Курсовая работа: Разработка системы управления механизма передвижения тележки

м/с.

Полученные значения удовлетворяют принятому условию: .

Исходя из массогабаритных параметров, требований, ограничений, связанных с выбором редуктора, выбираем двигатель с номинальной мощностью 700 Вт и частотой вращения 750 об/мин, т. е. двигатель П32

Определение реального передаточного числа и пересчет линейной скорости с учетом редуктора.

Реальное передаточное число выбирается из ряда (для двухступенчатых соосных редукторов): 8, 10, 12.5, 16, 20, 25, 28, 31.5, 40, 50.

Соответственно выбираем для двигателя П32 ближайшее наибольшее

передаточное число, .

Пересчитываем линейную скорость

м/с, (2.10)

м/с.

Полученная скорость должна удовлетворять условию:

, (2.11)

2.3 Выбор редуктора

Выбор редуктора осуществляется по параметрам выбранного двигателя и рассчитанным характеристикам: , кВт, Н·м.

Выбираем редуктор двухступенчатый соосный типа Ц2С-100 с основными параметрами:

1. Крутящий момент на тихоходном валу, Н·м………..…..…….500

2. Межосевое расстояние, мм………………………………...……100

3. Передаточное число…………………………………………..…31,5

4. Допускаемая радиальная нагрузка на выходных концах валов, кН:

· быстроходного…………………………………………….1,0

· тихоходного………………………………………….……..5,6

5. КПД, %………………….………………………………………..0,98

Масса, кг………………………..…………………………………..……45

2.4 Выбор схемы тиристорного преобразователя

Таблица 2.2 – Номинальные параметры схемы преобразователя

Схема преобразователя

Ке

К0

Кic

Ктэ

Кт

Кi1

Ктр

Кi2

гр. эл.

Трехфазная мостовая схема Y/λ

0,42

1,04

0,33

0,58

1,05

0,81

1,05

где Ке – отношение действующего значения напряжения вторичной обмотки трансформатора к наибольшему значению средней выпрямленной ЭДС; К0 – отношение максимального обратного напряжения на тиристоре к выпрямленной ЭДС; Кic – отношение среднего значения тока тиристора к среднему значению выпрямленного тока; Ктэ – отношение действующего значения тока тиристора к среднему значению выпрямленного тока; Кт – отношение типовой мощности трансформатора к мощности на стороне выпрямленного тока; Кi1 – отношение действующего значения тока фазы первичной обмотки трансформатора, к числу витков вторичной обмотки, к среднему значению выпрямленного тока, Ктр – коэффициент трансформации трансформатора; Кi2 – отношение действующего значения тока фазы вторичной обмотки трансформатора к среднему выпрямленному току; λ – предельный угол проводимости тиристора; m – число фаз.

2.5 Выбор силового трансформатора

Определим фазную ЭДС вторичной обмотки силового трансформатора

В. (2.12)

где Кс – коэффициент запаса, учитывающий возможное снижение напряжения сети, ; Кr – коэффициент, учитывающий падение напряжения на тиристорах и обмотках трансформатора, ; Кα – коэффициент, учитывающий неполное открытие вентилей при максимальном управляющем сигнале, .

В.

Определим действующее значение тока вторичной обмотки силового трансформатора

А. (2.13)

где Кi – коэффициент непрямоугольности, учитывающий отклонение формы кривой тока от прямоугольной, , Id – действующий выпрямленный ток, А.

А.

Определим действующее значение тока первичной обмотки

А. (2.14)

Расчетная типовая мощность трансформатора

Вт. (2.15)

Вт.

По расчетной параметрами мощности Ртр подбираем трансформатора типа ТС-1 со следующими основными:

~ номинальная мощность трансформатора, S1н, кВт………...……1,0

~ номинальное линейное напряжение вторичной обмотки трансформатора, U2н, В…………………………………………………...……170

~ напряжение короткого замыкания, Uкз, %...………………...……10

~ мощность при коротком замыкании, ΔРкз/S1н, %..…………...……5

2.6 Расчет параметров схемы и выбор тиристоров

Определим среднее значение тока тиристора

, А. (2.16)

А.

Определим максимальную величину обратного напряжения

, В. (2.17)

где Кα – коэффициент запаса по углу управления тиристоров, ; Ed0 – выпрямленная ЭДС преобразователя, В.

В.

Кратковременный допустимый ток, проходящий через тиристор, не должен превышать 15-кратного значения номинального тока тиристора IТН

, (2.18)

где Iкз – величина тока, проходящего через тиристор при коротком замыкании на стороне постоянного тока,

. (2.19)

Определим максимальное напряжение для выбора класса тиристоров

В. (2.20)

В.

Выбираем тиристоры КУ211Ж 5-го класса, имеющие основные параметры:

· средний ток в открытом состоянии, It=10А;

· максимальное обратное напряжение, Utmax=500 В;

· отпирающее постоянное напряжение управления, =7 В.

2.7 Расчет параметров контура нагрузки ТП

Находим расчетное сопротивление цепи якоря двигателя, питаемого от тиристорного преобразователя через силовой трансформатор

Ом, (2.21)

где Rур – сопротивление уравнительного реактора, Ом,

Определим линейное напряжение вторичной обмотки U2л

В, (2.22)

В.

Определим сопротивление обмоток силового трансформатора Rт

Ом, (2.23)

Ом.

Найдем фазный ток вторичной обмотки Iф2

А, (2.24)

А.

Полное сопротивление обмоток силового трансформатора

Ом, (2.25)

Ом.

Реактивное сопротивление обмоток силового трансформатора Xт

Ом, (2.26)

Ом.

Приведенная к цепи постоянного тока индуктивность силового трансформатора Lт будет определена, как

Гн, (2.27)

Гн.

Определение сопротивление щеточного контакта

Ом, (2.28)

Ом.

Определим сопротивление, вносимое за счет коммутации тиристоров в схеме

Ом, (2.29)

Ом.

Определим эквивалентную индуктивность якорной цепи

Гн. (2.30)

Определим индуктивность сглаживающих дросселей Lур

Гн, (2.31)

где Кур = 0,65 – коэффициент уравнительного реактора.

В, (2.32)

В.

А. (2.33)

А.

Гн.

Найдем индуктивность якорной цепи Lя

Гн, (2.34)

где С = 0,6 для компенсированной машины; р – число пар полюсов, р = 1.

Гн. (2.35)

Гн.

Определим электромагнитную постоянную времени цепи якоря

с, (2.36)

с.

Найдем постоянную двигателя по ЭДС

В·с/рад, (2.37)

В·с/рад.

Н·м/А, (2.38)

Н·м/А.

2.8 Расчет и построение электромеханических характеристик

Электромеханическая характеристика двигателя является зависимостью W=f (Iя) при угле регулирования α напряжения тиристорного преобразователя. При изменении можно получить ряд характеристик ДПТ при питании от ТП.

Определим значение граничной ЭДС ТП

(2.39)

где - параметр нагрузки. (2.40)

Определим граничное значение скорости

(2.41)

Определим значение граничного тока

(2.42)

Изменяя угол проводимости тиристоров λт в пределах от 0 до 2π/m, рассчитываем электромеханическую характеристику двигателя в зоне прерывистых токов, для углов и .