Розробка системи управління механізмом підйому мостового крана




Дата конвертації16.07.2017
Розмір7.71 Kb.
Типкурсова робота
нтроль роботи тахогенератора здійснюється методом несучої частоти. Напруга з генератора трикутного напруги DA5.4 з виведення 14 надходить на подвоювач частоти DA3.1, який працює в режимі двухполуперіодного детектора (VD15, VD16). Далі мікросхема DA3.2 формує прямокутні імпульси, які через R44 і C1 надходять в ланцюг тахогенератора. Якщо тахогенератор підключений до перетворювача і його ланцюг не порушена, то ці прямокутні імпульси, пройшовши через якір тахогенератора, надходять на детектор VD2. Позитивне напруга відкриває транзистор VT1 і відповідно закриває транзистор VT2. Якщо внутрішнє джерело живлення перетворювача справний, то через резистор R92 на вхід інвертора DD1.4 при закритому транзисторі VT2 надходить логічна одиниця. Логічний нуль з виходу інвертора DD1.4 надходить на мікросхему DD6 і через резистор R94 на висновок 3 мікросхеми DD2.1.Сістема дозволу роботи і захисту включає в себе тригер DD2.1, DD2.2.Еслі перетворювач справний і підключений правильно, то на висновках 2,3,4,5 мікросхеми DD2.1 логічний нуль. Поява одиниці на oдном з цих висновків означає несправність однієї з ланцюгів. Якщо ланцюг тахогенератора розімкнути, або несправний внутрішнє джерело живлення перетворювача, то на виводі 9 інвертора DD1.4 логічний нуль, а на виводі 3 DD2.1 і на виведення 13 DD2.2-логічна одиниця. При нормальній роботі перетворювача на всіх входах мікросхеми DD6 повинен бути логічний нуль, а на виході логічна одиниця. В цьому випадку транзистори VT4, VT9 закриваються, забезпечуючи нормальну роботу інтеграторів, а мікросхема DD4 працює в режимі формування імпульсів. При появі одного з несправностей або зняття дозволу роботи на виході DD6 встановлюється логічний нуль і робота перетворювача припиняється.
  • 3.6 Захист від короткого замикання і перевищення допустимого рівня
  • напруги живлення.
  • Якщо струм силових ключів перетворювача перевищує 4-х, 5-й кратне значення номінального струму, то на бази транзисторів VT8, VT10 щодо їх емітерів надходить напруга 0.85В. Транзистори відкриваються і на висновок 5 мікросхеми DD2.1 подається логічна одиниця. Логічна одиниця також виникає, якщо напруга живлення перетворювача перевищує поріг, заданий стабілітронами VD17 - VD20.
  • 3.7 Захист при несправностей внутрішніх джерел живлення
  • «+ 15В» і «-15В».
  • Якщо напруга джерела «+ 15В» опуститься нижче 10В, то на виході інвертора DD1.3 з'явиться логічна одиниця. Якщо напруга «-15В» зміниться до 10В, то на виході DD1.2 з'явиться логічна одиниця. Ці логічні одиниці надходять на висновок 3 мікросхеми DD6, забороняючи роботу перетворювача.
  • 3.8 Попереднє посилення керуючих сигналів Шипа
  • Для отримання мінімального часу включення і виключення силових ключів транзистори ключів використовуються тільки в квазінасищеніі, тобто залишкову напругу на транзисторі у включеному стані регулюється на 2В, забезпечується чотирма попередніми підсилювачами, окремо кожного силового ключа. Харчування предусилителей здійснюється від внутрішнього джерела живлення, який забезпечує чотири гальванічно розв'язаних напруги 10В.
  • Предусилитель складається з чотирьох незалежних ключових каскадів, які, крім вхідних підсилювачів аналогічні один одному. Розглянемо каскад, зібраний на транзисторах VT1, VT3, VT5, VT6. Він складається з двотактного емітерного повторювача (VT5, VT6), двухкаскадного підсилювача (VT1, VT3), випрямляча VD5, C7 і випрямляча VD9, L1, L2, C8.
  • Харчування каскаду здійснюється імпульсною напругою, що надходять з вторинної обмотки трансформатора, що перебуває на платі джерела живлення перетворювача. Ця обмотка підключена до клем 26 і 27 роз'єму Х1. Позитивна полуволна цієї напруги детектується амплітудним детектором VD5. На конденсаторі С7 виділяється напруга 6В.
  • Діод VD9 шунтирует позитивну півхвилю напруги живлення. Негативна полуволна шунтируется дросселями L1, L2 і конденсатором C8. На конденсаторі C8 виділяється напруга 6В.
  • На контакт 25 щодо 0В (контакти 22В, 11В) з емітерів силових транзисторів шипа надходять позитивні імпульси частот 8.5 кГц і амплітудою від 45 до 300В. Ці імпульси через контакт 26, обмотку напруги трансформатора, контакт 27, діод VD5 подаються для харчування транзисторів VT1, VT3.
  • На контакт 23А надходять імпульси позитивної полярності частот 8.5 кГц і амплітудою 10В.
  • Співвідношення резисторів R1, R3, R7 вибрано таким чином, щоб забезпечити роботу транзистора VT1 в режимі генератора струму. У відкритому стані його струм дорівнює від 1 до 2мА.
  • Транзистор VT3 працює в ключовому режимі. Діоди VD1, VD3 забезпечують ненасичений режим роботи транзистора VT3.
  • При нульовій напрузі на контакті 23А транзистори VT1 ​​і VT3 закриті і напругою на базах транзисторів VT5, VT6 щодо їх емітерів негативно. Транзистор VT5 закритий. Транзистор VT6 знаходиться в активному режимі, і його навантаженням є діод в провідному стані і резистор 100 Ом, який підключений до контактів 24, 25 роз'єму Х1.
  • При надходженні на контакт 23А позитивного імпульсу транзистор VT1 переходить в активний режим і своїм струмом відкриває транзистор VT3. Напруга на базі транзистора VT5, VT6 щодо їх емітерів стає позитивним. Транзистор VT6 закритий, транзистор VT5 знаходиться в активному режимі. Його навантаженням є послідовно з'єднані переходи база - емітер силових транзисторів шипа.
  • Конденсатори C1, C3 підвищують стійкість каскаду. Діод VD6 служить для виведення з насичення силових транзисторів шипа.
  • висновок
  • В результаті виконання курсової роботи був розроблений електропривод механізму підйому з заданими параметрами швидкості підйому, а також його система управління. Були досліджені основні характеристики двигунів постійного струму, що дозволило вибрати оптимальний двигун. Обраний двигун був перевірений на забезпечення заданих швидкісних параметрів системи. Був проведений розрахунок основних параметрів і вибір основних елементів широтно-імпульсного перетворювача. Елементи ШИП обрані з сучасної елементної бази (силові IGBT-транзистори), що забезпечує найкращі технічні показники. Був забезпечений розрахунковий тепловий баланс схеми ШИП.
  • Зроблено статичний і динамічний розрахунок системи. Побудовано статичні характеристики ДПТ, логарифмічні частотні і фазові характеристики системи. Визначено запаси стійкості по частоті і фазі. Для корекції поведінки системи був застосований ПІД-регулятор. Побудований перехідний процес замкнутої системи. По ньому переконалися, що система відпрацьовує вплив управління за заданий проміжок часу.
  • Були обрані елементи джерела живлення: трансформатор, випрямляч, згладжує фільтр. Були розраховані їх основні параметри.
  • Для управління широтно-імпульсним перетворювачем розроблена схема управління. Були обрані датчики струму (шунт), швидкості (тахогенератор). Визначено основні параметри плану ШИП.
  • Список використаних джерел
  • 1 В.М. Рапута. Електрообладнання кранів металургійних підприємств. 1986р.
  • 2 Карнаухов Н.Ф. Електромеханічні модулі мехатронних систем. Основи розрахунку і проектування: Навчальний посібник. - Ростов-на-Дону: Видавничий центр ДДТУ, 2001 р.
  • 2 Карнаухов Н.Ф. Електромеханічні системи. Основи розрахунку: Навчальний посібник: Видавничий центр ДДТУ. Ростов-на-Дону 1998р.
  • 4 Карнаухов Н.Ф. Стабілізований вторинний джерело живлення систем управління роботів: Метод. вказівки - Ростов-на-Дону: РІСХМ 1991р.
  • 5 Цифрові електроприводи з транзисторними перетворювачами / Герман-Галкін С.Г., Лебедєв В.Д., Марков Б.А. - Л .: Вища школа, 1986р.
  • 6 Солодовников В.В. Основи теорії і елементи систем автоматичного регулювання: Учеб. Посібник для вузів. - М .: Машинобудування, 1985 р.
...........