K004486 Дипломная работа Общие принципы системы управления двигателем постоянного тока

Введение

Исполнительные устройства в современном производстве – двигатели постоянного и переменного токов, шаговые двигатели, нагревательные элементы. Во многих станках применяются шаговые двигатели  и серводвигатели с энкодером, позволяющие развивать большую мощность и точность позиционирования.  

Преимущества шаговых двигателей:

- Значительно дешевле серводвигателей,

- Простота ремонта мотора,

- Простота системы управления шаговым двигателем.

 Преимущества сервомотора:

- бесшумность и плавность работы,

- надежность и безотказность,

- высокая скорость и точность перемещений,

- высокая разрешающая способность.

Области применения подобных механизмов считаются наиболее наукоемкими: это робототехника и станки с ЧПУ, измерительные приборы и системы автоматизации производственных процессов, военная, авиационная, космическая, морская и другая техника широкого диапазона.  В настоящее время сервоприводы применяются в высокопроизводительном оборудовании в таких отраслях как производство напитков, упаковки, стройматериалов; в подъемно-транспортной технике; полиграфии. Наблюдается тенденция к увеличению доли сервоприводов в деревообработке и пищевой промышленности.  Многие разработчики и конструкторы подобных систем считают сервомоторы наиболее предпочтительными механизмами в данном случае. В их пользу говорит высокая статическая точность при широчайшем диапазоне регулирования скорости. Все это формирует возрастающий спрос на эти устройства.

  Драйвера для двигателей переменного тока (АС) и двигателей постоянного тока (DC) совершенно разные.  Драйвер для  АС вырабатывает трёхфазное напряжение переменной частоты и амплитуды, в зависимости от напряжения задания, а драйвер для DC просто меняет величину постоянного напряжения на якоре двигателя постоянного тока (ДПТ), тоже в зависимости от задания.

Привода для AC и DC двигателей похожи.  Ядро программы - стандартные функции контроля положения, скорости, ускорения и тока. В  АС добавляется независимый контроль фаз - положение в фазе, ток в фазе.

Решающим фактором применения сервоприводов является не только их высокая динамика, но и возможность получения высокостабильного или точного управления, широкий диапазон регулирования скорости, помехоустойчивость, малые габариты и вес.

1.3 Теоретические сведения

   Общие принципы системы управления двигателем постоянного тока

Работа электрического двигателя постоянного тока основана на явлении электромагнитной индукции. Из основ электротехники известно, что на проводник с током, помещенный в магнитное поле, действует сила, определяемая по правилу левой руки:

F = BIL,

где I — ток, протекающий по проводнику, В — индукция магнитного поля; L — длина проводника.

При пересечении проводником магнитных силовых линий машины в нем наводитсяэлектродвижущая сила, которая по отношению к току в проводнике направлена против него, поэтому она называется обратной или противодействующей (противо-э. д. с). Электрическая мощность в двигателе преобразуется в механическую и частично тратится на нагревание проводника.

Конструктивно все электрические двигатели постоянного тока состоят из индуктора и якоря, разделенных воздушным зазором.

Индуктор электродвигателя постоянноготока служит для создания неподвижного магнитного поля машины и состоит из станины, главных и добавочных полюсов. Станина служит для крепления основных и добавочных полюсов и является элементом магнитной цепи машины. На главных полюсах расположены обмотки возбуждения, предназначенные для создания магнитного поля машины, на добавочных полюсах -специальная обмотка, служащая для улучшения условий коммутации.

Якорь электродвигателя постоянного тока состоит из магнитной системы, собранной из отдельных листов, рабочей обмотки, уложенной в пазы, и коллектора служащего для подвода крабочей обмотке постоянного тока.

Коллектор представляет собой цилиндр, насаженный на вал двигателя и избранный из изолированных друг от друга медных пластин. На коллекторе имеются выступы-петушки, к которым припаяны концы секций обмотки якоря.