Выбор исполнительного двигателя

Содержание

Введение

1 Выбор и обоснование функциональной схемы

1.1 Выбор исполнительного двигателя

1.2 Выбор передаточного числа редуктора и проверка правильности выбора двигателя

1.3 Выбор измерителя рассогласования

1.4 Выбор усилителя

1.5 Передаточная функция следящей системы

1.6 Следящая система комбинированного управления

1.7 Влияние редуктора на работу следящей системы

1.8 Выбор последовательного корректирующего звена

2 Реализация следящей системы

Заключение

Список литературы

Приложение

Введение

Современные системы автоматического регулирования нашли самое широкое применение в различных областях науки и техники. Это связано не только с необходимостью автоматизации различных технологических процессов и производственных операций, но и с появлением принципиально новых автоматизированных машин, предназначенных для работы в экстремальных условиях: в космосе, под водой, в зонах с ядерным излучением, в шахтах и т.д. Непрерывно расширяется класс систем автоматического регулирования, отличающихся как особенностями самого объекта регулирования, так и динамическими свойствами систем в целом.

Следящие системы (СС) можно классифицировать по способу формирования управляющего воздействия, характеру сигнала рассогласования, способу математического описания СС и характеру контролируемых измерений, проходящих в СС.

Выходной вал СС с определенной степенью точности воспроизводит в виде механического перемещения входной управляющий сигнал. При этом исполнительный двигатель должен преодолевать имеющиеся на выходном валу нагрузки (возмущающее воздействие) и развивать скорости и ускорения, обеспечивающие его слежение за входным управляющим воздействием, а система управления двигателем должна обеспечить необходимую точность слежения. Т.е. привод должен обладать определенными динамическими свойствами, которые надо четко сформулировать на начальной стадии проектирования. Динамические свойства СС и законы изменения управляющих и возмущающих воздействий во многом зависят от назначения объекта управления в целом и функций, выполняемых СС, а также от условий работы.

Структурная схема СС изображена на рис.1

Рисунок 1

Входное устройство, предназначено для вырабатывания сигнала, закон изменения которого должен воспроизводиться объектом регулирования. Сравнивающее устройство имеет два входа, на один из которых подается входной сигнал, а на второй – сигнал обратной связи с выхода следящей системы.

Если положение объекта регулирования не соответствует заданному, то на выходе сравнивающего устройства возникает сигнал ошибки, пропорциональный разности входного сигнала и сигнала обратной связи.

Как только объект регулирования займет заданное положение, сигнал ошибки станет равным нулю и исполнительный механизм остановится.

Основные задачи проектирования состоят в выявлении требуемых динамических свойств привода, определении типа привода, выборе исполнительного двигателя, обладающего нужными предельными динамическими возможностями, определении метода управления и разработке схемы управления, которая при максимальной простоте и надежности и минимальных габаритах и весе обеспечивает необходимую динамику и точность.

Исходные данные:

Выбор и обоснование функциональной схемы

Выбор исполнительного двигателя

Двигатель должен иметь требуемые скорости, мощность, передаточную функцию и статические характеристики, отвечает требованием по нагреву и перегрузкам, расходовать минимум энергии. Надо также учитывать, что двигатель вместе с зависимым от него усилителем может составлять главную часть конструкции системы в отношении размеров, массы и стоимости.

Выберем электрический двигатель и определить параметры его передаточной функции, если момент статической нагрузки М_Н =2 Нм; момент инерции нагрузки J_Н=1 кгм²; максимальная скорость вращения W_m=30^о/с; максимальное ускорения вращения ε_м =10^о/с².

Примем ориентировочный коэффициент КПД редуктора η =0.9.

Требуемая мощность двигателя (кВт) определяется по формуле:

.

По полученной мощности выбираем двигатель из числа двигателей переменного тока серии ДИД, при напряжении возбуждения u_в = 110 В, напряжении управления u_у.ном= 110 В и частоте сети 400 Гц. Наиболее подходящим яв­ляется АДП-123(ст73): Р_Д.НОМ =4.1Вт; n_д.ном = 4000об/мин;

J_р= 120 кгм²; Нм; =100*10^-4 Нм; τ_м=0.064с. [3.87]