SISTEME DE ACTIONARE II
Prof. dr. ing. Valer DOLGA,
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 2
Cuprins_6
1. Introducere. Principii privind reglarea vitezei.2. SA prin m.c.c.
a) Introducereb) Ecuatiile si caracteristicile m.c.c.c) Regimul de pornired) Frinaree) Caracteristicile dinamice
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 3
Introducere
regimul de pornire - procesul de trecere de la starea de repaus la starea de mişcare caracterizată prin punctul de funcţionare. Acest lucru este posibil pe bazaunui cuplu de accelerare asigurat de servomotorul de acţionare;
regimul de oprire - procesul de trecere de la starea de funcţionare la starea de repaus, cuplul de frânare datorându-se numai frecărilor naturale din sistem;
regimul de frânare - procesul de reducere a vitezei prin introducerea unui cuplude frânare asigurat printr-un procedeu oarecare: mecanic, electromecanic;
regimul de reversare - schimbarea sensului de mişcare. Acest regim se poatedescompune într-un regim de frânare, oprire şi pornire în sens invers până înnoul punct de funcţionare;
reglarea vitezei - trecerea de la o viteză de lucru la altă viteză de lucru, impusă de desfăşurarea procesului tehnologic, printr-o intervenţie asupra parametrilorfuncţionali ai sistemului.
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 4
Cerintele reglarii vitezei
Cerinţele impuse reglării vitezei sunt în general de ordin:
funcţional: viteză, sarcină, dinamică, comandă;
Ω⋅= rMP
•Cerinţele de viteză se referă la stabilirea tuturor aspectelor privindfuncţionarea sistemului cu o viteză constanta, în trepte de viteze sau cu o reglare continuă
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 5
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 6
Cerinţele dinamice se referă la sistemele de acţionare cu sarcini inerţiale mari (şicazul roboţilor industriali).
In primul caz (1) (lungimea maximă a braţului), momentul de inerţie raportatla arborele motorului va fi mare cu influenţe negative asupra timpului de acţionare.
Cerinţele de comandă trebuie să precizeze dacă reglarea vitezei trebuie să se facă înambele sensuri de mişcare, dacă funcţionarea sistemului este continuă etc. Suntnecesare precizări privind aserviri sau interblocări între anumite componente ale sistemului.
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 7
Indici de calitate ai metodelorde reglare a vitezei
Gama de reglare a vitezei:
min
maxr n
nG = Fineţea reglării:
1i
ir n
nF
+=
Stabilitatea reglării este dată de rigiditatea caracteristicii de reglare. Cu câtcaracteristica este mai rigidă cu atât indicele de stabilitate este mai bun.
Indicele de răspuns al sistemului de reglare = durata regimului tranzitoriu de trecere de la o viteză la altă viteză stabilă.
Indicele de răspuns depinde în mare măsură de inerţia mecanică şi ceaelectromagnetică a sistemului prin cele două constante de timp.
Metoda de reglare este cu atât mai favorabilă cu cât durata regimului tranzitoriueste mai redusă.
Precizia reglării face referiri la abaterile relative ale vitezei (maxime şi minime) în urma stabiliriiunei anumite metode de reglare:
100nn
p1
11r ⋅
Δ= %
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 8
Introducere
Principiul de functionare a motorului de c.c.
CRESTĂTURA ROTORICĂ
COLECTOR
PERIE I
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 9
MAGNET PERMANENT
STATOR LAMELELE
COLECTORULUI
TERMINATIA ÎNFĂSURĂRILOR ROTORICE
RULMENT
ARBORE
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 10
CONDUCTOR ÎNFĂŞURARE
U
PERIE / COLECTOR BILF =
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 11
magnet permanent
+
_
a) b)
+
_
magnet+
_
rotor
c)
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 12
Ecuatiile si caracteristicile m.c.c
( )tdidLiRReu 2
A2A2 ⋅+⋅++=
Ω⋅= EKe
( ) Ω⋅+⋅+= E2A2 KIRRU
2IEP ⋅=
2E2 IKIkM ⋅=⋅Φ⋅=
MK
RRKU
2E
A
E
2 ⋅+
−=Ω
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 13
Pex - Pierderi în circuitul de excitaţie
Pcom - Pierderi prin comutaţie
Pc_in - 2aaIR - Pierderi în circuitul indusului
Pc_ad - 2aad IR - Pierderi în rezistenţele adiţionale
PFe - Pierderi în miezul fieromagnetic
Pm - Pierderi mecanice
Pe – puterea de ieşire
Pi – puterea de intrare
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 14
Exemplu
Un m.c.c are puterea Pn = 5 kW şi turaţia nominală n = 1500 rot /min. Pierderile de putere au valorile: Pcom= 0.005Pn ; Pc_ad = 0.005Pn ; PFe = 0.01Pn ; Pmec = 0.01Pn ; Pc_in= 0.04Pn .Se cer:
Suma pierderilor şi randamentul motorului
inmecFeadcom PPPPPP ++++=∑
∑ =++++= WP 35020050502525
9345.03505000
5000=
+=
+=
∑PPP
n
nη
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 15
Curentul nominal şi rezistenţa indusului
AUPI
n
nn 64.48
1109345.05000
=⋅
==η
Ω=== 0845.064.48
20022
n
ina I
PR
Căderea de tensiune la perii
VI
PUn
com 51.064.48
25===Δ
Tensiunea electromotoare indusă
VURIUE ann 38.10551.00845.064.48110 =−⋅−=Δ−⋅−=
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 16
Cuplul electromagnetic
sradn /1576015002
602
=⋅
==ππω
NmIEPM aee 64.32
15764.4838.105
=⋅
=⋅
==ωω
Cuplul la arbore
NmPM nL 84.31
1575000
===ω
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 17
Posibilităţi de a regla viteza unghiulară a rotorului:•prin modificarea tensiunii de alimentare U2 a indusului;•prin modificarea rezistenţei electrice R, intercalate în circuitul indusului.
R
+R1+RRN
pM M
RN 1+R
N
2
M
U 2 N
U 2U 2
'"
U 2 NU 2 '
<<
0
N
N2AN2E
IRUKΩ
⋅−=
E
20 K
U=Ω
A
2Ep RR
UKM+⋅
=
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 18
Ω⋅−⋅
=A
2E
A
2E
RK
RUKM
U 2
M
z o n a" m o a rta "
Zona de insensibilitate a motorului este limitată pentru servomotoarele de comandă (sub 3 % U2).
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 19
Regimul de pornirePornirea prin conectare directă la reţea
8,135,8II
N
pK=
Pornirea reostatică (prin cuplare de rezistenţe adiţionale)
( ) Nmax i5,25,1i ⋅= K ( ) Nmin i2,11,1i ⋅= K
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 20
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 21
Frinare
1I
a)
v
F1U
ME
b)
Fv
1I
M E
•Frânarea cu recuperare
0R
KKIA
E0E2 <
Ω⋅−Ω⋅=
•Această metodă se poate aplica numai la viteze mai mari a rotorului decât viteza de mers în gol şi prin această metodă nu se poate opri echipamentul acţionat.
•Acţionarea modulului de translaţie pe verticală pentru un robot industrial poate fi asociat acestei categorii de frânare.
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 22
•Frânarea prin contracurent
•Frânarea reostatică
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 23
Caracteristicile dinamice
W(s)X(s) Y(s)
)s(X)s(Y)s(W =
( )EA22 s1R)s(I)s(E)s(U τ⋅+⋅⋅=−
)s(K)s(E E Ω⋅=
( )sIK)s(M 2M ⋅=
)s(Js)s(M)s(M R Ω⋅⋅=−
A
AE R
L=τ
Ω⋅+=+= VRSRVRSR KMMMM
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 24
UA
E _
+
RV
EK
AR1
(1+s )EK
2IM
M
M+
vK
_
M_RS
1sJ
AU +KM
_
( ) AERS RsM ⋅+⋅ τ1
( )11
2 ++ ssKK MEMME τττ
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 25
0=RSM
( )( ) 1ss
1K1
sUs)s(W
M2
MeE2 +τ+ττ⋅=
Ω=
ME
AM KK
JR=τ
a)t
b)t
ME τ<<τ
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 26
(1+s
EK 1vK +sJ
AU
E
+
_
1
AR
RSM_
+KM
I
)E
2
Rezistenţa indusului R = 3.5 ΩConstanta de cuplu KT = 0.84Inductivitatea L = 24 mHMomentul de inertie Jr = 0.00028 kgm2
msRL
e 9.65.3
1024 3=
⋅==
−
τ msK
JR rm 4.1
84.000028.05.3
22 =⋅
=⋅
=τ
Prof. dr. ing. Valer DOLGA 27
Top Related