Электропривод механизма поворота колонны промышленного робота

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Республики Беларусь

Белорусская Государственная Политехническая Академия

Кафедра РТС

Электропривод механизма поворота колонны промышленного робота

Исполнитель:

Хачатурян А.Д.

гр.107416

Руководитель:

Лившиц Ю.Е.

Минск 1999

Содержание

Введение

1. Выбор манипулятора

1.1 Выбор манипулятора

1.2 Описание техпроцесса

2. Обоснование системы электропривода

2.1 Требования предъявляемые к электроприводу механизма

2.2 Выбор системы электропривода

3. Предварительный выбор электродвигателя

3.1 Приблизительная нагрузочная диаграмма

3.2 Расчёт механических нагрузок на валу

3.3 Определение составляющих времени нагрузочной диаграммы

3.4 Предварительный выбор электродвигателя

4. Проверка выбранного электродвигателя

4.1 Расчёт приведённых моментов инерции

4.2 Моменты и время пуска и торможения

4.3 Уточнённая нагрузочная диаграмма

4.4 Проверка выбранного электродвигателя

5. Определение основных характеристик двигателя

5.1 Построение механических характеристик

5.2 Расчёт переходных процессов

5.3 Расчёт пониженной скорости электродвигателя

6. Схема регулирования электропривода

6.1 Выбор системы регулирования

6.2 Передаточные функции отдельных звеньев и структурная схема привода

6.3 Узел

7. Определение расхода энергии и КПД за цикл работы

Заключение

Список литературы

Введение

Большую роль ву современных автоматизированных гибких производственных системах играет автоматизированный электропривод. Именно он в основном обуславливает их технический уровень.

Приводы станков и промышленных роботов предназначены для преобразования электрической энергии в энергию механического перемещения, вращения и т.п. при заданных параметрах пути, скорости, ускорения.

Электроприводы которые выпускаются промышленностью бывают с изменяемой и неизменной частотой вращения вала электродвигателя. По виду регулирования различают регулируемый и следящий электроприводы. Следящим называется электропривод который обеспечивает (с заданной скоростью) движение исполнительного органа рабочей машины в соответствии с произвольно изменяющимся входным сигналом управления. Электропривод называется регулируемым если частота вращения вала двигателя меняется по заданному закону.

Электропривод состоит из следующих узлов: двигателя, преобразователя и трансформатора.

Двигатель преобразует электрическую энергия в механическую энергию вращения вала.

Преобразователь, состоящий из силовых элементов и системы управления, формирует напряжение (шок), подаваемое на двигатель.

Трансформатор согласует напряжение питающей сети с напряжением двигателя.

В зависимости от типа применяемого преобразователя, которые могут быть тиристорными или транзисторными, различают типы приводов - тиристорные и транзисторные.

Основную функцию в элетроприводе - преобразование электрической энергии в механическую - выполняет электродвигатель. От параметров электрического двигателя зависит технический уровень электропривода применяемого в станках или промышленных роботах.

Электрический привод представляет собой сложное соединение большого числа элементов, охваченных системой обратных связей. Для успешной его эксплуатации все элементы должны работать согласованно.

1. Выбор манипулятора

1.1 Выбор манипулятора

Универсальный промышленный робот РМ-01 предназначен для выполнения основных технологических и вспомогательных операций. Он имеет развитую кинематику, систему управления на базе микропроцессоров, хорошо приспособлен для работы с системами технического зрения и другими средствами очувствления. Способ управления роботом - контурно-позиционный, способ программирования - аналитический и обучением.

В состав робота входят манипулятор, устройство управления “Сфера-36” с выносным пультом обучения. Манипулятор, построенный на антропоморфной схеме, включает корпус, поворотную колонну, плечо, предплечье, кисть.

Подшипниковые опоры всех валов максимально разнесены в пределах габаритов звеньев манипулятора, что обеспечивает повышение жёсткости конструкции, уменьшение реакции в опоре и снижение влияния деформаций и зазоров. При этом используются подшипники больших диаметров, но более лёгких серий, что необходимо для повышения их несущей способности, плавности вращения, долговечности.

Все зубчатые колёса, непосредственно связанные с перемещаемыми звеньями, имеют максимальные возможные диаметры в пределах габаритов корпусов. Это позволяет уменьшить усилия в зацеплении, а следовательно, снизить деформирование зубьев.

Кроме описанных мер облегчения конструкции, в манипуляторе осуществлено рациональное размещение масс. Центры масс звеньев приближены к осям вращения. Для этого узлы приводных механизмов располагаются по обе стороны от шарнира, причём более массивные части и электродвигатели - на коротком плече. Таким образом, конструкция звена оказывается полностью или частично статически уравновешенной, что снижает мощность двигателя, необходимую для преодоления статической нагрузки. Для уменьшения моментов инерции массивные узлы размещают как можно ближе к оси вращения.

В целом конструкция манипулятора весьма совершенна. Многие принятые решения являются эталонными для большого числа роботов последних лет разработки.

1.2 Описание техпроцесса

Применение ПР в цехах гальванопокрытий позволяет освободить рабочих от тяжёлого труда во влажной атмосфере, насыщенной испарениями вредных и зачастую ядовитых веществ. Промышленный робот выполняет установку, снятие и перенос из ванны подвесок ( корзин, контейнеров) с деталями, которые подвергаются подготовительно к финишным и к основным операциям.

ПР должен быть защищён от вредного воздействия испарений химических реагентов, находящихся в ваннах. Грузоподъёмность и скорости перемещений ПР должны обеспечивать требуемую производительность автоматической линии гальванопроцессов.

ПР захватывает подвеску с деталями из гнёзд специального магазина и по программе перемещает и опускает её в ванны с соответствующими растворами. При этом в системе программного управления (СПУ) робота программируется и время выдержки контейнеров в ваннах и последовательность обслуживания ванн на линии. После окончания обработки подвеска с деталями помещается в магазин выдачи.

2. Обоснование системы электропривода

2.1 Требования предъявляемые к электроприводу механизма

Требования, предъявляемые к электроприводу промышленных роботов, обусловлены с одной стороны технологическими циклами их работы, а с другой - особенностями их конструкции. Основным рабочим циклом механизма робота является позиционирование. Режим работы электроприводов - повторно-кратковременный с частыми пусками и торможениями.

Диапазон регулирования электропривода робота должен быть порядка 1000. Электропривод должен обладать большой перегрузочной способностью в пусковых режимах (иметь малые времена пуска и торможения на максимальной скорости ).

Из-за конструктивных особенностей робота его электропривод должен иметь высокие динамические параметры для воспроизведения сложных алгоритмов управления, а исполнительный двигатель должен быстро реагировать на сигналы управления и иметь малые габариты и массу.

Регулирование в приводах ПР осуществляется тем же способом, что и в приводах подачи станков с ЧПУ - изменением питающего напряжения при неизменном магнитном потоке.

По сравнению с электроприводами подач металлорежущих станков приводы ПР характеризуются :

- меньшим номинальным вращающим моментом на валу электродвигателя ( М ном 10 Нм ) ;

- меньшей номинальной мощностью на валу электродвигателя ( Р ном 1 кВт);

высокой номинальной частотой вращения ( n 6000 об/мин);

меньшим диапазоном регулирования ( D 1000);

высокой нагрузочной способностью ( 3…4);

Основным требованием к технологическому процессу является обеспечение требуемого перемещения исполнительного органа из одной точки в другую с заданной точностью. Точное позиционирование при качественном графике движения реализуется как правило в замкнутой системе “преобразователь-двигатель”.

Замкнутый электропривод обеспечивает более качественное управление движением исполнительных органов, хотя его схемы являются более сложными.

Особенностью электропривода, построенного по принципу отклонения, является наличие цепи обратной связи. Этот сигнал сравнивается с заданным сигналом и результирующий сигнал (сигнал рассогласования) является управляющим для электропривода.

2.2 Выбор системы электропривода

Основной задачей электропривода является организация взаимосвязан-ного движения узлов, механизмов производственной машины, осуществляющей тот или иной технологический процесс (например металлообработка, перемещение предметов и т.п.) Поэтому для конкретного выбора вида, типа и мощности электропривода, способа и схемы управления необходимо учитывать устройство механизма и выполняемый им технологический процесс.

3. Предварительный выбор электродвигателя

3.1 Приближённая нагрузочная диаграмма

Приближённая нагрузочная диаграмма имеет вид представленный на рис.3.1.

3.2 Расчёт нагрузок на валу электродвигателя

Допущения:

Уравновешивающие силы не учитываем.

Сечения элементов принимаем постоянными с расположением максимума по середине.

Трение в сочленениях учитываем через КПД передачи.

Рассчитываем силы и моменты для худшего случая, когда звенья расположены по одной прямой.

Схема механизма поворота колонны представлена на рис. 3.2.

Сила инерции:

Fи=2 mil i=2[m0+m2+m3( l2+)+mгр (l2+l3)]=0,612[39+

+13(1,4+) + 5(1,4+0,45)] = 21,46 Н

Реакции в опорах:

= 0;

RBX(l1-l4) - m2g - m3g(l2+) -mгрg(l2+l3) -Fиl1 = 0;

RBX = g(m2+m3+mгр)+Fи,

где l4=(20…30%)l1=0,45 м

следовательно

RBX =9,8(39+13+5)+21,46=447,23 Н

RAX(l1-l4) - Fиl4 - m2g- m3g -m3g(l2+) - mгрg(l2+l3) =0;

RAX = = Н

=0;

RAZ = m1g+ m2g+ m3g+ mгрg =1587,6 Н

Моменты сил трения в опорах A и B:

=Rср (RAX+ RBX+ RAZ),

где Rср - средний радиус подшипников. Подшипник упорный 8118: D=120 мм, d=90 мм, dср=105 мм, Rср=52,5 мм =0,0525 м; =0,01 -коэффициент трения [1];

Мтр=Н.м.

Расчёт момента инерции манипулятора относительно оси вращения колонны:

Jм= + =43,61 кг.м2

Расчёт динамических моментов:

Мдин,м=Jм.,

где -угловое ускорение механизма, рад/с2;

Мдин, м = Н.м

3.3 Определение составляющих времени нагрузочной диаграммы

Общее время работы электродвигателя:

tp=tпуск+tторм+tуст=,

где tп -время пуска, tт -время торможения, tуст -время установившегося движения.

tпуск = tторм =с.

рад.

рад.

рад.

c.

c.

Время паузы:

to =tц -tр =40,7 -7,12 =33,6 c.

3.4 Предварительный выбор электродвигателя

Расчётная мощность электродвигателя:

PрасчВт,

где -КПД передачи ; -максимальная угловая скорость механизма. Исходя из полученного значения Pрасч находим требуемое значение мощности Pтр:

Pтр = PрасчВт.

Выбираем электродвигатель исходя из значения Pтр: 4ААУ50А4.

Его параметры:

Параметр	Значение
Номинальный момент, н.м	0,16
Номинальная мощность, Вт	25
Номинальная частота вращения, об/мин	1500
Номинальное напряжение, В	220
Номинальный ток, А	0,4
Коэффициент мощности	0,51
КПД, %	50
Масса двигателя, кг	3
Скольжение Sном, %	8,67
Момент инерции ротора Jрот, кг.м2	0,31.10-4

4. Проверка выбранного электродвигателя

4.1 Расчёт приведённых моментов инерции

Момент инерции механизма, приведённый к валу двигателя:

,

где iопт -оптимальное передаточное число;

рад/с.

Следовательно

.

Таким образом

кг.м2.

Суммарный момент инерции электропривода:

где - момент инерции ротора двигателя; -коэффициент учитывающий момент инерции вращающихся масс передаточного устройства (=1,1…1,3), принимаем =1,2, тогда

(кг.м2).

4.2 Моменты и время пуска и торможения

Время пуска и торможения:

,

где (рад/с2);

Статический момент колонны, полученный на основании расчёта статических нагрузок для поворота колонны, приведённый к валу электродвигателя определяется выражением

н.м.

Для построения нагрузочной диаграммы, определяем момент, развиваемый двигателем, из уравнения движения электропривода:

(*),

где статический момент на валу;

суммарный момент инерции электропривода;

Mдин - динамический момент электропривода;

При линейном законе изменения скорости:

(н.м);

Расчёт моментов на каждом интервале (диаграммы проводим используя формулу (*)):

Момент	Расчёт
Пуск:	(н.м)
Установивший режим:	(н.м), т.к. Мдин =0
Торможение:	(н.м)

4.3 Уточнённая нагрузочная диаграмма

Рассчитаем продолжительность каждого участка нагрузочной диаграммы:

рад.

Угловой путь проходимый с постоянной скоростью:

рад.

Время работы двигателя с постоянной скоростью:

Общее время работы электропривода:

tp =tпуск+tторм+tуст =2,04+2,04+3,1 =7,18 с.

Время цикла:

с.

Время паузы:

с.

4.4 Проверка выбранного электродвигателя

электропривод поворот колонна промышленный робот

Проверку выбранного электродвигателя по нагреву производим методом эквивалентного момента. Условие нормального выбора двигателя по нагреву имеет следующий вид:

Эквивалентный момент:

,

где

Мi -момент на рабочем i-ом участке;

tпуск(торм)i -i-ый интервал времени пуска(торможения);

toi -i-ый интервал времени паузы;

tустi -i-ый интервал установившегося движения;

-коэффициент ухудшения условий охлаждения при пуске (торможении). Принимаем =0,5;

-коэффициент ухудшения условий охлаждения при отключении двигателя. Принимаем =0,5;

Таким образом:

=

0,03 (н.м).

Проверяем двигатель на перегрузочную способность:

,

где максимально допустимый момент электродвигателя

Мдоп = 0,256 (н.м)

Ммах =Мпуск



Таким образом, выбранный двигатель соответствует условиям работы проектируемого привода.

5. Определение основных характеристик двигателя

5.1 Построение механических характеристик

Механические характеристики двигателя дают основные представления об электромеханических свойствах электропривода при изменениях нагрузки в статических режимах работы.

Расчёт механических характеристик проводим для случая частотного управления асинхронным двигателем по закону стабилизации магнитного потока взаимоиндукции, т.е. Фм =const.

При выполнении этого закона механические характеристики асинхрон-ного двигателя выражаются следующей зависимостью:

;

где ;

(н.м)

где

синхронная угловая скорость двигателя при номинальной частоте;

приведённое индуктивное сопротивление ротора при номинальной частоте;

Sак - критическое значение параметра абсолютного скольжения;

относительная скорость и частота;

приведённое активное сопротивление фазы ротора:

(Ом),

где ;

(Ом);

(Ом),

где (Ом);

(Ом);

отношение потерь в обмотке при номинальной нагрузке к полным потерям.

;

Расчёт механической характеристики асинхронного двигателя приведём для номинальной частоты питающего напряжения, т.е.

Для ряда значений величины относительной скорости

от 0 до находим по формуле для электромагнитного момента момент М; определяемдля каждого угловую скорость двигателя

,

Где

(рад/с).

По полученным т.о значениям М и строим механическую характеристику



для данной частоты f.

Подсчитанные значения М, ,сведены в таблице 5.1. Вид механической характеристики представлен в приложении 2.

Таблица 5.1

			М
№	1	2	3
1	0,0	0,0	0,140
2	0,1	15,7	0,154
3	0,2	31,4	0,168
4	0,3	47,1	0,185
5	0,4	62,8	0,205
6	0,5	18,5	0,226
7	0,6	94,2	0,246
8	0,7	109,9	0,256
9	0,8	125,6	0,236
10	0,9	141,3	0,154
11	1,0	157,0	0,000

5.2 Расчёт переходных процессов

Расчёт переходных процессов проводим за цикл нагрузочной диаграммы.

Т.к. механическая характеристика двигателя или механизма нелинейна, то динамический момент

тоже будет нелинейным. Решение задачи проводим графоаналитическим способом (приложение 3). Разбиваем ось на достаточно малые интервалы . В пределах каждого i-го интервала динамический момент принимаем постоянным

,

где время переходного процесса на i-м интервале, J -суммарный момент инерции электропривода. Подсчитанные значения приведены в таблице 5.2.

Таблица 5.2

№	Мдин,н.м	рад/с	, c	рад/с	с	Мср, н.м
1	0,12	12	0,045	18	0,064	0,125
2	0,13	24	0,083	30	0,094	0,138
3	0,153	36	0,105	42	0,118	0,148
4	0,165	48	0,130	54	0,140	0,160
5	0,180	60	0,149	66	0,157	0,174
6	0,195	72	0,165	78	0,172	0,188
7	0,210	84	0,179	90	0,183	0,204
8	0,230	96	0,187	102	0,196	0,220
9	0,235	108	0,205	114	0,219	0,233
10	0,230	120	0,233	126	0,272	0,233
11	0,190	132	0,310	138	0,462	0,210
12	0,105	144	0,615	150	1,357	0,148
13	-0,020	155	2,100	-	-	-

Кривая скорости строится в такой последовательности. По рассчитан-ным значениям времени на 1,2,3,…,n интервалах соответствующим приращениям

соединяем полученные точки

 и

плавной кривой, получаем график (приложение 3).

Кривая М(t) рассчитывается по точкам для каждого среднего значения

угловой скорости на i-м участке

соответствующей времени

.

Подсчитанные значения и приведены в таблице 5.2. По механической характеристике находят Мср; по полученным таким образом и строим кривую М(t).

Время переходного процесса

2,1 с.

5.3 Расчёт пониженной скорости электродвигателя

Наибольшее влияние на неточность остановки оказывает средняя остановочная скорость:

где рад - допустимая неточность позиционирования.

,

среднее значение угловой скорости механизма, времени срабатывания аппаратуры, дающей команду на торможение (уменьшение) углового ускорения механизма, момента инерции и динамического момента;

максимальные отклонения, соответственно угловой скорости, времени срабатывания, момента инерции и динамического момента.

Средние значения величин равны:



где Мс.max, Mc.min - максимальный и минимальный статические моменты.

соответственно;

,

Где

0,3 (н.м),

(н.м).

Отклонение динамического момента и момента инерции:

.

Принимаем согласно рекомендациям [1]:

c.

Таким образом

(кг.м2)

(кг.м2),

(кг.м2),

(н.м),

Мс.max =Mтр =1,292 (н.м),

(н.м),

(н.м),

(рад/с2),

(рад/с2).

Расчётное значение необходимо реализовать в конкретной схеме электропривода, которая должна обеспечивать диапазон регулирования скорости не менее

Легче всего это реализовать в системах “преобразователь частоты - асинхронный двигатель”.

6. Схема регулирования электропривода

6.1 Выбор системы регулирования

Среди многочисленных способов регулирования скорости асинхронных электродвигателей исключительная роль принадлежит частотному способу регулирования.

Принцип частотного регулирования асинхронных двигателей базируется на линейной зависимости угловой скорости магнитного поля от частоты питающего напряжения:

По этому принципу возможно осуществление широкорегулируемых электроприводов с жёсткими механическими характеристиками. Важным преимуществом частотного регулирования являются благоприятные энергетические показатели. Это объясняется тем, что асинхронный двигатель работает при малых скольжениях, что обуславливает малые потери и высокий КПД на всём диапазоне регулирования скорости. Это обстоятельство выгодно отличает частотное регулирование от всех других способов изменения скорости асинхронного двигателя.

При частотном регулировании одновременно с изменением частоты необходимо изменять напряжение, подведённое к статору асинхронного двигателя. Это объясняется необходимостью регулирования магнитного потока во избежание насыщения, увеличения потерь в стали или уменьшения электромагнитного момента.

Наличие двух каналов воздействия : по напряжению и частоте усложнит систему управления. Если принять во внимание, что сигналы переменного тока требуют ещё и управление фазой, а система управления трёхфазная, то сложность управления ещё более увеличивается. Т.о. простота асинхронного двигателя в известной мере “уравновешивается” системой управления, что сдерживает широкое применение частотно-регулируемого электропривода асинхронного двигателя. Преодоление этого недостатка заключается в применении специализированных интегральных схем, микропроцессорных наборов и других средств микроэлектроники.

Для регулирования скорости вращения электродвигателя привод колонны ПР применим систему регулирования “Размер 2М-5-21”.

6.2 Передаточные функции отдельных звеньев и структурная схема привода

Структурная схем элетропривода “Размер 2М-5-21” представлена на листе 1 графической части курсового проекта.

Электропривод выполнен по схеме подчинённого регулирования, с контурами регуляторов тока, скорости, частоты скольжения и положения. Контур положения замыкается через устройство ЧПУ.

Входной сигнал управления Uу представляет собой разность сигнала задания Uз и аналогового сигнала обратной связи по скорости - АС, формируемого цифро-аналоговым преобразователем (ЦАП) блока ФИ 11. Формирователь амплитуды и фазы тока статора (ФАРТ) формирует сигнал задания амплитуды и фазы тока статора Тзс, а формирователь частоты скольжения (ФЧС) - сигнал, пропорциональный частоте скольжения fc.

Сигнал Тзс представляет собой сумму двух векторов, модули которых пропорциональны сигналам Ud и Uу, а оси взаимноперпендикулярны. В блоке ФАРТ осуществляется формирование Ud (при помощи Ф1 и Ф2 поступающих из регулятора тока РТ8) и его векторное суммирование с сигналом Uу. Задание частоты фазных токов в сигналах Т3А и Т3В и фазовый сдвиг между ними в 120 градусов формируется с помощью сигналов К0 и К120. Частота фазных токов определяется выражением

,

где р - число пар полюсов.

Синусоидальные сигналы Т3А и Т3В, пропорциональны заданию токов в фазах А и В, поступают на регулятор тока, расположенный в блоке РТ8. Регулятор тока вырабатывает сигналы управления транзисторным инвертором. Непосредственно и инвертору подключён асинхронный двигатель со встроенными датчиками положения и температуры. Датчик температуры даёт информацию о температуре магнитной системы двигателя, которая используется для коррекции величины частоты скольжения.

В цепи фаз А и В двигателя включены датчики тока DI, используемые для отрицательной обратной связи по мгновенным значениям фазных токов, что необходимо при частотно-токовом способе управления.

Датчик положения ДП - вращающийся трансформатор, включённый по схеме фазовращателя, вырабатывающий сигнал fв, из которого в блоке ФИ 11 формируются сигналы обратных связей по положению синуса sin,косинуса cos, НМ (нуль-метки); по скорости - АС (аналоговый сигнал), по частоте вращения - .

В электроприводе предусмотрена разветвлённая система защит и контроля, обеспечивающая его удобную эксплуатацию и надёжность работы.

6.3 Узел

Рассмотрим узел регулятора тока системы регулирования электропривода “Размер 2М-5-21”.

Регулятор пока включает в себя аналоговую (датчик тока DT, фазовращатели ФВ и нуль-органы НО ) и цифровую (схема выбора режимов, дешифратор кодов и формирователи ) части и расположен в блоке РТВ.

Датчики тока включены только в обмотках фаз А и В. Поэтому аналоговая часть фазы С состоит только из нуль-органа НО3, управляемого сигналами задания частоты фазных токов (Т3А, Т3В) и выходными сигналами фазовращателей (ТА', ТВ') каналов А и В.

Рассмотрим работу регулятора тока на примере канала фазы А.

Нуль-орган НО1 выделяет разность заданного (Т3А) и фактического (ТА') токов. В зависимости от знака этой разности НО1 формирует сигнал ПА, имеющий два значения - логическая “1” или логический “0”.

Фазовращатель ФВ1 представляет собой фильтр второго порядка, настроенный на частоту 3 кГц. ФВ осуществляет формирование синусоидальной формы сигнала ТА', подавляя высокочастотные пульсации.

Датчик тока построен по принципу магнитного компаратора и конструктивно выполнен на ферритовом кольце. Магнитное поле создаваемое фазным током двигателя (ампер-витки IaWн ), компенсируется полем тока, протекающего по компенсационной обмотке Wк трансформатора тока ТТ4 (ампер-витки IкWк ). Поскольку число витков обмоток составляет Wн=1 и Wк=90, то обеспечивается масштабирование 1:90 по отношению к измеряемому току. Выходной сигнал датчика тока ТА снимается с измерительных резисторов R2, Rc.

Компенсационный ток Iк формируется импульсным усилителем ИУ, управляемым компаратором D1. Переключение D1 осуществляется производной от ЭДС самоиндукции на обмотке Wк. ЭДС зависит от тока в обмотке Wк и от индуктивности самой обмотки. Изменение индуктивности обмотки Wк в функции тока показано на рис.6.3.1.



Рис. 6.3.1 намагничивания начнётся сначала

Частота переключений составляет

30 кГц, а длина полупериодов устанавливается автоматически такой, что постоянная составляющая тока Iк в обмотке Wк будет пропорциональна измеряемому току Iа.

Сигнал ТА, снимаемый с измерительного резистора Rи =9 Ом (R6||R2), имеет вид:

На выходе ИУ включены индуктивность L5, исключающая резкое нарастание тока Iк.

В случае, если по какой-либо причине не произойдёт переключение D1,

нарастание сигнала ТА вызовет пробой стабилитрона V1, что повлечёт переключение D1 и возврат к рабочему циклу намагничивания кольца.

При токах превышающих А, в схеме датчика тока устанавливаются колебания с частотой 1,5 кГц.

Функционирование датчиков тока в фазах контролируется схемой контроля, выполненной на транзисторах V14, V16 и работающей на частоте 3 кГц. В случае неисправности вырабатывается сигнал ФДТ, который вызывает блокировку работы формирователя сигналов управления инвертором.

Компенсационный метод измерения позволяет осуществить гальваническую развязку от силовых цепей и снизить чувствительность датчика тока к частотным помехам в силовой цепи.

Выходные сигналы нуль-органов ПА,ПВ,поступают в схему выбора режима и синхронизации. Режим работы определяет состояние сигнала . В режиме контроля () управление инвертором осуществляется сигналами Ак, Вк и от трёхфазного формирователя. В автономном режиме и инвертор управляется прямыми сигналами ПА, ПВ и инверсным.

Дешифратор запрещённых комбинаций (000 и 111) при неправильной работе схемы синхронизации запрещает прохождение тактовой частоты 500 кГц в схему формирователя сигналов управления инвертором.

Схема формирователя сигналов управления инвертором формирует сигналы КА1 и КА2 (фазы А) таким образом,что минимальная длительность включённого состояния ключа полумоста инвертора не менее 25 мс, а выключенного не менее 55 мс. Схема формирователя и временные диаграммы представлены на рис.6.3.2 и 6.3.3.

Задание потока осуществляется с помощью сигналов Ф1 и Ф2.



Рис.6.3.2

Рис.6.3.3

7. Определение расхода энергии и КПД за цикл работы

Полные номинальные потери электродвигателя:

(Вт).

Общие номинальные переменные потери:

(Вт).

Постоянные потери

(Вт).

Полные потери энергии за цикл работы электропривода:

Ац =2Ауст +2Ап +2Ат +2Апост,

Где 2Ауст =(Дж)

- полные потери энергии за цикл работы при установившемся режиме;

(Дж)

полные потери при пуске двигателя за цикл работы;

(Дж)

полные потери энергии в за цикл работы электропривода при торможении противовключением;

(Дж) - полные постоянные

потери в электроприводе за цикл работы.

Следовательно Ац =72,8 +38,2 +229,21 +289,64 =629,74 (Дж)

Или (Вт.ч).

Потери энергии за цикл:

Где

(Дж),

(Дж).

Таким образом (Дж).

КПД электропривода за цикл работы:

или 34,8 %

Заключение

В данном курсовом проекте были рассмотрены основные вопросы возникающие на разных этапах проектирования электропривода колонны промышленного робота. Основным результатом выполнения курсового проекта является заключение о необходимости применения систем автоматического регулирования с определёнными свойствами и выборе с обоснованием конкретного типа комплектного привода.

Литература

“Методическое пособие к курсовому проектированию по автоматизированному электроприводов и ПР…”

Михайлов О.П. “Автоматизированный электропривод станков и ПР”.--М.: Машиностроение 1990

Справочник по автоматизированному электроприводу / Под редакцией В.А. Елисеева - М.: Энергоатомиздат 1983

Справочник по электрическим машинам в 2т. под общей редакцией Н.П. Копылова, Б.К. Клонова. М.: Энергоатомиздат 1989

Фираго Б.И., Лившиц Ю.Е. и др.

Размещено на Allbest.ru