тиристорные БОТ

Блоки БОТ имеют следующие функциональные исполнения:

  •  с обратной связью по частоте вращения (М)
  •  с обратной связью по ЭДС (Е)

Степень защиты - IР00 по ГОСТ 14254-80.

Блоки при непосредственном питании от промышленной сети напряжением 220, 380В частотой 50 Гц предназначены для нужд экономики страны, напряжением 220, 230, 240, 380, 400, 415, 440 В частотой 50, 60 Гц - для поставок на экспорт в страны с умеренным и тропическим климатом. К сетям, напряжение которых отличается от вышеуказанных, блоки подключаются через согласующий трансформатор. Блок БОТ сохраняет работоспособность при колебаниях напряжения сети от +10 до минус 15 % от номинального значения.

Технические характеристики

Тип блока

 Номинальные выходные параметры

Iном, А

Uном, В

 Pном двигателя, кВт

 БОТ - 1 (2) - 301  М, Е

10

115

0,37 - 1,0

 БОТ - 1 (2) - 302  М, Е

10

230

0,70 - 2,0

 БОТ - 1 (2) - 341  М, Е

25

115

1,0 - 2,5

 БОТ - 1 (2) - 342  М, Е

25

230

1,5 - 4,0

Примечание: Блок управления может обеспечить выходное напряжение до 80 % напряжения питающей сети.

Электроприводы обеспечивают регулирование частоты вращения от 0 до nном ("Вперед" или "Назад") при изменении Uзад от 0 до +10 В для реверсивного исполнения и от 0 до n ном при изменении Uзад от 0 до +10 В для неревеверсивного исполнения.

Номинальный режим работы блоков - длительный. Допускается работа в кратковременном и повторно-кратковременном режимах работы при выполнении следующих условий:

  •  максимальная кратность циклической перегрузки по току якоря в течение времени пуска, торможения или реверса двигателя не более 4 в соответствии с характеристиками электродвигателя;
  •  продолжительность включения равна 15 %;
  •  среднеквадратичный ток за время цикла не превышает номинальный.

Коэффициент использования электродвигателя по току от 0,75 до 0,85 (в зависимости от типа электродвигателя).

Номинальная мощность электроприводов с электродвигателями серии 4П в исполнении 04 составляет 90 % мощности электроприводов исполнения УХЛ4.

Блоки имеют электронные защиты:

  •  защита от исчезновения напряжения сети в цепи источника возбуждения и цепи управления по причине сгорания предохранителей,
  •  максимально-токовая защита,
  •  время-токовая (защита от перегрева электродвигателя при стопорении),
  •  от превышения максимальной скорости электродвигателя,
  •  от обрыва в цепи тахогенератора).

В исполнении с обратной связью по ЭДС защиты от прерывания максимальной скорости электродвигателя и от обрыва в цепи тахогенератора отсутствуют.

Условное обозначение

БОТ

- Х

-ХХ

-ХХ

1

  2

  3

  4

  5

  6

1

БОТ

 - Блок Однофазный Тиристорный

2

Х

 - Группа: 1 - нереверсивный; 2 - реверсивный

3

ХХ

 - Ток блока управления: 30 - 10 А; 34 - 25 А

4

Х

 - Выпрямленное напряжение блока управления: 1 - 115 В - для напряжения питания 220, 230, 240 В; 2 - 230 В - для напряжения питания 380, 400, 415, 440 В

5

X

 - Функциональная характеристика, диапазон регулирования: Е - обратная связь по ЭДС, 1:20; М - обратная связь по скорости, 1:2000

6

ХХ

 - Климатическое исполнение и категория размещения УХЛ4, О4 по ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543.1-89

Пример заказа: БОТ-2-342Е УХЛ4

Габаритные размеры и масса

Тип

Размеры, мм

Масса, кг

Ш

В

Г

 Блок управления

158

222

135

3,5

 Блок ввода

132

265

100

2,2

 Сглаживающий реактор

160

253

162

22,5

Электроприводы постоянного тока серии ЭПУ5 (однофазные возбудители)

Однофазные тиристорные возбудители серии ЭПУ5 (электроприводы постоянного тока ЭПУ5), предназначенные для регулирования тока возбуждения электроприводов постоянного тока с одно - и двухзонным регулированием скорости и электрических машин, используются в машиностроении, металлургии, стройиндустрии, полиграфии и других отраслях промышленности.

Однофазные тиристорные возбудители ЭПУ5 рекомендуются для замены преобразователей серий БОТ, БТО, ПНТ, ЭПУ2, ЭПУ4 и имеют более прогрессивные технические, конструктивные и технологические решения, а также меньшую стоимость.

Возбудители ЭПУ5 ... В и ЭПУ5 ... Ф выполняются в нереверсивном исполнении.

Однофазные возбудители постоянного тока ЭПУ5

Возбудители ЭПУ5 ... В предназначены для регулирования тока возбуждения в однозонных электроприводах постоянного тока и электрических машинах.

Возбудители ЭПУ5 ... Ф предназначены для регулирования тока возбуждения в двухзонных электроприводах постоянного тока.

Диапазон регулирования тока возбуждения возбудителей ЭПУ5 ... В, Ф - 1 :10.

  •  Расширенная шкала токов и мощностей электроприводов и возбудителей ЭПУ5.
  •  Усовершенствованная система регулирования и улучшенные характеристики ЭПУ5.
  •  Гальваническое разделение силовых цепей и цепей управления.
  •  Повышенная надежность за счет введения поверхностного монтажа и более высокой степени интеграции элементной базы.
  •  Уменьшенные габариты и масса электроприводов и возбудителей ЭПУ5.
  •  Наличие исполнений для питания обмоток возбуждения электрических машин.
  •  Уменьшенные габариты сглаживающих реакторов.

Технические характеристики

Тип

Параметры
блока управления БУ

Напряжение
питающей сети
(50, 60 Гц ), В

 Реверс 

Габаритные размеры БУ, ШхВхГ ,
мм , не более

 Масса,
кг

 I ном БУ, А

 U ном БУ, В

 ЭПУ5-1-27Х В, Ф

5

115, 230

220, 230, 240, 380, 
400, 415, 440

нет

156x220x165

3,4

 ЭПУ5-1-30Х В, Ф

10

115, 230

3,6

 ЭПУ5-1-34Х В, Ф

25

115, 230

158x220x135

3,5

 ЭПУ5-1-36Х В, Ф

40

115, 230

204x290x178

9,5

Примечание: В исполнениях ЭПУ5 на номинальные токи 5 и 1 0 А блок ввода конструктивно встроен в блок управления. В исполнениях ЭПУ5 на 25 и 40 А блок ввода выполнен отдельной конструкцией.

Номинальный режим работы блоков - длительный. Допускается работа в кратковременном и повторно - кратковременном режимах работы.

Полоса пропускания частот, Гц - до 15.

Коэффициент использования электродвигателя по току от 0,75 до 0,85 ( в зависимости от типа электродвигателя).

Степень защиты ЭПУ5 - IP00 по ГОСТ 14254-80.

Возбудители ЭПУ5...В , Ф имеют электронную защиту от обрыва нулевого провода.

Примечание: защита входных силовых цепей и входных цепей управления осуществляется предохранителями.

Условное обозначение

ЭПУ

5

- Х

-ХХ

-Х4

1

2

  3

  4

  5

  6

7

1

ЭПУ

 - Электропривод (возбудитель) Постоянного тока Унифицированный

2

5

 - Порядковый номер разработки

3

Х

 - Группа: 1 - нереверсивный; 2 - реверсивный

4

ХХ

 - Модификация по току блока управления : 27 - 5 А ; 30 - 1 0 А ; 34 - 25 А ; 36 - 40 А

5

Х

 - Номинальное выпрямленное напряжение: 1 - 115 В - для напряжения питания 220, 230, 240 В; 2 - 230 В - для напряжения питания 380, 400, 415, 440 В

6

X

 - Функциональная характеристика : В - возбудитель для однозонного электропривода ; Ф - возбудитель для двухзонного электропривода

7

Х4

 - Климатическое исполнение и категория размещения УХЛ4, О4 по ГОСТ 15150-69 и ГОСТ 15543.1 -89

Пример заказа: ЭПУ5 -2-272 ВУХЛ 4

Комплектные электроприводы КЭП (Мощные электроприводы серии ЭПУ1М в шкафном исполнении)

Серия трехфазных тиристорных электроприводов постоянного тока общепромышленного назначения выходной мощностью от 300 до 1500 кВт предназначена для одно- и двухзонного регулирования скорости электродвигателей постоянного тока с нереверсивным и реверсивным режимами работы.

 


Электропривод ЭПУ1М в шкафном исполнении

Область применения электроприводов

Машиностроение, металлургия, стройиндустрия, целлюлозно-бумажная, горная, нефтяная и другие отрасли промышленности.

Преимущества

  •  Отработанная технология производства
  •  Простота наладки и ввода в эксплуатацию
  •  Высокая надежность эксплуатации
  •  Простота включения в АСУ ТП объектов

Три варианта системы управления:

  1.  классическая аналоговая
    1.  цифро-аналоговая с аналоговыми регуляторами и возможностью задания параметров и режимов работы с цифрового пульта управления или по каналу связи RS-485
    2.  полностью цифровая.

Силовая часть преобразователей этой серии с системой воздушного охлаждения выполнена на таблеточных тиристорах.

Технические характеристики

Наименование параметра

Величина

Напряжение силовой питающей сети (частота 50, 60 Гц), В

380, 575, 660

Напряжение сети (частота 50, 60 Гц), В

380, 400, 415, 440

Номинальный ток преобразователя, А

800, 1000, 1600, 2000*

Номинальное выпрямленное напряжение, В

460, 660, 825

Диапазон регулирования скорости:

 

- исполнение Е

1:20

- исполнение М

1:1000

- исполнение Д

1:1000

Номинальный ток возбудителя, А

40

Номинальное напряжение возбудителя, В

230, 340 и др. по заказу

Диапазон рабочих температур, °С

+1…+ 40

* Исполнение на 2000 А изготавливается по специальному заказу.

Примечание: В составе электропривода по заказу может дополнительно входить локальный управляющий контроллер, а также другая аппаратура автоматики и управления, как для самого электропривода, так и другого оборудования, работающего совместно с электроприводом.

Габаритные размеры

Ток, А

Размеры, мм

длина

высота

глубина

800

1200

1800

800

1000

2000

2000

800

1600

Примечание( габаритные размеры для исполнения без реакторов):

  •  на ток 800 А, не более - 800 x 1800 x 800 мм.
  •  на ток 1000 А и 1600 А, не более - 1200 x 1800 x 800 мм.


5.2 Выбор комплектного электропривода и его характеристики

По результатам анализа приводов  нам необходим электропривод типа ЭПУ1–П предназначены для использования в качестве широкорегулируемых приводов с двухзонным регулированием частота вращения двигателя постоянного тока, в том числа главного двигателя, станков с числовым программным управлением и других механизмов

Исходя из особенностей приводов ПР и выбранного ранее двигателя данный электропривод нуждается в доработек. В схему  введем датчик обратной связи по положению ВД-160. Так как мощность двигателя очень мала по сравнению с номинальной, то теристерные ключи необходимо сделать менее мощными.

Электроприводы обеспечивают диапазон регулирования частоты вращения двигателя 1:1000, в том числе 5:1 достигается регулированием по полю.

Электроприводы выпускаются в двух климатических исполнениях УХЛ и 0 категории размещения 4 в соответствии с  ГОСТ I5I50 - 69 и ГОСТ 15543-70, при этом:

– высота над уровнем моря - не более 1000 м;

– окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая токопроводящей пыли, агрессивных газов и паров и концентрациях, разрушающих металл и изоляцию, не насыщенная водяными парами.

В части коррозионной активности атмосферы электроприводы соответствуют группе условий эксплуатации "Л" для металлических изделий по ГОСТ 15150-69.

В части воздействия механических факторов внешней среды соответствует группе эксплуатации Ml по ГОСТ 17516-72.

Рабочее положение блока преобразователя – вертикальное, допускается отклонение от вертикального положения не более 5° в  любую сторону.

Технические характеристики

  •  Номинальная мощность, кВт – 1,5;
  •  Номинальный ток, А - 25, 32, 50;
  •  Номинальное напряжение, В – 115;
  •  Полоса пропускания частот, Гц - до 15.

При этом силовая часть подключается к сети через согласующий трансформатор для исполнений электроприводов с номинальным выпрямленным напряжением 115 и 230 В и через реактор для исполнения 340 и 460 В, причем электропривод с номинальным выпрямленным напряжением 340, 460 В подключается к сети напряжением 380 В и выше.

Допустимые колебания, напряжения питающей сети от минус 15 до плюс 10% номинального значения. Допустимые колебания частоты питающей сети ± 2% номинального значения.

Конструкция: электропривод выполнен на базе силового преобразователя с номинальным током 25 А. Силовая часть преобразователя выполнена на тиристорных модулях, установленных на общий охладитель с естественным охлаждением (без вентилятора). В зависимости от применяемого двигателя преобразователь комплектуется дополнительной аппаратурой, соответствующей исполнению электропривода по номинальному току.

5.3 Функциональная схема электропривода

Привод выполнен с обратной связью по скорости и положению. Система регулирования выполнена двухконтурной с пропорционально-интегральным регулятором скорости РС, обратной связью по току, снимаемой с датчика тока ДТ и подаваемой на вход управляющего органа УО и обратной связью по положению, снимаемой с датчика положения ДП и подаваемой  в начало схемы.

Управление тиристорами преобразователя ТП осуществляется от трехканальной СИФУ, включающей в себя формирователи импульсов ФИ1-ФИ3. Для обеспечения постоянства коэффициента усилиния системы в режимах непрерывного и прерывистого тока введены нелинейное звено НЗ и функциональный преобразователь ЭДС ФПЕ. Согласование реверсивного сигнала нелинейного звена с нереверсивной регулировочной характеристикой УО осуществляет переключатель характеристик ПХ, управляемый логическим устройством ЛУ, на один из входов каждого подается сигнал с датчика полярности ДП преобразователя ТП. Регулирование установки максимального тока привода обеспечивается резистором R22. Узел зависимого токоограничения УЗТ осуществляет снижение установки токоограничения в функции скорости. Блок защит БЗ блокирует выход РС транзистором VT33 и снимает импульсы при срабатывании защит. Блок защиты устанавливается в исходное состояние кнопочным выключателем S1, а подготовка его к работе осуществляется кнопочным выключателм S2.

5.4 Описание принципиальной схемы электропривода

5.4.1 Система импульсно-фазового управления (СИФУ)

СИФУ предназначена для преобразования постоянного управляющего напряжения в последовательность прямоугольных управляющих импульсов соответствующей фазы, подаваемых на управляющие переходы тиристоров силовых вентильных комплектов.

СИФУ включает в себя следующие узлы:

  •  ИСН – источник синхронизирующего напряжения;
  •  ФИ – три формирователя импульсов;
  •  УО – управляющий орган;
  •  УИ – шесть усилителей импульсов;
  •  ВУ – шесть вводных устройств.

Формирователь импульсов состоит в свою очередь из следующих узлов: фильтра (Ф – резисторы R1, R2, R20, конденсатор С1), двух пороговых элементов (ПЭ1 – транзисторы VT1, VT3 и ПЭ2 – транзисторы VT2, VT4), формирователя синхронизирующих импульсов (ФСИ – D1.3, D1.4), генератора пилообразного напряжения (ГПН – транзистор VT8, усилитель DA1), нуль-органа (НО – усилитель DA2), RS-триггера (Т – элементы 2, 3 микросхемы D2), формирователя длительности импульсов (ФДИ – транзистор VT6).

Схема работает следующим образом.

Синхронизирующее фазное напряжение, поступающее из ИСН, сдвигается фильтром Ф на угол 30 эл. градусов. С выхода фильтра напряжение с помощью ПЭ преобразуется соответственно в противофазные прямоугольные импульсы. Длительность указанных импульсов определяет зону разрешения выдачи управляющих импульсов и составляет для каждой фазы примерно 176 эл. градусов, что исключает одновременную выдачу управляющих импульсов в двух противофазных вентилях выпрямительного моста.

При сигнале "0" на выходах обоих пороговых элементов ФСИ формируется синхроимпульс (сигнал "1"), которым осуществляется разряд интегрирующей емкости ГПН до нуля. В момент исчезновения синхроимпульса напряжение на выходе ГПН начинает снова линейно нарастать от нуля до 10 В. Момент превышения напряжения ГПН над управляющим напряжением, которое поступает с выхода УО, фиксируется НО, который изменяет свое состояние с "1" на "0".

При этом триггер Т переключается и на его выходе появляется сигнал "0", который вызывает появление на выходе ФДИ управляющего импульса. Этот импульс проходит на вход одного из усилителей (УИ – транзисторы VT57, VT59) в соответствии с сигналами ПЭ.

После УИ усиленный импульс поступает на вводное устройство (ВУ) комплекта "Вперед" или "Назад". Триггер Т после появления "1" на выходе НО сохраняет свое состояние до тех пор, пока с ФСИ на другой его вход не поступит синхроимпульс, который подготавливает Т для очередного управляющего импульса. Т может подготовиться к выдаче управляющего импульса также и сигналом с блока логики (пропадание и последующее появление напряжения разрешения выдачи импульсов Uр).

Усилитель импульсов УИ собран по схеме составного транзистора, нагрузкой которого является вводное устройство ВУ. Усилитель импульсов имеет два входа: один для "своего" импульса, другой - для "чужого" идущего с другого формирователя импульсов. Это необходимо для получения сдваивания импульсов для трехфазной схемы выпрямления.

Вводное устройство служит для гальванического разделения силовой цепи  и цепи управления и состоит из разделительного трансформатора, защитных и развязывающих диодов, а также резисторов, один из которых ограничивает ток в первичной обмотке трансформатора и защищает таким образом от перегрузки усилители импульсов, а второй шунтирует управляющий переход тиристора, повышал его помехоустойчивость.

Управляющий орган (УО – усилитель DА5) служит для согласования выхода системы регулирования с входами каналов фазосмещения СИФУ и для установки αmin, αmax и αн. Начальный угол регулирования (αн) устанавливается 120 эл. градусов переменным резистором R41 при нулевых сигналах на входе. Угол αmin устанавливается сменным резистором R50.

5.4.2 Устройство раздельного управления

Устройство раздельного управления – устройство логическое (УЛ) – осуществляет управление силовыми комплектами вентилей. УЛ выполняет следующие функции:

– выбор нужного направления работы в зависимости от знака входного сигнала;

– включение соответствующих ключей, определяющих требуемое направление тока преобразователя;

– блокировка УЛ сигналами датчика проводимости вентилей и управляющими импульсами;

– создание выдержки времени между снятием импульсов и подачей их на вступающий в работу комплект.

УЛ включает в себя: нуль-орган (НО – усилитель DА2); триггер заданного положения (ТЗП – микросхема D1);  триггер истинного положения (ТИП – микросхема D2); элементы совпадения на выходе триггеров (ЭС – элементы 1, 2 микросхемы D3); элемент отсчета выдержки времени на переключение (ОВВП – элемент 2 микросхемы D3, конденсатор C8, резистор R22); общие логические транзисторные ключи (КН, KB – транзисторы VT21 и VT22).

Регулирующий сигнал Uн.зв с выхода нелинейного звена (НЗ – усилитель DА4) поступает на вход НО, при этом отрицательный сигнал устанавливает НО в положение "1", а положительный - положение "0".

Если на блокирующем имеется сигнал "1" датчика проводимости вентилей (ДПВ) и нет управляющих импульсов с ФИ, то ЭС разрешают прохождение сигнала НО на триггер заданного положения. ЭС при наличии на их общем входе сигнала "1" переводят триггер ТИП в положение, соответствующее триггеру ТЗП. Выходы триггеров ТЗП и ТИП подключены на ЭС, которые управляют общими транзисторными ключами КН и КB, а последние в свою очередь управляют тремя парами ключей H1, B1, Н2, В2; H3, ВЗ. Силовые транзисторные ключи H1, B1 (VТ25, VT26) разрешают выдачу управляющих импульсов на комплекты тиристоров "Назад" или "Вперед". Ключи H2, В2, (VT16) и НЗ, ВЗ (VТ1) осуществляют переключения в узле переключателя характеристики  (ПХ – усилителя DA1) на входе управляющего органа СИФУ для получения однополярного сигнала при реверсивном сигнале на выходе APT и в цепи обратной связи по току (реверс сигнала).

При наличии тока в силовой цепи с ДПВ поступает на блокирующий вход сигнала "0", тем самым запрещается прохождение сигнала НО на вход ТЗП до исчезновения тока. ТЗП и ТИП остаются в первоначальном положении, идет режим работы в выбранном направлении. При реверсировании регулирующего сигнала реверсируется  сигнал на выходе НО.

Ток в силовой цепи начинает спадать и как только ток пропадает с ДПВ на вход поступит сигнал "1" разрешающий НО, через ЭС, перевести ТЗП в новое положение. На выходе ЭС наступает соответствие (сигнал "1"), отключается КН (КВ). Одновременно с элемента 3 микросхемы D3 снимается сигнал разрешения выдачи импульсов в ФИ и начинается отсчет выдержки времени на приведение триггеров в новое положение. На выходе ОВВП появляется сигнал "1", конденсатор начинает заряжаться, и как только напряжение на нем достигнет "1", ЭС приведут ТИП в положение, соответствующее положение ТЗП. При этом включится ключ КВ (КН). На элементе 3 микросхемы D3 появится сигнал разрешения выдачи импульсов в ФИ "1".

Так, после быстрого снятия импульсов с ранее работавшего канала, для надежности осуществляется кратковременная задержка  выдачи управляющих импульсов по каналу нового направления тока, исключающее аварийное включение тиристоров из-за ограниченной (конечной) чувствительности ДПВ.

Если же во время отсчета выдержки времени на вход НО поступит команда на включение в первоначальное положение, то ТЗП возвращаете в прежнее состояние, соответствующее ТИП и сразу разрешается выдача управляющих импульсов на  тиристоры первоначально выбранного комплекта. Это позволяет уменьшить время регулирования тока нагрузки и способствует более плавной и устойчивой работе.

5.4.4 Регулятор скорости

Регулятор скорости для повышения статической точности регулирования выполнен пропорционально-интегральным. Он построен на двух операционных усилителях DA6 и DA7. Задание на скорость (инверсный сигнал датчика положения или микропроцессора) подается на вход DA6 через резистор R6. Сигнал обратной связи по скорости снимается с тахогенератора, фильтруется фильтром R1C1R2 и подается на вход DA6 через резистор R7. Цепочка C2R8 обеспечивает введение дополнительной гибкой обратной связи по скорости, в результате чего улучшаются динамические показатели системы. Делитель R3R4R5 служит для задания смещения, с его помощью выставляется «нуль» скорости при нулевом задании. Стабилитроны VD3 и VD4 ограничивают темп нарастания тока, вторую производную по скрости, т.е. рывок. С выхода DA6 сигнал подается на вход DA7 через резистор R10. Заданная передаточная функция регулятора скорости обеспечивается выбором параметров C3R10 и C4R11. Емкости в обратной связи DA7 через время, достаточное для торможения, шунтируются контактами S.

5.4.5Система регулирования электропривода

Структура системы регулирования вентильного электропривода выполнена таким образом, что угол регулирования α в режиме холостого хода определяется сигналом положительной обратной связи по Э.Д.С. двигателя Uе. Для компенсации нелинейности характеристики управляемого выпрямителя необходима арксинусная зависимость сигнала Uе от Э.Д.С. двигателя. Для этого используется функциональный преобразователь Э.Д.С.   двигателя (ФПЕ), собранный на базе усилителя DA3, охваченного нелинейной обратной связью, аппроксиммирующей арксинусную зависимость Uе от Э.Д.С. двигателя (выход ДН) ломанной линией с одной точкой излома для каждой полярности сигнала. Для положительной полярности точка излома определяется соотношением резисторов R26 и R31, для отрицательной – R30 и R32. Настройка ФПЕ производится переменным резистором R16 таким образом, чтобы при номинальной частоте вращения двигателя и холостом ходе среднее значение выходного напряжения регулятора тока Uрт. было равно нулю. При такой настройке сигнал становится пропорциональным только току двигателя и поэтому ограничение его максимального уровня с помощью резистора R33 обеспечивает также ограничение максимальной составляющей выпрямленного напряжения, которая непосредственно определяет ток двигателя.

5.4.6 Датчик проводимости вентилей

ДПВ предназначен для индикации состояния (открыт или закрыт) тиристоров и работает по принципу контроля напряжения на тиристорах, анодной или катодной группы. ДПВ состоит из трех узлов потенциальной развязки (оптронные тиристоры  V7 -V9), соединенные по схеме  "И"  и НО.

Рассмотрим первый узел потенциальной развязки, состоящий из диодного моста VD4 и оптронного тиристора VD7. Подключенный через резисторы R8, R11 параллельно участку анод-катод тиристора, узел потенциальной развязки фиксирует наличие на тиристоре напряжения любой полярности.

При подаче управляющих импульсов два тиристора (один в анодной группе, другой в катодной) открываются и соответствующий открытому тиристору узел потенциальной развязки срабатывает, разрывая цепь управления НО: вход НО расшунтируется и транзисторы VT10 и  VT11 открываются. С выхода датчика проводимости поступает сигнал запрета "0" на переключение логического устройства.

Когда все три узла потенциальной развязки зафиксируют напряжение на тиристорах, вход НО шунтируется, транзисторы VТ10, VT11 запираются и с выхода ДПВ поступает сигнал разрешения "1" на переключение логического устройства раздельного управления.

5.4.7 Тиристорный преобразователь якорный

Тиристорный преобразователь выполнен по трехфазной мостовой схеме на тиристорных модулях с применением блоков импульсных трансформаторв. ТПЯ имеет источник питания (ИП), который имеет следующие выходные напряжения о общей точкой; +24; -24; +15; -15; +12; -12 В, причем источники ±15 В выполнены стабилизированными. ИП выполнен на диодах VD16 - VD21, VD28 - VD30; транзисторах  VT31, VT38; стабилитронах VD32 - VD37; конденсаторах C14, C19, С26, С27.

5.4.8 Узел защиты

Все виды защит воздействуют на RS-триггер (элементы 3, 4 микросхемы D2), который при срабатывании переводит угол регулирования α в инвертный режим (αmax) и вызывает зажигание сигнальной лампы срабатывания защиты.

Максимально токовая защита выполнена на пороговом элементе (транзистор VТ47, диод VD46, резисторы R60, R61, конденсатор С22), у которого порог срабатывания определяется величиной сопротивления резистора R60.

Защита от перегрева двигателя при перегрузках выполнена на oпeрационном усилителе DА6, работающем в режиме интегратора, и пороговом элементе (элемент 2 микросхемы D2) с порогом срабатывания примерно +8 В

При токе двигателя, меньшем заданного значения, определяемого уставкой резистора R72, напряжение на выходе DА6 отрицательно. При превышении этого значения напряжение на выходе DА6 начинает возрастать со скоростью, пропорциональной величине перегрузки и обратно-пропорциональной постоянной интегрирования.

По достижению порога срабатывания ПЭ происходит переключение RS- триггера.

Сигнал, пропорциональный току нагрузки, поступает на входы защиты с датчика тока (трансформаторы Т2, ТЗ, Т4) через диоды  VD39, VD40.

Узел защиты от понижения напряжения и пропадания фазы питающей сети, осуществляющий также задержку управляющих импульсов СИФУ при подключении устройства  к питающей сети, выполнен на пороговом элементе (элемент 1 микросхемы D1, а также элементы C21, R66, R67, VD28 - VD30).

При подключении преобразователя к сети на вход порогового элемента поступает неотфильтрованное напряжение 24 В через делитель R51, R52. Из-за наличия конденсатора C21 напряжение на выходе порогового элемента равно нулю. По мере заряда конденсатора оно возрастает и через 50+100 мс достигает уровня срабатывания логических элементов СИФУ (связь осуществляется через диоды VD5, которые разрешают выдачу управляющих импульсов).

При снижении питающего напряжения всех или одной из фаз  более чем на 50% на выходе порогового элемента появляется нулевой сигнал и конденсатор C21 быстро разряжается, что приводит к снятию управляющих импульсов, опрокидыванию RS-триггера (элементы 3,4  микросхемы D2) к прекращению тока в нагрузке.

Устранение ползучей скорости при отключении задатчика  частоты вращения (контакты реверсора В, Н задатчика разомкнуты), осуществляется включением с помощью порогового элемента (элемент 2 микросхемы D1) реле K1, которое шунтирует цепи обратных связей регуляторов скорости и тока. Благодаря наличию конденсатора C20 на входе порогового элемента включение реле K1 произойдет с выдержкой времени после отключения задатчика, определяемую временем разряда конденсатора  до уровня срабатывания порогового элемента и необходимую для осуществления электрического торможения привода. И кроме шунтирования регуляторов тока и скорости, при включении реле K1 происходит также перевод выпрямителя в инверторный режим (увеличение угла регулирования до αmax) и снятие управляющих импульсов с тиристоров (Up = 0), что исключает всякую возможность появления тока в якоре двигателя при отключенном задатчике частоты вращения. [9]

5.4.9 Тахогенератор

Тахогенератор 2,5ТГП-4 – коллекторный постоянного тока с зубцовым ротором. Крепление ТГП – фланцевое с упорным буртиком и за корпус. Режим работы – продолжительный.

Габаритные и установочные размеры приведены на рисунке.

Технические данные тахогенератора 2,5ТГП-4

Номинальная частота вращения (об/мин)

3000

Крутизна выходного напряжения (мВ/об*мин)

4

Нелинейность (%)

1

Асимметрия (%)

0.5

Коэффициент пульсации (%)

7

Сопротивление нагрузки (кОм)

6

Температурный коэффициент выходного напряжения (% С)

0.02

Момент инерции ротора (10-7 кг*м2)

5.9

Момент трения статический (Н*м)

20

Условия эксплуатации тахогенератора 2,5ТГП-4

Вибрационные нагрузки:

диапазон частот (Гц)

1-2000

ускорение (м/с2)

100

Ударные нагрузки (м/с2)

400

Температура окружающей среды (С)

-60…+85

Относительная влажность воздуха при температуре 40 С (%)

98

Гарантийная наработка (ч)

200

Масса (кг)

0.1

5.4.10 Датчик положения

E6A2-С

Применение: миниатюрный угловой энкодер. Металлический диск повышает ударную прочность до 500 м/с2. Компактный (диаметр 25мм). 

Разрешение (мин./макс)

10 / 500 имп/об

Диаметр корпуса

25 мм

Макс.нагрузка

радиальная 10Н, осевая 5Н 

Частота оборотов (макс)

5 000 об/мин 

Степень защиты

IP50

Тип выхода

NPN открытый коллектор, NPN-выход напряжения

6 Определение расхода энергии и КПД за цикл работы

Для определения расхода энергии за цикл работы определим расход энергии за время пуска, при установившемся движении и за время торможения :

Потери мощности при пуске двигателя:

 , [10]                             (6.1)

где Мп-момент при разгоне двигателя (Мп=0,018 Н∙м);

           ωном-номинальная угловая скорость двигателя (ωном=314 рад\с);

            η-КПД двигателя (η=50%);

Работа, затраченная на пуск двигателя:

,[10]                       (6.2)

       

       где tp-время разгона двигателя (tp=2.2c);

Аналогично при установившемся режиме:

, [10]                                 (6.3)

,[10]                        (6.4)

     Му-момент при установившемся движении (Му=0,013 Н∙м);

     tу-время установившегося движения (tу=3,09с);

Расход энергии при торможении:

, [10]                              (6.5)

где Мт-момент при торможении двигателя (Мт=0,008 Н∙м);

[10]                    (6.6)

Найдем работу, совершенную за цикл:

                                                  (6,7)

Суммарные потери энергии за цикл работы :

(6.8)

Зная суммарные потери энергии и работу, совершенную за цикл, определим КПД за цикл работы двигателя:

 [10]                                                                      (6.9)


Заключение

В данном курсовом проекте был рассмотрен технологический процесс, исходя из нагрузочной диаграммы был выбран двигатель. Проанализировав особенности электропривода ПР были внесены доработки в комплектный привод ЭПУ1. Благодаря этому доработанную систему можно  использовать как комплектный привод ПР. Цели и задачи данного курсового проекта были выполнены.


Список использованных источников

  1.  Фираго Б.И., Лившиц Ю. Е. Методическое пособие к курсовому проектированию по автоматизированному электроприводу станков и промышленных роботов. – М.: БГПА, 1995. – 71 с.
  2.  Михайлов О.П. Автоматизированный электропривод станков и промышленных роботов: Учебник для вузов. – М.: Машиностроение, 1990. – 304 с.: ил.
  3.  Справочник по электрическим машинам: В 2 т. / Под общ. ред. И.П. Копылова и Б.К. Клокова. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 456 с.: ил.
  4.  Промышленные роботы: Cправочник: Козырев Ю. Г. –M.:

     Машиностроение 1983.

  1.  Белянин П.Н. Промышленные роботы и их применение:Робототехника для    машиностроения. 2-е изд., перераб. и доп.—М.: Машиностроение, 1983.—311 с., ил.
  2.  Нарышкин Н. А. Справочник по подшипникам—М. Машиностроение, 1977.
  3.  Ковчин С. А. Теория электропривод—Спб.,2000.
  4.  Сафонов Ю.М. Электроприводы промышленных роботов—М.:Энергоатомиздат,1990.
  5.  Техническое описание и устройство электровривода трехфазного ЭПУ1.
  6.  Конспект лекций по ТММ.
  7.  Конспект декций по ЭМ и АП.

http://www.vfd.com.ua/ 

http://www.privod.info/

http://www.skbis.ru/  

http://www.valve-industry.ru/  

http://roboticturnkeysolutions.com/  

http://www.privod.su

http://ru.wikipedia.org/


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

71612. 11 ТО которая может длительно использоваться при температуре 1200 С. 1.28 MB
  Газы из баллонов с метаном и диоксидом углерода подаются через редукторы на блок ИРГ3 измерение расходов газов и затем на манометры. Этот хроматограф мы используем для определения водорода азота монооксида углерода диоксида углерода и метана.
71613. Рекомендации по совершенствование процесса управления ассортиментом в ООО «Овен» 1.59 MB
  Сущность элементы и задачи ассортиментной политики Ассортимент товаров совокупность их видов разновидностей и сортов объединенных или сочетающихся по определенному признаку. Основными тематическими признаками товаров являются сырьевой производственный и потребительский.
71614. ШУРАНОВ Б.М. ЗАБЕСКОНЕЧНОСТЬ «ЗАПИРАЕТ» БЕСКОНЕЧНОСТЬ 273.64 KB
  Статья рассматривает проблемы дальнейшего развития предикабилии «забесконечность» в свете ведущихся вокруг её содержания философских дискуссий. Предназначена для широкого круга любителей философии и специалистов - философов, логиков. ЗАБЕСКОНЕЧНОСТЬ «ЗАПИРАЕТ» БЕСКОНЕЧНОСТЬ ШУРАНОВ Б.М.
71615. Методика раскрытия и расследования преступлений, совершаемых несовершеннолетними 71.67 KB
  Понятие и структура криминалистической характеристики преступлений совершаемых несовершеннолетними. По данному поводу в разное время высказалось немало авторов хотя стоит учесть что криминалистическая характеристика преступлений сравнительно новое понятие в криминалистической науке.
71617. ФОРМИРОВАНИЕ ПСИХОЛОГИЧЕСКОЙ КОМПЕТЕНТНОСТИ СТУДЕНТОВ УЧРЕЖДЕНИЯ СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ КАК ФАКТОРА ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ИХ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ 704 KB
  Гипотеза исследования: реализация основных задач и направлений экспериментального исследования позволит повысить уровень развития психологической компетентности субъектов профессионального образования и как следствие – обеспечить условия для подготовки высококвалифицированных и конкурентоспособных выпускников.
71619. Проектирование системы комплексной безопасности информационных систем и баз данных для ООО «Торговый Дом ЛФЗ» 4.09 MB
  Обеспечение информационной безопасности – одна из важнейших задач любого предприятия, работающего с информацией, разглашение которой может повредить его деятельности. Примечательным в данной работе является то, что каждый человек понимает необходимость защиты информации...