Регулируемый электропривод подачи токарного станка

1.

Федеральное государственное автономное образовательное
учреждение высшего профессионального образования
«Национальный исследовательский
Томский политехнический университет»
Институт электронного образования
Специальность 140604-"Электропривод и автоматика промышленных установок
и технологических комплексов“
Кафедра электропривода и электрооборудования
Тема: Регулируемый электропривод
подачи токарного станка
Выполнил
Руководитель
Зинкевич Анатолий Александрович
Однокопылов Иван Григорьевич
Томск 2019

2. Кинематическая схема механизмов подач станка

ЛИР158
2500 имп/об
ЛИР801
M
5МТ 47Нм
1500 об/мин
O40, перемещение 330мм.
ШВП, шаг 10мм.
ЛИР158
2500 имп/об
O63, перемещение 1260мм.
ЛИР801
M
ШВП, шаг 10мм.
5МТ 47Нм
1500 об/мин

3. Архитектура системы управления

Структурная схема следящего электропривода
Схема токарной обработки

4. Двигатель 5МТ 47Нм

5. Параметры двигателя 5МТ

Номинальный момент, Нм
47
Максимальный момент, Нм
190
Номинальный ток, А
44
Максимальный ток, А
180
Максимальная скорость, об/мин
1500
Номинальная скорость, об/мин
600
Сопротивление якоря, Ом
0,76
Индуктивность якоря, мГн
3,8
Постоянная ЭДС, В*с/рад
1,24
Постоянная момента, Нм/А
1,07
Момент инерции ротора, кгм2
0,037
Максимальное напряжение, В
190
Номинальное напряжение, В
85
Эл. магнитная постоянная, с
0,005
Эл. механическая постоянная, с
0,017
Коэффициент передачи ТГ, В*с/рад
0,19
Термическая постоянная, мин
60

6. Схема тиристорного преобразователя SDC1-47

7. Привод подачи

Расчетная схема механической системы
ЛАЧХ двухмассовой механической системы
Структурная схема механической системы

8. Предельные характеристики электропривода

Структурная схема силового канала
следящего электропривода
Предельные характеристики электропривода
при пониженном напряжении

9. Структурная схема двухмассовой САУ СЭП

10. Имитационная модель нелинейной САУ СЭП ДМС

Контур тока с ПИ-РТ на МО,
Контур скорости с ПИ-РС на МО+Вх. фильтр,
Контур положения с П-РП на ЛО

11. Ошибка положения в зависимости от местоположения датчика

DLм(t)
DLуст=125 мкм
DLдв(t)
Датчик на валу двигателя.
Кривые переходных процессов сигнала рассогласования в нелинейном СЭП с
П-регулятором положения и двухмассовой механической системой при отработке
скачка управляющего воздействия Lзад= 200 мкм.

12. Переходные процессы в СЭП с двухмассовой системой с датчиком на механизме

T=9*0,0055=0,49 c
T=9*0,0055=0,5 c
DLуст=0 мкм
DLуст=0 мкм
i(t),A
L(t), мкм
Lуст=5000 мкм
Lуст=100 мкм
L(t), мкм
w 1 (t), rad/c
w 1 (t), rad/c
i(t),A
w 2(t), rad/c
w 2(t), rad/c
Отработка скачка управляющего
воздействия Lзад= 100 мкм
Отработка скачка управляющего
воздействия Lзад= 5000 мкм

13. Переходные процессы в СЭП с двухмассовой системой с датчиком на механизме (продолжение)

DLуст=0 мкм
T=9*0,0055=0,49 c
Lуст=10000 мкм
DL(t)
L(t), мкм
w 1 (t), rad/c
i(t),A
w 2(t), rad/c
DLуст=0 мкм
Отработка скачка управляющего
воздействия Lзад= 10000 мкм
Датчик на механизме.
Кривые переходных процессов
сигнала рассогласования в
нелинейном СЭП с
П-регулятором положения и
двухмассовой механической системой
при отработке скачка управляющего
воздействия Lзад= 100 мкм.

14. Функциональная схема СЭП

0В
Блок
питания
-24 В
-15 В
OL
0В
OC
TV -сетевой
трансформатор
18 A
18 B
18 C
+15 В
+24 В
OS
TG
CP
0V
XL
XM
XN
OL
OS
Блок логики и защит
IC602 PIC16C73
"Microchip"
CP
TG
PP
OС
OL - превышенная нагрузка
OC - превышенный ток
OS - превышенная скорость
TG - обрыв тахогенератора
CP - отсутствие фазы
RD - готовность сервопривода
RL - включение силового реле
50U
F
IC205-A
R215
Uзс
50V
50W
Внешний
сигнал
разрешения
работы
R209
ПИД-РC
IC205-B
IC205-B
R312
C204
R311
ПХ
C306
ПИ-РТ
C203
+
C202
СИФУ
IC507
PIC16C73
"Microchip"
P203( проп .)
R206
P302( a 0)
Трс
J208 ( диф )
RD
Имп .
тр.
ТП
Имп .
тр.
R
RL
Крс
mмех
ДХ
R207
УЗТ
ДТ
TО
М
5МТ
P501 ( ток двиг .)
IUдтI
IUдс I
ДС
IUдн I
ДН
ТГ
ЭВМ верхнего
уровня
ОБЩАЯ ШИНА ISA
ЛИР-930
CPU
ROCY 3705
DAC
A-626-P1
Блок питания
контроллера
RS-232
КОНТРОЛЛЕР
FASTWELL
P301( сим.)
A
A
B
В
Ir
Ir
+5В
0В
Мс нагр .
ЛИР-8
BQ

15. Экономика Диаграмма Ганта

16. Финансовые затраты на модернизацию

Материальные затраты ТП
16
Затраты по полной заработной плате
исполнителей темы
Отчисления во внебюджетные фонды
7
Накладные расходы
55
22

17. Социальная ответственность

18. Спасибо за внимание!