Автоматизированный электропривод механизма перемещения стола продольно-строгального станка

Министерство общего и профессионального образования
Российской Федерации

Уральский 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:

Студент гр.СОЗ382                                                                                    Калабин А.А.

Проверил:                                                                                                   Сусенко О.С.

г. Сарапул

2001год.

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

Таблица 1

Исходные данные