Регулирование положения в электроприводе

Технологические процессы разных машин осуществляются при перемещении исполнительных органов механизмов в заданную точку пространства или плоскости с заданной точностью. Примером могут служить подъемно-транспортные машины, роботы, манипуляторы, механизмы подач металлорежущих станков, кантователи, гидравлические задвижки, клапаны и др.Перемещение исполнительного органа из одной точки плоскости или пространства в другую точку называется позиционированием.Команды на включение и отключение электродвигателя подаются от путевых выключателей. Электропривод обеспечивает заданное положение, контроль перемещения и точную остановку в заданном положении. Перемещение может контролироваться дискретно или непрерывно. При дискретном контроле фиксируется только конечное положение исполнительного механизма. В заданном положении электропривод отключается с наложением механического тормоза. В качестве датчиков положения используются контактные (с точностью действия 0, 1÷ 1 мм ) и бесконтактные ( с точностью 0, 01 мм ) путевые выключатели. При непрерывном управлении положением исполнительного органа механизма применяют датчики непрерывного контроля с точностью до ±0, 001 мм. Остановка электропривода обычно осуществляется с использованием электрического и механического торможения.

В зависимости от требуемой точности применяют разный цикл работы при остановке: равномерно замедленное движение, переход на пониженную скорость, использование нескольких промежуточных скоростей.

Точность остановки и время позиционирования зависят от нагрузки электропривода и его механической характеристики. При разных нагрузках электропривода изменяется время торможения и снижается точность остановки. Поэтому применяют двухступенчатое торможение: 1) с большей скорости на скорость дотягивания (пониженную) и 2) с пониженной скорости до остановки. Первый датчик положения дает команду на начало торможения с рабочей скорости на пониженную, а второй (датчик точной остановки) – на ототключение электродвигателя с пониженной скорости. Такие электроприводы в режиме позиционирования работают как разомкнутые системы па положению. В замкнутых по положению системах достигается более точное позиционирование.

Рассмотрим точность остановки электропривода в разомкнутой по положению системе при управлении от путевых выключателей. При подаче от путевого выключателя сигнала на начало торможения проходит некоторое время t₁, пока включатся соответсвующие аппараты управления электроприводом. За это время двигатель пройдет угловой путь, определяемый начальной (пониженной) угловой скоростью ω _нач:

 

(8.428)

При торможении с начальной скорости до полной остановки кинетическая энергия электропривода расходуется на преодоление сил сопротивления на угловом пути φ ₂:

 

(8.429)

 

где М_с, М_т – статический и тормозной моменты на валу электродвигателя.

Суммарный угловой путь электродвигателя от момента подачи команды на торможение будет равен сумме

 

(8.430)

 

где (8.431)

 

Неточность остановки обусловлена разными значениями момента инерции электропривода J, динамического момента М_дин, времени действия аппаратуры t₁ и начальной скорости ω _нач при торможении.Изменение динамического момента вызвано непостоянством М_с и М_т, а начальная скорость может быть разной при конечной жесткости механической характеристики из-за разного статического момента М_с. Разные моменты инерции электропривода J получаются при перемещении разных масс. Каждая величина изменяется в пределах отклонения от среднего значения:

 

(8.432)

 

Наибольшее отклонение тормозного пути находится в соответсвии с теорией погрешностей:

 

(8.433)

 

где (8.434)

 

x₁, x₂,...x_n – переменные, от которых зависит угловой путь φ ;

Δ x_j – отклонение переменной от среднего значения.

С учетом указанной зависимости φ от переменных находим отклонение

 

(8.435)

 

Определяем частные производные:

(8.436)

 

Подставим (8.436) в (8.435), учитывая, что переменные в частных производных принимают средние значения:

 

(8.437)

 

Преобразуем (8.437) к виду

 

(8.438)

Наибольшее влияние на угловое отклонение оказывает средняя скорость, с которой начинается торможение электропривода. Определим эту скорость. Для этого обозначим:

(8.439)

 

С учетом этих обозначений уравнение (8.438) принимает вид:

 

(8.440)

 

При позиционировании необходимо выполнить условие

 

(8.441)

 

Теперь, зная допустимую погрешность Δ φ _доп, из (8.440) определяем среднюю скорость:

(8.442)

 

торможение с которой обеспечивает заданную точность остановки электропривода.

Для построения механической характеристики, соответствующей ω _ср, обычно принимают, если неизвестно, среднее время дейсивия аппаратуры t_ср = 0, 05÷ 0, 2 с, и относительные отклонения времени и скорости в пределах:

 

 

При известном максимальном М_с.max и минимальном M_c.min статических моментах и расчетной средней скорости ω _ср строят механическую характеристику для точного останова электропривода (Рис.8.78). Рассчитанная средняя пониженная скорость и номинальная скорость определяют необходимый диапазон регулирования скорости (Рис.8.79)

 

(8.443)

 

При этом, кроме точности, важное значение имеет и время позиционирования t_поз.

 

⇐ Предыдущая9101112131415161718

Поделиться:

Популярное:

1. IX. Заключительные положения
2. Автоматическое регулирование в области дуговой сварки
3. Автоматическое регулирование процесса
4. Автоматическое регулирование процесса сварки электронным лучом
5. Административное регулирование в области природопользования: экологические нормативы и стандарты
6. Анализ и прогноз синоптического положения.
7. Антимонопольное законодательство и антимонопольное регулирование.
8. Антимонопольное законодательство и регулирование
9. Б1.В.ОД.6 Государственное регулирование экономики
10. В-13. Административные процедуры как действия юридического характера: понятие, принципы осуществления, правовое регулирование.
11. ВАЖНЕЙШИЕ НАУЧНЫЕ КОНЦЕПЦИИ И ПОЛОЖЕНИЯ ЭКОЛОГИИ
12. Валютное регулирование как средство осуществления валютной политики