Курсовая работа: Разработка электропривода моталки для свертывания металлической полосы в рулоны
Обоснование перехода к одномассовой расчетной схеме:
- на второй массе нет датчиков;
- частота собственных колебаний:
условие перехода: Трег. жел >
>0.0166
Как показано ниже Т привода составляет 0,02. Значит можно перейти к одномассовой расчетной схеме.
1.4 Построение нагрузочной диаграммы и механической характеристики рабочей машины
Нагрузочная диаграмма имеет вид:
- В начале цикла до выхода на номинальный режим натяжение ленты отсутствует. На двигатель действует только момент, создаваемый силой трения.
- После совершения нескольких оборотов двигатель входит в режим поддержания постоянного натяжения полосы. При этом по мере увеличения радиуса барабана момент также увеличивается.
Рисунок 1.2—Нагрузочная диаграмма
Для построения механической характеристики рабочей машины необходимо совместить нагрузочную диаграмму и тахограмму. Для наглядности при построении по вертикальной оси будем откладывать скорость, а не момент.
Рисунок 1.3—Механическая характеристика рабочей машины
2 Анализ и описание системы «электропривод—сеть» и «электропривод—оператор»
Электропривод подключается к сети 380 В. Преобразователь обеспечивает согласование между двигателем и сетью. Между сетью и преобразователем стоит автоматический выключатель. Пуск двигателя происходит при срабатывании датчика, показывающего, что на барабан поступила лента. Пуск двигателя регулируемый. Для задания скорости двигателя используется контур регулирования натяжения.
Электропривод работает без оператора.
3 Выбор принципиальных решений
3.1 Построение механической части электропривода
Механическая часть привода состоит из эластичной муфты, редуктора с передаточным отношением 10 и барабана радиусом 0,3 метра.
3.2 Выбор типа привода (двигателя)
Для поддержания постоянного натяжения и постоянной линейной скорости наматываемой ленты необходимо использовать замкнутую систему регулирования. Для построения такой системы необходимо иметь привод с возможностью плавного регулирования скорости. К таким приводам относятся: УВ—ДПТ с управлением по потоку, АИТ—АД, АИН—АД с векторным управлением.
Таблица 3.1—Оценочная диаграмма
| Показатель | ДПТ с управлением по потоку | АД с частотно-токовым управлением | АД с векторным управлением |
| Затраты на обслуживание | 1 | 5 | 5 |
| Изнашиваемость | 2 | 5 | 5 |
| Простота наладки | 5 | 5 | 4 |
| Перспективность | 1 | 5 | 5 |
| Надежность | 3 | 5 | 5 |
| Итого | 2,4 | 5 | 4,8 |
Как видно из оценочной диаграммы наилучшим типом привода будет АД с частотно-токовым управлением.
3.3 Выбор способа регулирования координат
Регулирование координат будем проводить по отклонению их от заданного значения.
Датчик скорости вращения двигателя реализован с помощью тахогенератора.
В процессе намотки необходимо, чтобы линейная скорость ленты на барабане равнялась линейной скорости на рольганге. Проконтролировать это можно с помощью датчика натяжения компенсационного типа, который одновременно является натяжным устройством.
При превышении линейной скорости на барабане над линейной скоростью на рольганге, длина ленты между барабаном и рольгангом будет уменьшаться. Это вызовет смещение датчика натяжения от точки задания. При этом возвратная пружина увеличит натяжение ленты, а значит увеличится момент, прикладываемый к барабану. Также увеличится сигнал обратной связи по натяжению. Это заставит регулятор натяжения уменьшить сигнал задания скорости. Скорость барабана уменьшится, уменьшится линейная скорость и датчик натяжения вернется в первоначальное положение.
Натяжение ленты описывается следующей зависимостью:
СУПР — коэффициент упругости ленты. Хоть сама лента и не растягивается (она металлическая), но «свободный ход» датчика натяжения влияет на этот коэффициент. Так если принять жесткость самой ленты равной бесконечности, то СУПР будет равен половине жесткости возвратной пружины датчика (по закону «подвижного блока»).
Таким образом, датчик натяжения выполняет две функции: натяжение материала и контроль разницы линейных скоростей.