Курсач (ТЭП, 8 сем, Поехавший, ЭЛ-100-500)

Здесь		;		;

Передаточная функция:

(

(

))

( )

(	) (		)

(	) (		)

	(			) (			)
Здесь	√				√
						( )

Для построения ЛАЧХ и ЛФЧХ эти функции неплохо бы переписать.

10

Здесь:

{ ; {

Логарифмическая амплитудная функция:

Фазовая функция:

Значения функций:

	220			230			231			232			233			235			242			244			244.5			245			246			248
	-74			-85			-91			-117			-90			-79			-57			-41			1			-41			-50			-56

Проверка полученных результатов в MATLAB:

Рисунок 2.2.2 Результаты моделирования

11

Вывод: на построенных характеристиках видно, что колебания момента двигателя с частотой около 244 1/с или момента нагрузки с частотой 233 1/с или 244 1/с вызовут колебания скорости с той же частотой, но с очень большой амплитудой.

При резком скачке одного из этих воздействий в системе начнутся колебания с частотой 244 1/с.

3 Выбор двигателя и построение уточнённых частотных характеристик

Токарно-карусельный станок предназначен для вытачивания деталей больших размеров и массы. Этот процесс занимает длительное время. Ниже представлена нагрузочная диаграмма установки.

Mc

Момент нагрузки

	Mс2			IV
			II
	Mс1
		I	III	V
	Mпш

t1 t2	t3 t4	t5	t6	t

ωдв

Скорость двигателя

ω1 ω2

	t1 t’1			t3 t4			t’6		t6	t
	Mдв
1,3Mпш							Момент двигателя
Mс2							IV
			II		III
Mс1
		I						V
0,5Mпш

t1 t2	t3 t4	t5	t6	t

Рисунок 3.1 Тахограмма и нагрузочная диаграмма

12

Для участков II и III примем следующие моменты нагрузки:

Как уже упоминалось выше, эти диаграммы описывают процесс реза деталей.

участок I – разгон планшайбы до необходимой скорости;

участок II – резание (небольшое расстояние от центра детали);

участок III – перемещение ножа;

участок IV – резание (расстояние от центра детали больше);

участок V – остановка планшайбы.

Так как момент, развиваемый планшайбой, является реактивным, то появляется

он только при начале движения и всегда имеет знак, противоположный моменту двигателя.

В зависимости от размеров и материала детали, режима резания скорость

вращения детали может меняться. Примем средний радиус детали		(для
второго участка) и скорость резания	. Линейную скорость резания

необходимо поддерживать постоянной. Тогда угловая скорость двигателя должна быть не менее:

Поскольку мощность на валу неизменна, то скорость на участке два определяется из соотношения:

Теперь можно уточнить диаграмму:

участок I – разгон планшайбы до скорости 91 1/с за 4с;

участок II – резание на скорости 91 1/с в течение 300 с при моменте сопротивления 1400 Нм:

13

участок III – замедление двигателя до скорости 85 1/с за 0,5 с

участок IV – на скорости 85 1/с в течение 300 с при моменте 1500 Нм;

участок V – остановка планшайбы под действием момента сопротивления.

Исходя из этих данных можно рассчитать необходимые моменты двигателя на каждом участке. Для этого нужно воспользоваться уравнением движения.

Так как разгон/торможение происходит равномерно (то есть скорость изменяется линейно), то можно перейти к уравнению в приращениях:

Для участка I:

Для снижения скорости за 0.5 секунд:

Для остановки двигателя за 1.5 секунды:

Этот момент обеспечит нагрузка, поэтому можно отключить двигатель.

Таким образом, получились следующие параметры работы привода на участках тахограммы:

Участок	I	II	III	IV	V
	1550	1400	1090	1500	0
	0,6	0,8	0,6	0,8	0,6
	4	300	0.5	300	1.5
			14

Выберем двигатель по мощности. Максимальная скорость 91 1/с. Момент 1400

Нс. Мощность:

Выбран двигатель Siemens 1LE1503-3AC62-1AA4. Паспортные данные:

Энергетические характеристики двигателя:

15

Зависимость КПД от загруженности двигателя

96

95,8

95,6

η, %

95,4

95,2

95

40

50

60

70

80

90

100

P/Pном, %

Зависимость cosϕ от загруженности двигателя

cosϕ

0,9

0,85

0,8

0,75

0,7

0,65

0,6

40

50

60

70

80

90

100

P/Pном, %

16

С учётом нового момента инерции двигателя нужно пересчитать необходимые значения динамического момента для разгона и торможения:

Для снижения скорости за 0.5 секунд:

Для остановки двигателя за 1.5 секунды:

Как видно, на участке разгона момент двигателя превышает номинальный,

поэтому необходимо выполнить проверку двигателя по нагреву. Для проверки используем метод эквивалентного момента, так как предполагается, что в процессе работы поток двигателя будет постоянным.

Расчёт эквивалентного момента:

√		√

Видно, что	, а значит двигатель можно использовать для наших
целей.

Параметры механической части привода тоже изменились:

Частота собственных колебаний системы:

√ √

Парциальная частота колебаний первой массы:

17

√√

Парциальная частота колебаний второй массы:

√√

Коэффициент соотношения инерционных масс:

Необходимо пересчитать передаточные функции и частотные характеристики
системы с учётом конкретизированного момента инерции двигателя	.

3.1 Передаточная функция скорости планшайбы по управляющему

воздействию

Здесь	√
			(	)
Логарифмическая фазовая функция:

{

Значения функций:

	130	135	140	142	145	145.4	146	150	155	160	165	170
	-52	-49	-44	-40	-22	0	-25	-43	-50	-54	-57	-60
						18

Результаты моделирования в MatLAB:

Рисунок 3.1 Результаты моделирования

3.2 Передаточная функция скорости планшайбы по возмущению

Здесь	√		√
				( )

Для построения ЛАЧХ и ЛФЧХ эти функции можно переписать.

Логарифмическая амплитудная функция:

19