ВВЕДЕНИЕ 12
1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 14
1.1 Объект автоматизации 14
1.2 Технический процесс металлообработки 15
1.3 Горизонтально-фрезерный станок и его место в металлообработке 15
1.4 Требования к электроприводу горизонтально-фрезерного станка 6М82 .. 19
1.5 Обоснование выбора типа электропривода 20
1.6 Функциональная схема 22
2 ПРОЕКТНО-РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ 26
2.1 Выбор и проверка асинхронного двигателя 26
2.2 Выбор типа преобразователя и способа регулирования скорости 29
2.5 Расчет предельных характеристик разомкнутой системы преобразователь- двигатель. Проверка обеспечения заданной области работы электропривода 32
3. СИНТЕЗ И АНАЛИЗ ЛИНЕАРИЗОВАННОЙ САУ РЭП 38
3.1 Структурная схема линеаризованной непрерывной САУ РЭП частотнорегулируемого асинхронного электропривода с векторным управлением 38
4. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ СИСТЕМЫ
АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ 40
5. ОПТИМИЗАЦИЯ КОНТУРОВ РЕГУЛИРОВАНИЯ 49
5.1 Оптимизация контура тока с инерционной обратной связью и ПИ-
5.3 Оптимизация контура скорости с инерционной обратной связью 57
5.4. Проверка правильности работы асинхронного ЭП с векторным управлением на базе модели АД 65
5.4.1. Работа асинхронного ЭП с векторным управлением на базе модели
АД во вращающейся системе координат с ориентацией по вектору потокосцеплений ротора 65
5.4.2. Работа асинхронного ЭП с векторным управлением на базе модели
АД в стационарной системе координат 66
6. НЕЛИНЕЙНАЯ САУ ЭЛЕКТРОПРИВОДА 70
6.2 Исследование изменения величины перерегулирования замкнутого
контура при подаче различных №с 73
7. ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ 77
7.1 Организация работ технического проекта 77
7.2 Определение трудоемкости выполнения технического проекта 80
7.3. Определение сметы проекта 96
7.3.2. Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) 97
7.3.3. Накладные расходы 97
7.4. Расчет стоимости технических средств 98
7.5. Определение ресурсоэффективности проекта 99
8 СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ 101
8.1 Характеристика помещения 101
8.2 Анализ опасных и вредных факторов 102
8.3 Техника безопасности 103
8.4 Производственная санитария 104
10
8.5 Расчет искусственного освещения
8.6 Пожарная безопасность 107
8.7 Охрана окружающей среды 111
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 112
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 113
Металлообработка является неотъемлемой частью во многих отраслях промышленности, машиностроения, строительства. С развитием экономики России потребность в качественных, профессиональных услугах по металлообработке возрастает год от года.
Отечественная промышленность до начала 90-х годов производила практически всю гамму металлообрабатывающих станков с разной степенью автоматизации - от универсальных до гибких производственных модулей, от серийных до специальных и агрегатных. Станки традиционно отличались высокой жесткостью, виброустойчивостью и точностью. По надежности в ряде случаев станки уступали зарубежным аналогам из-за невысокого качества ряда отечественных электро- и гидрокомпонентов.
С началом процесса интеграции России в мировую экономику проблема надежности отечественных станков решается использованием электроприводов, гидрооборудования и электронных компонентов, произведенных лучшими европейскими и мировыми фирмами, такими как Siemens, Heidenhain, Fidia, Fanuc, Rexrot, Parker, Kabelschlepp, Telemecanigue, Hennig, Balluff Igus, TOS VARNSDORF и др.
Автоматизация технологических процессов, повышая эффективность производства, увеличивает производительность оборудования, снижает эксплуатационные расходы, создаёт экономию электроэнергии, сырья, тем самым, обеспечивая экологическую чистоту и улучшение качества всего производства.
В различных отраслях народного хозяйства основными потребителями электроэнергии являются асинхронные электродвигатели. При этом большая часть - асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. Большинство электроприводов с использованием короткозамкнутых АД являются нерегулируемыми. Это часто ведёт к необоснованному расходу электроэнергии. Довольно эффективными и достаточно простыми являются системы частотного управления.
В настоящее время электропривод с двигателями переменного тока и полупроводниковыми преобразователями частоты занимает лидирующее положение среди других типов регулируемого привода. Интенсивному развитию этого направления способствуют значительные успехи в усовершенствовании традиционных и создании новых силовых полупроводниковых приборов и интегральных схем, развитии цифровых информационных технологий и разнообразных средств микропроцессорного управления.
Именно поэтому, большинство уже существующих технологических процессов технически и экономически целесообразно реализовывать, с использованием привода переменного тока.
Целью выпускной квалификационной работы является создание электропривода горизонтально-фрезерного станка на основе двигателя переменного тока.
В соответствии с техническим заданием в работе разработан электропривод горизонтально-фрезерного станка. Предложено в качестве регулируемого электропривода использовать электропривод переменного тока. Осуществлён выбор двигателя и преобразователя частоты. Предложено использование преобразователя частоты Danfoss с реализацией принципов частотно-токового векторного управления. Выполнен синтез и оптимизация контуров регулирования, разработана математическая модель системы управления и выполнены имитационные исследования, результаты которых подтвердили соответствие показателей качества ожидаемым. В целом, по результатам исследований сделан вывод о возможности использования электропривода переменного тока с векторным управлением для построения системы автоматического управления двигателем и даны практические рекомендации по настройке контуров регулирования.
В целом, результаты аналитических и имитационных исследований доказывают, что предложенная система автоматизированного ЭП соответствует требованиям технического задания.
Данная работа выполнялась в программной среде Matlab Simulink.
В выпускной квалификационной работе рассмотрены вопросы техники безопасности и экологичности, проведён экономический расчёт и анализ пусконаладочных работ.
