Автоматизированный электропривод продольнострогательного станка

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Российский государственный профессионально-педагогический университет

Кафедра электрооборудования и автоматизации промышленных предприятий

КУРСОВАЯ РАБОТА

Предмет: "Автоматизированный электропривод"

Тема: "Автоматизированный электропривод механизма перемещения стола продольно-строгального станка."

Выполнил:

Проверил:

Екатеринбург

2008

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ....................................................................................................... 3

1 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ................................................................................. 4

2 ВЫБОР ТИПА ЭЛЕКТРОПРИВОДА........................................................... 6

3 ВЫБОР И ПРОВЕРКА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ......................................... 7

3.1 РАСЧЕТ НАГРУЗОЧНОЙ ДИАГРАММЫ МЕХАНИЗМА....................... 7

3.2 ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ВЫБОР ДВИГАТЕЛЯ.......................................... 9

3.3 РАСЧЕТ НАГРУЗОЧНОЙ ДИАГРАММЫ ДВИГАТЕЛЯ....................... 11

3.4 Проверка двигателя по нагреву................................................................ 17

4 ВЫБОР ОСНОВНЫХ УЗЛОВ СИЛОВОЙ ЧАСТИ................................... 18

4.1 ВЫБОР ТИРИСТОРНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ................................. 18

4.2 ВЫБОР СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА........................................... 18

4.3 выбор сглаживающего реактора.............................................................. 20

4.4 принципиальная электрическая схема силовой части............................. 21

5 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СИЛОВОЙ ЧАСТИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА       23

5.1 РАСЧЕТ ЭКВИВАЛЕНТНЫХ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ................... 23

5.2 Переход к системе относительных единиц.............................................. 24

5.3 структурная схема объекта управления.................................................... 26

6 ВЫБОР ТИПА СИСТЕМЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ.................. 27

7 РАСЧЕТ КОНТУРА РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОКА ЯКОРЯ
И ЦЕПИ КОМПЕНСАЦИИ ЭДС ЯКОРЯ...................................................... 30

7.1 ВЫБОР КОМПЕНСИРУЕМОЙ ПОСТОЯННОЙ.................................... 30

7.2 расчет контура регулирования тока якоря............................................... 30

7.2.1 Расчетная структурная схема контура тока........................................... 30

7.2.2 Передаточная функция регулятора тока................................................ 31

7.2.3 Компенсация влияния ЭДС якоря двигателя........................................ 32

7.2.4 Реализация датчика ЭДС....................................................................... 33

7.3 Конструктивный РАСЧЕТ........................................................................ 33

8 РАСЧЕТ КОНТУРА РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ............................. 36

8.1 рАСЧЕТНАЯ СТРУКТУРНАЯ СХЕМА КОНТУРА РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ........................................................................................................................ 36

8.2 расчет регулятора скорости..................................................................... 36

8.3 конструктивный расчет............................................................................ 37

9 РАСЧЕТ ЗАДАТЧИКА ИНТЕНСИВНОСТИ.............................................. 39

9.1 СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ЗАДАТЧИКА ИНТЕНСИВНОСТИ................ 39

9.2 расчет параметров Зи............................................................................... 40

9.3 конструктивный РАСЧЕТ........................................................................ 40

10 КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ САР СКОРОСТИ................... 42

ЛИТЕРАТУРА................................................................................................ 43

ВВЕДЕНИЕ

Рисунок 1 Процесс обработки на продольно строгальном станке

Процесс обработки детали на продольно-строгальном станке поясняет рис. 1. Снятие стружки происходит в течение рабочего (прямого) хода, при обратном движении резец поднят, а стол перемещается на повышенной скорости. Подача резца производится периодически от индивидуального привода во время холостого хода стола в прямом направлении. Поскольку при строгании резец испытывает ударную нагрузку, то значения максимальных скоростей, строгания не превосходят 75-120 м/мин (в отличие от скоростей точения и шлифования 2000 м/мин и более). Под скоростью строгания (резания) понимают линейную скорость Uпр перемещения закрепленной на столе детали относительно неподвижного резца на интервале рабочего хода стола. При этом скорость входа резца в металл и скорость выхода резца из металла в сравнении со скоростью строгания ограничиваются до 40 % и менее в зависимости от обрабатываемого материала, чтобы избежать скалывания кромки. Указанные обстоятельства ограничивают производительность и для ее повышения остается только сократить непроизводительное время движения: обратный ход

осуществляется на повышенной скорости Uоб > Uпр, а пускотормозные режимы при реверсе принимают допустимо минимальной продолжительности. Хороший эффект в этом дает двухдвигательный привод. Он должен быть управляемым по скорости, поскольку для различных материалов (в соответствии с технологией обработки и свойствами материалов) используются различные оптимальные или максимально допустимые скорости строгания; кроме того, движение характеризуется различными скоростями на разных интервалах времени рабочего цикла, высокой частотой реверсирования с большими пускотормозными моментами. Применяют двух- и одно-зонное управление скоростью.

.

1 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Рисунок 2. Кинематическая схема механизма

Таблица 1

Исходные данные