иклу свідчить про те, що кількість тепла, запасене в двигуні до початку циклу, не відрізняється від кількості тепла, запасеного в двигуні в Наприкінці циклу, тобто тепло в двигун не запасається.
У Відповідно до документації, представленої заводом-виробником ККД електроприводу при моменті навантаження М н = 0,2 Нм, дорівнює:
;
Номінальні втрати двигуна:
;
Теплові втрати:
;
Втрати в міді для номінального режиму:
;
Механічні втрати приймаємо рівними 10% від номінальних:
;
Для електроприводу ШПШ-10 втрати в сталі відсутні, так як обертові здебільшого не містять феромагнітних матеріалів;
В
Двигун вибраний правильно, якщо в процесі його експлуатації дотримується умова:
,
де - допустиме перевищення температури для ізоляції двигуна, яке визначається класом ізоляції.
;
Коефіцієнт тепловіддачі:
Вт/В° С;
Тоді:
В° С;
Для обраного двигуна гранична температура: В° С, допустиме перевищення температури для ізоляції двигуна:
В° С в‰Ґ.
Як видно з розрахунків, граничне перевищення температури двигуна за час роботи нижче допустимого, значить двигун не буде перегріватися.
4. Моделювання режимів роботи електроприводу і процесів управління
В якості системи управління використовується триконтурна система підлеглого регулювання з контурами струму, швидкості, положення. Структурна схема представлена ​​на рис.
Розрахунок параметрів структурної схеми
Внаслідок малого значення постійної часу контуру струму, будемо вважати його без'інерціонним ланкою з коефіцієнтом передачі, рівним:
;
В
Рис.3. Блок-схема розглянутої системи. br/>
Контур швидкості:
- коефіцієнт зворотного зв'язку по швидкості;
Набудуємо контур швидкості на технічний оптимум:
В
Регулятор швидкості являє собою П-регулятор.
Контур положення:
Набудуємо контур положення на технічний оптимум:
В
Регулятор положення являє собою П-регулятор.
У Відповідно до технічного завдання моделируемая система повинна відпрацьовувати гармонійне завдання з частотою 0 ... 2 Гц з помилкою позиціонування не більше 1 мм
При f = 1 Гц О© = 2 В· ПЂ В· f = 2.3, 14.1 = 6,28 рад/с
Амплітуду завдання вибираємо дослідним шляхом, для отримання лінійної швидкості руху руки маніпулятора не більше 0,5 м/с. Була обрана амплітуда, рівна 24,5 радий. br/>В
Рис.4 Модель досліджуваної системи в середовищі MatLab.
Результати моделювання:
В
Рис.5. Залежність і від часу t. br/>В
Рис.6. Залежність кутовий швидкості П‰ електродвигуна від часу t. <В
Рис.7. Залежність моменту М електродвигуна від часу t. br/>В
Рис.8 Залежність лінійного переміщення L руки маніпулятора від часу t. br/>В
Рис.9 Залежність помилки позиціонування від часу. br/>
Таким чином, з результатів моделювання видно, що при відпрацюванні гармонійного завдання з частотою 2 Гц помилка стеження О”L = 0,88 мм <1 мм, що відповідає заданим вимогам.
5. Розробка електричної схеми
Згідно принциповій електричній схемі до складу електроприводу висування руки маніпулятора входять:
- інтегровані сервопривід СПШ20-23017;
- перемикач TR26-21C-11D1 (220В, 16А);
- розроблений блок живлення.
Блок живлення служить для забезпечення інтегрованого сервоприводу СПШ20-23017 стабілізованою силовим напругою 80 В і стабілізованою напругою ланцюга управління 15В. До його складу входять два перетворювача постійного фірми В«Александер-ЕлектрикВ»: DC/DC перетворювач МДМ10-Вт з вихідним напруга 15 В і DC/DC перетворювач MR100 з вихідним напругою 80 В. Також джерело живлення снащени ключем скидання енергії.
У режимі власне двигуна, коли потужність джерела живлення витрачається на створення обертального моменту і в генераторному режимі, коли зовнішній обертальний момент наводить ЕРС на статорні обмотки і привід перетворюється на генератор постійного струму. Перехід у генераторний режим відбувається всякий раз, коли контролер сервоприводу включає гальмування, а інерція ротора і навантаження змушує його обертатися далі. В результаті чого накопичувальні конденсатори починають запасати електроенергію. Окрім підвищення ККД, наявність зворотного струму спрямованого від приводу в накопичувальні конденсатори дає можливість здійснювати гальмування без розсіювання додаткового тепла в обмотках і В«гальмівнихВ» резисторах. Блок живлення моделі комплектується трьома накопичувальними конденсаторами сумарною ємністю 3000 мкФ на 160 Вольт з максимальним струмом пульсацій 7.5 Ампер. Ресурс конденсаторів становить 2000 г...
