Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


 раткие теоретические сведени€. “ема: –азработка схемы управлени€ двигателем посто€нного тока.

ѕрактическа€ работа є5

“ема: –азработка схемы управлени€ двигателем посто€нного тока.

÷ель: »зучить методы управлени€ электрическими двигател€ми посто€нного тока. ѕолучить практические навыки разработки схем управлени€, примен€емыхв электрических приводах.

«адание: –азработать электрическую принципиальную схему управлени€ электрическим двигателем посто€нного тока на основе микроконтроллера в соответствии с техническим заданием.

 раткие теоретические сведени€

Ёлектрические приводы предназначены дл€ преобразовани€ подводимой энергии в энергию движени€ исполнительных звеньев различных исполнительных механизмов в соответствии с сигналами, поступающими от системы управлени€.

¬ общем виде привод состоит из преобразовател€ энергии в виде энергоустановки, тех или иных двигателей и передаточных механизмов.

¬ыбор того или иного типа привода обусловлен функциональным назначением системы, предъ€вл€емым к ней технологическим требовани€м, особенност€ми производства и услови€ми эксплуатации, а также стоимостью, сложностью обслуживани€, эксплуатационными расходами. ¬ыбор привода должен осуществл€тьс€ совместно с определением типа и структуры системы управлени€.

Ќаиболее часто автоматизированных комплексах примен€ютс€ электрические приводы, отличающиес€ от прочих доступностью энергоносител€, легкостью регулировани€, простотой монтажа и наладки, а также обслуживани€ при эксплуатации, достаточно высокими показател€ми надежности, высоким  ѕƒ и низким уровнем шума при работе.

  недостаткам электропривода можно отнести: сравнительно высокие обороты электродвигателей, что требует применение сложных передаточных механизмов; инерционность, вызывающую необходимость введени€ устройств фиксации положени€ звеньев типа фрикционных тормозов либо самотормоз€щих передач; меньшие скорости звеньев по сравнению с пневматическим приводом; недостаточно высокие показатели удельной мощности.

 ак правило, в качестве двигателей электроприводов используют электродвигатели посто€нного тока с независимым или последовательным возбуждением.

Ёлектропривод требует тех или иных передаточных механизмов дл€ передачи и согласовани€ скоростей движени€ и силовых характеристик валов электродвигател€ и звеньев манипул€тора.

Ёнергоносителем в этом двигателе €вл€етс€ электрический ток, по средствам которого обеспечиваетс€ передача энергии и ее преобразование в механическую энергию выходного звена электродвигател€.

Ёлектродвигатель посто€нного тока состоит из неподвижного статора с посто€нным магнитом и обмоток, по которым протекает ток возбуждени€, и вращающегос€ €кор€ с обмотками, по которым протекает ток, создающий основное магнитное поле. ¬ыводы от обмоток €кор€ присоединены к расположенному на валу €кор€ коллектору.

¬заимодействие магнитных полей полюсов статора и обмоток €кор€ при их своевременном переключении с помощью коллекторных щеток обеспечивает посто€нно направленный вращающий момент.

”правление скоростью вращени€ электродвигател€ осуществл€етс€ изменением подаваемого на обмотки напр€жени€. „ем это напр€жение выше, тем быстрее вращаетс€ €корь двигател€. јналогично крут€щий момент зависит от изменени€ величины тока, поэтому требуемое дл€ работы манипул€тора регулирование скорости движений и моментов в широком диапазоне осуществл€етс€ достаточно просто путем изменени€ напр€жени€ €кор€ или тока возбуждени€. »зменение направлени€ вращени€ производитс€ сменой полюсов по средством переключений.

Ёлектромагнитное возбуждение обмоток электродвигателей может быть независимым, параллельным, последовательным или смешанным.

—хема электродвигател€ с независимым возбуждением приведена на рисунке 1.

Ќаиболее перспективными в робототехнике на сегодн€шний день €вл€ютс€ двигатели с возбуждением от посто€нных магнитов, поскольку обладают меньшей инерционностью и более высокими  ѕƒ. Ќа рисунке 2 приведена схема такого двигател€.

—овершенствование методов управлени€ скоростью и реверсом электродвигателей посто€нного тока привело к широкому использованию мощных полупроводниковых приборов в качестве преобразователей энергии.

–исунок 1 Ц —хема электродвигател€ посто€нного тока с независимым возбуждением.

–исунок 2 Ц —хема электродвигател€ посто€нного тока с возбуждением от посто€нных магнитов

—истемы программного управлени€ (—ѕ”), управл€ющие электроприводами на основе электродвигателей посто€нного тока, как правило состо€т из задающего устройства («”), управл€ющего устройства (””), датчиков обратной св€зи (ƒќ—) и силовой преобразовательной части (ѕ). —труктурна€ схема —ѕ” приведена на рисунке 3.

ѕреобразователь предназначен дл€ питани€ электродвигател€, а также дл€ преобразовани€ параметров (напр€жение, сила тока, частота) подводимой к двигателю энергии.

ƒатчики обратной св€зи преобразуют параметры тока, напр€жени€, мощности двигател€, скорости движени€, момента, усили€ и положени€ привода в пропорциональные электрические сигналы дл€ управл€ющего устройства.

”правл€ющее устройство получает команды от задающего устройства и информацию о текущем состо€нии электропривода от задающего устройства и сравнивает текущее состо€ние робота и технологического процесса, который он выполн€ет в данный момент, с заданным состо€нием. ѕри наличии рассогласовани€ вырабатываютс€ управл€ющие сигналы, воздействующие через преобразователь на электропривод в направлении устранени€ возникшего рассогласовани€ с требуемыми точностью и быстродействием.

ѕодобные системы электроприводов называютс€ замкнутыми.

–исунок 3 Ц —труктурна€ схема замкнутого электропривода

–ассмотрим упрощенную электрическую схему системы программного управлени€ электропривода представленную на рисунке 4. ¬ рассмотренном примере упразднены цепи питани€, фильтров по питанию, а также тактировани€ и сброса управл€ющего микроконтроллера.

”стройство управлени€ в данной схеме выполнено на основе микроконтроллера DD1 ATmega16. ѕереключатели SB1 и SB2 эмитируют дл€ данной схемы сигнал от задающего устройства и от датчиков обратной св€зи.

ѕреобразователь в представленном электроприводе выполнен по мостовой схеме (УH - bridgeФ) на мощных бипол€рных транзисторах разной проводимости VT3, VT4, VT5, VT6. ƒанна€ схема способна измен€ть пол€рность включени€ €кор€, за счет чего становитс€ возможным управление направлением вращени€ электродвигател€. Ћевый полумост на транзисторах VT3, VT4 управл€ет 1 контактом €кор€, а правый полумост на транзисторах VT5, VT6 Ц 2 контактом €кор€ электродвигател€.

ƒл€ вращени€ €кор€ электромотора на его контактах необходимо создать различные потенциалы, что приведет к прохождению тока через обмотку двигател€ и приведет к по€влению электродвижущей силы. Ќаправление вращение будет зависеть от пол€рности напр€жений, приложенных к контактам €кор€. —оздать разность потенциалов на этих контактах можно за счет их подключени€ к проводам питани€ через открытые транзисторы Ќ Ц моста с противоположенной проводимостью. “.е вращение электродвигател€ вызовет одновременное открытие транзисторов VT3, VT6 либо VT4, VT5.

 

–исунок 4 Ц ”прощенна€ схема электропривода

ƒл€ остановки электродвигател€ на обоих контактах его €кор€ необходимо создать одинаковые потенциалы, дл€ чего можно открыть транзисторы с одинаковыми типами проводимости в обоих полумостах, т.е VT3, VT5 или VT4, VT6, либо одновременно закрыть все четыре транзистора.

ќдновременное открытие всех четырех транзисторов Ќ Ц моста приведет к по€влению УсквозныхФ токов, проход€щих напр€мую от цепей питани€ через открытые переходы транзисторных полумостов. ѕри этом вс€ мощность подводимой к приводу энергии будет выделена на этих транзисторах, что может привести к повреждению устройства, или полному выходу его из стро€.

ƒл€ предотвращени€ подобных ситуаций и согласовани€ электрических сигналов от управл€ющего устройства в схеме преобразовател€ предусмотрены цепи согласовани€, выполненные на транзисторах VT1, VT2, VT7, VT8. ќни включены таким образом, что при подаче управл€ющего сигнала высокого уровн€ в одной из контрольных точек будет открыт транзистор пр€мой проводимости (VT4 или VT6), а при подаче низкого уровн€ управл€ющего сигнала Ц обратной (VT3 или VT5).

Ќа рисунке 5 графически представлена зависимость направлени€ вращени€ €кор€ электродвигател€ в зависимости от уровней управл€ющих сигналов в контрольных точках ј и B.

–исунок 5 Ц «ависимость направлени€ вращени€ электродвигател€ от управл€ющих сигналов

 


«адание

1. –азработать электрическую принципиальную схему электропривода на основе электродвигател€ посто€нного тока с возбуждением от посто€нных магнитов без обратной св€зи. Ќеобходимо учитывать цепи питани€ и фильтры!

2. ¬ыполнить чертеж схемы электрической принципиальной по √ќ—“ ≈— ƒ.

3. ќбосновать выбор схемотехнических решений.

4. »сходные данные дл€ проектировани€ представлены в таблице вариантов 1.

“аблица 1 Ц »сходные данные

¬ариант є ћикроконтроллера “ип электродвигател€
  ATmega8 EG-530AD2B
  ATmega16 EG-530AD2F
  ATmega32 EG-530AD6B
  ATmega8 EG-530AD6F
  ATmega16 EG-530AD9B
  ATmega32 EG-530AD9F
  ATmega8 EG-530YD2BH
  ATmega16 EG-530YD9BH
  ATmega32 EG-530YD2FH
  ATmega8 EG-530YD9FH

—одержание отчета

ќтчет по практической работе должен содержать:

- наименование практической работы;

- тему практической работы;

- цели и задачи практической работы;

- задание в соответствии с вариантом;

- чертеж схемы электрической принципиальной;

- обоснование разработки схемы электрической принципиальной;

- вывод по проделанной работе;

- ответы на контрольные вопросы.

 онтрольные вопросы

1 ¬ чем заключаетс€ назначение электрических приводов?

2 „ем обусловлен тип выбираемого электрического привода?

3 ¬ чем заключаютс€ достоинства и недостатки электроприводов на основе двигателей посто€нного тока?

4  аков состав электродвигател€ посто€нного тока?

5  ак возможно управл€ть скоростью вращени€ и моментом электродвигател€?

6 »зобразить схемы электродвигателей посто€нного тока с независимым возбуждением, последовательным возбуждением, параллельным возбуждением и с возбуждением от посто€нных магнитов;

7 ѕредставить обобщенную структуру замкнутого электропривода на основе двигател€ посто€нного тока, по€снить назначение ее элементов.

 



<== предыдуща€ лекци€ | следующа€ лекци€ ==>
“ема є4. ћедицинские информационные системы јкерке ƒенис „ингис | Ќитратный способ десорбции
ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2016-12-05; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 1329 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

—туденческа€ общага - это место, где мен€ научили готовить 20 блюд из макарон и 40 из доширака. ј майонез - это вообще десерт. © Ќеизвестно
==> читать все изречени€...

719 - | 637 -


© 2015-2023 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.024 с.