Введение

В.1 Общие сведения

В локальных системах автоматического управления (САУ), электроприводах промышленных роботов и технологического оборудования гибких автоматизированных производств (ГАП) широко применяются коллекторные и бесколлекторные двигатели постоянного тока, синхронные и асинхронные переменного тока, шаговые двигатели. При выборе необходимо учитывать следующие основные факторы:

1) функциональное назначение (исполнительный в системе автоматического управления, силовой приводной, приводной в программно-временном устройстве и т.д.);

2) тип, возможности и ограничения источника питания двигателя и усилителя мощности;

3) тип системы управления и требования к ее статическим и динамическим

характеристикам (цифровые системы управления, аналоговые, комбинированные и т.д.);

4) конструкцию, характер нагрузок и движений объекта управления, с которым соединен двигатель;

5) условия работы (степень агрессивности среды, ее давление, температуру, влажность, вибрации, инерционные нагрузки), время работы двигателя и требуемый ресурс безотказной работы в заданных условиях;

6) ориентировочное значение предполагаемой выходной мощности и требуемый к.п.д. , необходимую мощность управления;

7) условия эксплуатации (возможность контроля, возможность восстановления при отказе, время приведения в готовность);

8) стоимость и эксплуатационные расходы.

В.2 Объект проектирования

В настоящей курсовой работе осуществляется один из этапов проектирования локальных САУ и электроприводов ГАП, связанный с выбором электрических двигателей. Необходимо выбрать электрические двигатели для электроприводов кинематических звеньев промышленного робота, входящего в модуль ГАП; для привода координатного стола, перемещающего обрабатываемые изделия; для силового программно-временного привода силовой части оборудования модуля ГАП и для приборной следящей системы, входящей в комплект измерительной аппаратуры модуля ГАП.

Исходя из оценки факторов, приведенных в п. В.1, рекомендуется выбирать следующие типы двигателей:

а) для силового программно-временного привода — трехфазный асинхронный двигатель;

б) для приборной следящей системы — исполнительный двухфазный асинхронный микродвигатель;

в) для привода координатного стола — синхронный шаговый двигатель;

г) для привода кинематического звена промышленного робота — исполнительный двигатель постоянного тока.

В.3 Техническое задание на выбор электрических двигателей

В.3.1 Техническое задание на трехфазный асинхронный двигатель силового привода

Режим работы двигателя: повторно-кратковременный.

Нагрузочная диаграмма двигателя в виде графика зависимости мощности нагрузки Р от времени t

(рис. В.1). Мощность Р задана с учетом потерь мощности в механическом передаточном устройстве.

рис. В.1

На этом рисунке:

t_p — время работы

t₀ — время паузы

T_ц — время цикла.

U_ном — номинальное напряжение питания.

n₁ — синхронная частота вращения.

Список разрешенных к применению серий:

- трехфазные асинхронные двигатели с повышенным скольжением 4АС, предназначенные для работы при различной относительной продолжительности включения.

Схема управления.

Примечание: Пример Т3 для одного из вариантов приведен в таблице 1 приложений

В.3.2 Техническое задание на исполнительный асинхронный микродвигатель приборной следящей системы

Способ управления — амплитудный или амплитудно-фазовый с конденсатором в цепи возбуждения.

U_max,, U_min — верхняя и нижняя границы номинального напряжения управления.

f — номинальная частота.

w_нг.max — максимальная угловая скорость исполнительной оси (нагрузки)

e_нг.max — максимальное угловое ускорение исполнительной оси.

М_нг — максимальный статический момент сопротивления (нагрузки) на исполнительной оси.

i_ред.max — максимальное значение передаточного отношения редуктора.

Список разрешенных к применению серий:

- двухфазные исполнительные асинхронные микродвигатели с полым немагнитным ротором ДИД.

Схема управления.

Примечание: Пример Т3 для одного из вариантов приведен в таблице 2 приложений.

В.3.3 Техническое задание на шаговый двигатель координатного стола.

U_ном — номинальное напряжение управления.

f_ш.дв.min — нижняя граница приемистости при номинальной нагрузке.

M_нг — максимальный статический момент сопротивления (нагрузки) на исполнительной оси.

w_нг.max — максимальная угловая скорость исполнительной оси (нагрузки) при номинальной частоте приемистости.

J_нг — максимальный момент инерции на исполнительной оси (нагрузки).

Dq_нг — максимально допустимая дискретность отработки угла поворота исполнительной оси.

Список разрешенных к применению серий:

- активные шаговые двигатели ШДА и ДШ.

Схема управления.

Примечание: Пример Т3 для одного из вариантов приведен в таблице 3 приложений.

В.3.4 Техническое задание на исполнительный двигатель постоянного тока промышленного робота

Способ управления — якорный.

U_max , U_min — верхняя и нижняя границы номинального напряжения управления.

Dw_*доп — допустимое изменение угловой скорости при заданном изменении момента DМ_*зад= 10% в номинальном режиме.

w_нг.max — максимальная угловая скорость исполнительной оси (нагрузки).

e_нг.max — максимальное угловое ускорение исполнительной оси.

М_нг — максимальный статический момент сопротивления (нагрузки) на исполнительной оси.

J_нг — максимальный момент инерции на исполнительной оси (нагрузки).

i_ред.max — максимальное значение передаточного отношения редуктора.

Список разрешенных к применению серий:

- двигатели с постоянными магнитами ДПМ.

Примечание: Пример Т3 одного из вариантов приведен в таблице 4 приложений.