Файл: Курсовая работа по дисциплине Цифровые системы управления в мехатронике АлФахри Ф. Ф. А. М.docx

Оглавление

1. Выбор и расчёт элементов электропривода

1. 
   Выбор и расчёт двигателя на основании исходных данных
   

– момент инерции нагрузки J_н= 115 кгм²;

– момент сопротивления нагрузки М_с = 145 Нм;

– максимальная угловая скорость нагрузки Ω_мах = 44 град/с;

– максимальное угловое ускорение нагрузки ε_{ма х}= 11 град/с²;

– коэффициент полезного действия редуктора =0,8;

– M = 1,4;

– ∆_Ω = 25 мин.;

– ∆_ε = 50 мин.
Решение.

1. Рассчитываем требуемую мощность:

457.6Вт = 0,4576кВт

2.Выбираем по табл. П.1 двигатель, номинальная мощность которого

Р_ном≥Р_тр.

Выбираем электродвигатель марки 2ПБ112МУХЛ4. Технические характеристики сводим в табл. 1.1.

Таблица 1.1 - Технические характеристики выбранного двигателя

Тип двигателя	Мощность на валу Рном, кВт	Напряжение питания Uном, В	Частота вращения nном, мин-1	Коэффициент полезного действия ηном, %	Сопротивление обмотки якоря Rя, Ом	Сопротивление добавочных полюсов Rд.п., Ом	Индуктивность обмотки якоря Lя, мГн	Момент инерции Jдв·10-4, кг·м2
2ПН90LYXL4	0,75	220	1500	71	2,48	2,13	31	150

---

3. Рассчитываем оптимальное передаточное число редуктора:



4. Рассчитываем номинальный момент М_ном двигателя:


где


5. Проверяем выбранный двигатель на соответствие требований по угловой скорости. Определяем приведенную к валу двигателя угловую скорость поворота нагрузки:



Так как 157,08 рад/с < 375,8 рад/с, то требования по скорости не выполняются.

Рассчитываем новое передаточное число редуктора:



6. Рассчитываем значение требуемого вращающего момента при i₀= i₁:





7. Проверяем выбранный двигатель на соответствие требований по моменту:





Проверяем условие:





Расчеты показали, что требования по моменту выполняются.

8. Рассчитываем номинальный ток якоря:



9. Определяем коэффициент противо-ЭДС:


где Ом.

10. Определяем электромеханическую постоянную времени двигателя:

---

11. Определяем электромагнитную постоянную времени двигателя:

2. 
   Расчёт индуктивности L_d1, L_d2, выбор дросселя для электропривода с двигателем типа 2ПН90LYXL4. Выбор тиристоров и определение параметров передаточной функции тиристорного преобразователя.
   

Определяем индуктивности L_d1, L_d2и сравниваем их с индуктивностью якоря




Так как 0,036 Гн ˃ 0,033 Гн, то для ограничения прерывистых токов необходимо выбрать дроссель с индуктивностью . Таким образом, индуктивность дросселя для ограничения прерывистых токов



По табл. П.2 выбираем дроссель марки ELC09D330F. Технические характеристики сводим в табл. 1.4.

Таблица 1.4

Технические характеристики выбранного дросселя

Наименование	Индуктивность, мГн	Точность, %	Тестовая частота, кГц	Сопр-е пост. току, Ом	Пост. ток, А
ELC09D330F	33	10	10	0,081	1,4

Индуктивность сглаживающего дросселя:


где



Так как , то потребности в дросселе для ограничения пульсаций выпрямленного тока нет.

2. 
   Выбор тиристоров для выбранного типа двигателя.
   

Определяем значение

---

по формуле (1.21)


По табл. П.3 выбираем тиристор марки 10TTS08. Технические характеристики сводим в табл. 1.5.

Таблица 1.5

Технические характеристики выбранного тиристора

Наименование	Максимальное напряжение в закрытом состоянии, В	Средний ток в открытом состоянии, А	Тип корпуса
30TTS12	1200	20	TO240AB

2. 
   _{Определяем параметры передаточной функции тиристорного преобразователя:}
   

_– расчет постоянной времени запаздывания



_– расчет постоянной времени СИФУ



_Тогда



Рассчитываем коэффициент передачи тиристорного преобразователя



Определяем передаточную функцию тиристорного преобразователя по:

3. 
   Выбор тахогенератора для электропривода с двигателем типа 2ПН90LYXL4. Расчёт и выбор RC-элементов фильтра. Определение параметров передаточной функции датчика скорости.
   

1. По табл. П4 в приложении выбираем тахогенератор типа ТП20-6-0,5 со значением крутизны характеристики мВ/(об.мин). Технические характеристики сведены в табл. 1.6.
Таблица 1.6 - Технические характеристики тахогенератора

Типоразмер	Cu, мВ/(об/мин)	Rнг, 103 Ом	nтг, об/мин
2,5TТП-4	4,0	6	3000

Переведем значение крутизны выходной характеристики в

---

:

1. 
   Производим расчет и выбор RC-элементов фильтра.
   

Определяем передаточное число мультипликатора q2:



где

_{Определяем коэффициент передачи делителя:}



где коэффициент передачи датчика скорости



Так как меньше единицы, то необходимо выбрать делитель напряжения с коэффициентом:



Значение сопротивления принимаем тогда:



Приводим значение сопротивления к номиналу:



Примем предварительно значение постоянной фильтра и определим емкость конденсатора



Приводим значение емкости к номиналу по табл. П.6:



Выбираем конденсатор Panasonic серии NHG на рабочее напряжение 50 В и пересчитываем постоянную времени фильтра:

1. 
   Передаточная функция датчика скорости:
   

4. 
   Выбор СКВТ для электропривода с двигателем типа 2ПН90LYXL4 и расчёт его коэффициента передачи.
   

Выбираем СКВТ типа ВТМ-4А с параметрами: напряжение возбуждения В; частота тока возбуждения

---