Разработка системы управления механизмом подъема мостового крана (стр. 1 из 8)

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

Донской Государственный технический университет

Кафедра «Робототехника и мехатроника»

УТВЕРЖДАЮ

Зав. кафедрой

«______»_____________200 г.

Пояснительная записка

К курсовой работе по дисциплине: «Электромеханические и мехатронные системы»____________________________________________________________________

на тему: " Разработка системы управления механизмом подъема мостового крана "_____

Выполнил студент

Специальность «»_____

Руководитель проекта ___________________ _

Проект защищен ___________________ __________________

Члены комиссии ___________________ __________________

Ростов-на-Дону

200

Содержание

Введение. 4

1 Исходные данные для курсового проектирования. 5

2 Расчетно-конструкторская часть. 7

2.1 Расчет мощности двигателя механизма подъема мостового крана. 7

2.2 Выбор двигателя. 8

2.3 Выбор редуктора. 13

2.4 Расчет широтно-импульсного транзисторного преобразователя. 13

2.5 Расчет основных статических параметров двигателя. 22

2.6 Расчет параметров электропривода. 25

2.7 Динамический расчет электро привода. 29

2.8 Расчет выпрямителя источника питания. 35

2.9 Выбор и расчет сглаживающего фильтра. 37

2.10 Выбор трансформатора источника питания. 39

3. Описание работы системы.. 40

3.1 Блок регулятора. 40

3.2 Регулятор тока (РТ). 41

3.3 Широтно-импульсный модулятор (ШИМ). 41

3.4 Ограничение максимального и эффективного тока. 43

3.5 Контроль работы тахогенератора. 44

3.6 Защита от короткого замыкания и превышения допустимого уровня питающего напряжения. 45

3.7 Защита при неисправностей внутренних источников питания «+15В» и «-15В». 45

3.8 Предварительное усиление управляющих сигналов ШИМа………....... ..46

Заключение. 48

Список использованных источников. 49

Введение

Для выполнения машинного технологического цикла (процесса) требуется согласование работы всех механизмов и выходных устройств МС, включая исполнительные, контролирующие и управляющие. Естественно, что в основе управления машинами лежат принципы механики, увязывающие их силовые, энергетические и массовые характеристики. В современных мехатронных системах преобразование движения одного или нескольких тел в требуемые движения других тел осуществляется системой тел (деталей), называемых механизмом. Механизмы входят в состав машин – технических систем (ТС) и предназначены для осуществления механических движений по преобразованию потоков энергии, силовых взаимодействий, необходимых для выполнения различных рабочих процессов. Часто силовой основой в МС является электропривод постоянного или переменного тока, формирующий управляемую электротехническую систему или комплекс. Для электротехнических систем управления характерна тесная взаимосвязь электромеханической части с цепями ее питания и регулирования. Поэтому суммарные характеристики устройств часто определяются всеми функциональными звеньями в равной степени. Управляемые комплексы с электромеханическим приводом (система, состоящая из двигателя и связанных с ним устройств приведения в движение одного или нескольких исполнительных механизмов, входящих в состав МС) получили название электромеханических систем (ЭМС).

1 Исходные данные для курсового проектирования

Разработать систему управления механизмом подъема мостового крана, обеспечивающую следующие проектные технические характеристики:

Рисунок 1 – Функциональная схема разрабатываемого устройства.

1-щит управления; 2-редуктор; 3- электродвигатель; 4-барабан; 5-канат;

6-грузозахватное устройства:

Масса груза 14000 кг;

Вес грузозахватного устройства Gо = 4000 Н;

Высота подъёма h = 22 м;

Скорость подъема грузозахватного устройства VП = 0,13 м/с;

Коэффициент полезного действия барабана и передачи h = 0,93;

Время переходного процесса замкнутой системы [tпп]=0,15с;

Перерегулирование [s%]=0,30%.

Диаметр барабана D

= 0,54 м;

Средне суточное время работы механизма t

=9 ч;

Производительность мостового крана Q=56 т/ч;

Число включений в час z=600;

Относительная продолжительность включения t

=0,16;

Заданный режим работы Е3;

Заданная скорость вращения вала рабочего органа кранового механизма

рад/с.

Допустимая статическая погрешность σ=0,18%

В качестве преобразовательного устройства применить ШИП преобразователь с управлением от микро ЭВМ (PIC - контроллера) или другого задающего режим работы программируемого устройства.

2 Расчетно-конструкторская часть

2.1 Расчет мощности двигателя механизма подъема крана.

Рисунок 2 - Силы, действующие на кран.

1- электродвигатель; 2-редуктор; 3- грузозахватное устройства; 4-барабан; 5-канат;

Статическая мощность при подъеме номинального груза

(2.1)

Отношение времени пуска ко времени рабочей операции

(2.2)

Эквивалентная мощность для рабочей части цикла

, (2.3)

где

- переменная зависящая от /10. рисунок 7/

Определяем режим работы механизма подъема:

(2.4)

где

Относим механизм подъема крана к среднему режиму работы (С), режим работы электрооборудования принимаем Е3.

Необходимая номинальная мощность электродвигателя должна быть не менее следующего значения:

, (2.5)

где

- коэффициент, зависящий от конкретного номинального режима.

/1. стр.45/