Разработка системы управления механизма передвижения тележки

Федеральноеагентство по образованию
Государственноеобразовательное учреждение
Высшегопрофессионального образования
ДонскойГосударственный технический университет
Кафедра«Робототехника и мехатроника»
УТВЕРЖДАЮ Зав. кафедрой..
«______»_____________2008г.
ЗАДАНИЕ
на курсовойпроект
Студент             .        Группа УМ-41
Тема:
«Разработка системы управлениямеханизма передвижения тележки»
Срок предоставленияпроекта к защите «_____»____________2008г.
Исходные данные дляпроектирования: Вариант № 19
Содержание пояснительной запискикурсового проекта:
~ Введение.
~ Техническоезадание.
~ Расчетно-конструкторскаячасть.
~ Описание работысистемы управления.
~ Заключение.
Перечень графических материалов:
1. Системауправления ТП. Схема электрическая принципиальная.
2. Переходныепроцессы.

Содержание
Введение
1       Техническоезадание
2       Расчетно-конструкторскаячасть
2.1    Расчетстатической мощности при передвижении тележки с номинальным грузом
2.2    Выбордвигателя
2.3    Выборредуктора
2.4    Выборсхемы тиристорного преобразователя
2.5    Выборсилового трансформатора
2.6    Расчет параметровсхемы и выбор тиристоров
2.7    Расчет параметровконтура нагрузки ТП
2.8    Расчети построение электромеханических характеристик
2.9    Выбортахогенератора
2.10  Определениепараметров структурной схемы ДПТ
2.11  Динамическийрасчет системы привода
3       Описаниеработы системы управления приводом
Заключение
Списокиспользованных источников

Введение
Цельюданного курсового проекта является разработка мехатронного устройства – тележкимостового крюкового крана.
Смысловая еёреализации заключается в создании универсальных, надёжных и долговечныхустройств, которые тем или иным образом помогали бы человеку решатьпоставленные перед ним задачи. Для высокоточных производств очень важно иметьхорошую точность позиционирования рабочего органа. Как и любая другая МСсостоит из электромеханической системы, которая представляет собой совокупностьэлектродвигательного и преобразовательного устройств, системы управления,механической передачи и рабочего органа, предназначенная для приведениярабочего органа в движение и управление этим движением по заданному алгоритмупосредствам микро ЭВМ или микроконтроллера. Свойства электромеханическойсистемы определяются взаимосвязанными характеристиками элементов и образующихеё подсистем (механической, электрической и магнитной). Поэтому при этапномпроектировании электромеханической системы особое внимание уделяется выборуэлектромеханической элементной базы, электродвигателей и информационных исиловых полупроводниковых преобразователей, статических и динамическиххарактеристик, как силовых исполнительных элементов, так и системы управления приисследовании качества регулирования электромеханической системы сиспользованием микроконтроллеров или ЭВМ.
Цельюуправления может быть решение двух обобщенных задач – поддержание некоторыхпараметров в определенных диапазонах и регулирование значений выходныхпеременных по требуемому закону.
Вкаждой из этих задач управляющей системе требуется сформировать выходноевоздействие, реализация которого компенсирует образовавшуюся ошибку управления.

1 Техническоезадание
Разработать систему управления механизмомпередвижения тележки мостового крюкового крана (мехатронного объекта) стехническими характеристиками:Вариант..…………………………………………...……..………………..…………19 Режим работы механизма…………………………………………………...………Е3
Номинальная грузоподъемность, Gн, т……………………………………...……..4,9
Сила тяжести самого механизма передвижения (тележки), G0, кН………...……1,9
Скорость передвижения тележки, Vт, м/с……………………………………..…0,53
Диаметр ходового колеса тележки, Dкт, м…………………………………….….0,4
Диаметр цапфы ходового колеса, dцк, м………………………………………...0,058 Относительная продолжительность включения механизма, ПВ, %.....................600
Номинальная скорость вращения двигателя, nн, об/мин…………………………3,0 Число включений в час, z………………………………………………………......240
Скорость вращения вала рабочего органа кранового механизма, Ωм, рад/с…….2,7 Значение перерегулирования, σ, %............................................................................18 Допустимая статическая погрешность, δ……………………………………….0,03
Время переходного процесса, tпп, с……………………………………………….0,15
/>
Рисунок 1.1–Тележка мостового крюкового крана

2Расчетно-конструкторская часть
2.1 Определим статическую мощностьпри передвижении тележки с номинальным грузом
/>кВт, (2.1)
где G – сила тяжести перемещаемого груза, Н;
/>Н, (2.2)
g – ускорение свободного падения, м/с2;
G0– сила тяжести самого механизма передвижения, Н;
v – скорость передвижения, v=0,53 м/с;
Rk – радиус ходового колеса сцилиндрическим ободом, м;
d – диаметр шейки оси ходового колеса,d=0,058 м;
k – коэффициент, учитывающийувеличение сопротивления движению из-за трения реборд ходовых колес о рельсы, k=2,0.
μ – коэффициент тренияскольжения в подшипниках опор вала ходового колеса, μ=0,02 для подшипниковкачения;
η – КПД механизма передвижения
f – коэффициент трения качения ходовыхколес по рельсам, f=0.0004 м.
/>.
Определяем предварительнуюноминальную мощность электродвигателя
/>, кВт. (2.3)
где kt – коэффициент, зависящий отноминального режима работы, kt=1,15 для тяжелого режима;
/>.

2.2 Выбор двигателя
Предварительный выбордвигателя производят по результатам расчета номинальной мощности.
Окончательно требуетсявыбрать только один из четырех двигателей. Для этого необходимо построитьэнергетические характеристики каждого, а затем (по необходимым условиям ипараметрам) выбрать соответствующий тип.
Таблица 2.1–Номинальные параметры выбранных двигателей
Тип двигателя
Uном
nном
Рн
Rя
Iном
η
Jдв
В
об/мин
кВт
Ом
А
---
кг·м2 П11 220 3000 0,7 3,56 4,3 0,735 0,012 П21 220 1500 0,7 5,33 4,3 0,735 0,045 П31 220 1000 0,7 5 4,25 0,75 0,085 П32 220 750 0,7 4,4 4,2 0,76 0,105
Для построенияэнергетической характеристики каждого двигателя необходимо рассчитать следующиепараметры:
· Номинальнуюугловую скорость двигателя:
/> рад/с, (2.4)
где n – номинальная частота вращения двигателя.
/>рад/с. />рад/с.
/>рад/с. />рад/с.
· Номинальныйвращающий момент двигателя:
/>Н·м. (2.5)
/>Н·м. />Н·м.
/>Н·м. />Н·м.
Так как двигатель постоянного токадопускается перегружать по току в />раза, тозначение расчетного крутящего момента можно принять равным />.
Построениехарактеристик выполняется в координатах Ω(М), Рэнерг(М)
/>
Рисунок 2.1 –Энергетические характеристики выбранных двигателей
o Требуемый момент
/> Н·м, (2.6)
/> Н·м.
o Требуемая угловаяскорость
/> рад/с, (2.7)
/> рад/с.
Расчет ориентировочного значенияпередаточного числа редуктора
/>, (2.8)
/>, />,
/>, />.
Определение ожидаемой линейнойскорости на выходе редуктора с ориентировочным передаточным числом
/> м/с, (2.9)
/> м/с.
/> м/с.
/> м/с.
/> м/с.
Полученные значения удовлетворяютпринятому условию: />.
Исходя из массогабаритныхпараметров, требований, ограничений, связанных с выбором редуктора, выбираемдвигатель с номинальной мощностью 700 Вт и частотой вращения 750 об/мин, т. е.двигатель П32
Определение реальногопередаточного числа и пересчет линейной скорости с учетом редуктора.
Реальное передаточноечисло выбирается из ряда (для двухступенчатых соосных редукторов): 8, 10, 12.5,16, 20, 25, 28, 31.5, 40, 50.
Соответственно выбираемдля двигателя П32 ближайшее наибольшее
передаточное число, />.
Пересчитываем линейную скорость
/> м/с, (2.10)
/> м/с.
Полученная скорость должнаудовлетворять условию:
/>, (2.11)
/>.
2.3 Выбор редуктора
Выбор редуктораосуществляется по параметрам выбранного двигателя и рассчитаннымхарактеристикам: />, />кВт, /> Н·м.
Выбираем редуктордвухступенчатый соосный типа Ц2С-100 с основными параметрами:
1. Крутящий моментна тихоходном валу, Н·м………..…..…….500
2. Межосевоерасстояние, мм………………………………...……100
3. Передаточноечисло…………………………………………..…31,5
4. Допускаемая радиальнаянагрузка на выходных концах валов, кН:
· быстроходного…………………………………………….1,0
· тихоходного………………………………………….……..5,6
5. КПД,%………………….………………………………………..0,98
Масса,кг………………………..…………………………………..……45
2.4  Выбор схемы тиристорногопреобразователя
Таблица 2.2 –Номинальные параметры схемы преобразователяСхема преобразователя
Ке
К0
Кic
Ктэ
Кт
Кi1
Ктр
Кi2 m
λ
гр. эл. Трехфазная мостовая схема Y/λ 0,42 1,04 0,33 0,58 1,05 0,81 0,81 1,05 6 60
где Ке –отношение действующего значения напряжения вторичной обмотки трансформатора кнаибольшему значению средней выпрямленной ЭДС; К0– отношениемаксимального обратного напряжения на тиристоре к выпрямленной ЭДС; Кic – отношение среднего значения токатиристора к среднему значению выпрямленного тока; Ктэ – отношениедействующего значения тока тиристора к среднему значению выпрямленного тока; Кт– отношение типовой мощности трансформатора к мощности на стороне выпрямленноготока; Кi1 – отношение действующего значения тока фазы первичнойобмотки трансформатора, к числу витков вторичной обмотки, к среднему значениювыпрямленного тока, Ктр – коэффициент трансформации трансформатора;Кi2 – отношение действующего значения тока фазы вторичнойобмотки трансформатора к среднему выпрямленному току; λ – предельный уголпроводимости тиристора; m –число фаз.
2.5  Выбор силового трансформатора
Определим фазную ЭДСвторичной обмотки силового трансформатора
/> В. (2.12)
где Кс –коэффициент запаса, учитывающий возможное снижение напряжения сети, />; Кr – коэффициент, учитывающий падениенапряжения на тиристорах и обмотках трансформатора, />;Кα – коэффициент, учитывающий неполное открытие вентилей примаксимальном управляющем сигнале, />.
/>В.
Определим действующее значение токавторичной обмотки силового трансформатора
/> А. (2.13)
где Кi – коэффициент непрямоугольности,учитывающий отклонение формы кривой тока от прямоугольной, />, Id – действующий выпрямленный ток, />А.
/>А.
Определим действующее значение токапервичной обмотки
/>А. (2.14)
Расчетная типовая мощностьтрансформатора
/> Вт. (2.15)
/>Вт.
По расчетной параметрамимощности Ртр подбираем трансформатора типа ТС-1 со следующимиосновными:
~ номинальнаямощность трансформатора, S1н, кВт………...……1,0
~ номинальноелинейное напряжение вторичной обмотки трансформатора, U2н, В…………………………………………………...……170
~ напряжениекороткого замыкания, Uкз, %...………………...……10
~ мощность прикоротком замыкании, ΔРкз/S1н, %..…………...……5
2.6 Расчетпараметров схемы и выбор тиристоров
Определим среднеезначение тока тиристора
/>, А. (2.16)
/>А.
Определим максимальнуювеличину обратного напряжения
/>, В. (2.17)
где Кα –коэффициент запаса по углу управления тиристоров, />;Ed0– выпрямленная ЭДС преобразователя, />В.
/>В.
Кратковременныйдопустимый ток, проходящий через тиристор, не должен превышать 15-кратногозначения номинального тока тиристора IТН
/>, (2.18)
где Iкз – величина тока, проходящего черезтиристор при коротком замыкании на стороне постоянного тока,
/>. (2.19)
/>.
Определим максимальное напряжение длявыбора класса тиристоров
/> В. (2.20)
/> В.
Выбираем тиристоры КУ211Ж 5-гокласса, имеющие основные параметры:
· средний ток воткрытом состоянии, It=10А;
· максимальноеобратное напряжение, Utmax=500 В;
· отпирающеепостоянное напряжение управления, />=7 В.
2.7 Расчет параметров контуранагрузки ТП
Находим расчетноесопротивление цепи якоря двигателя, питаемого от тиристорного преобразователячерез силовой трансформатор
/> Ом, (2.21)
где Rур – сопротивление уравнительного реактора, />Ом,
Определим линейное напряжениевторичной обмотки U2л
/> В, (2.22)
/>В.
Определим сопротивление обмотоксилового трансформатора Rт
/> Ом, (2.23)
/>Ом.
Найдем фазный ток вторичной обмотки Iф2
/> А, (2.24)
/>А.
Полное сопротивление обмоток силовоготрансформатора
/> Ом, (2.25)
/>Ом.
Реактивное сопротивление обмотоксилового трансформатора Xт
/> Ом, (2.26)
/>Ом.
Приведенная к цепипостоянного тока индуктивность силового трансформатора Lт будет определена, как
/> Гн, (2.27)
/>Гн.
Определение сопротивление щеточногоконтакта
/> Ом, (2.28)
/>Ом.
Определим сопротивление, вносимое засчет коммутации тиристоров в схеме
/> Ом, (2.29)
/>Ом.
/>Ом.
Определим эквивалентнуюиндуктивность якорной цепи
/> Гн. (2.30)
Определим индуктивность сглаживающихдросселей Lур
/> Гн, (2.31)
где Кур = 0,65 –коэффициент уравнительного реактора.
/> В, (2.32)
/>В.
/> А. (2.33)
/>А.
/>Гн.
Найдем индуктивность якорной цепи Lя
/> Гн, (2.34)
где С = 0,6 для компенсированноймашины; р – число пар полюсов, р = 1.
/>Гн. (2.35)
/>Гн.
Определим электромагнитную постояннуювремени цепи якоря
/>с, (2.36)
/>с.
Найдем постоянную двигателя по ЭДС
/> В·с/рад, (2.37)
/>В·с/рад.
/>Н·м/А, (2.38)
/> Н·м/А.
2.8 Расчет и построениеэлектромеханических характеристик
Электромеханическаяхарактеристика двигателя является зависимостью W=f (Iя) при угле регулирования α напряжениятиристорного преобразователя. При изменении /> можнополучить ряд характеристик ДПТ при питании от ТП.
Определим значениеграничной ЭДС ТП
/> (2.39)
где /> - параметр нагрузки. (2.40)
/>
Определим граничное значение скорости
/> (2.41)
/>
Определим значение граничного тока
/> (2.42)
/>
Изменяя угол проводимоститиристоров λт в пределах от 0 до 2π/m, рассчитываем электромеханическуюхарактеристику двигателя в зоне прерывистых токов, для углов /> и />.
Строим естественнуюэлектромеханическую характеристику электропривода в зоне непрерывных токов для />.
/>
/>
/>
/>
/>
Рисунок 2.2 — Естественная электромеханическая характеристика при />
∆Ω=95,877-23,515
Строим естественнуюэлектромеханическую характеристику
электропривода в зоненепрерывных токов для />.
/>
/>
/>
/>
/>
Рисунок 2.3 –Электромеханическая характеристика при />
∆Ω=119,857-63,603
2.9 Выбор тахогенератора
Условия, необходимые длявыбора тахогенератора:
Ø />, Вт,
/>Вт;
Ø />, рад/с,
/>рад/с;
Ø />, кг·м2·10-6,
/>кг·м2·10-6.
Исходя из следующихусловий, выбираем тахогенератор типа ДПР-52Н1-01 со следующими параметрами:
© мощность на валу,Рнтг, Вт………………………………………9,4
© скорость вращения,Ωнтг, рад/с………………………………….942
© напряжениепитания, Uнтг, В……………………………………27
© ток якоря, Iнтг, А………………………………………………0,53
© сопротивлениеобмотки якоря, Rнтг, Ом………………………3,6
© момент инерции, Jнтг, кгм2·10-6…………………………………1,7
© масса, mтг, кг…………………………………………………0,26
2.10  Определение параметров структурнойсхемы ДПТ
Номинальные параметры двигателяхарактеризуются коэффициентами:
/>, (2.43)
/>.В·с.
/>, (2.44)
/>.
Электромагнитная постоянная двигателяопределяется, как
/>, с. (2.45)
/>с.
Определим электромеханическуюпостоянную времени двигателя
/> с. (2.46)
/>, кг·м2,(2.47)
/> кг·м2, (2.48)
/> кг·м2,(2.49)
/> кг·м2.
/> кг·м2,
/>с.
Коэффициент усиления двигателя
/>, рад/В·с, (2.50)
/>рад/В·с.
Выбор постоянных времениЭлектромеханическая
/> Электромагнитная
/> Тиристорный преобразователь
/> Тахогенератор
/> Датчик тока
/> Регулятор тока
/> Регулятор скорости
/>
Определим коэффициентыусиления системы электропривода
Определим коэффициентусиления разомкнутой системы
/>, (2.51)
где ΔΩ –изменение скорости; D – диапазонрегулирования, D = 1000.
/>.
Определим коэффициент передачитахогенератора
/>, (2.52)
где Rн – сопротивление входа усилителя, />Ом.
/>.
Определим коэффициент передачитиристорного преобразователя
/>, (2.53)
/>.
Определим коэффициентусиления усилителя
/>, (2.54)
/>.
Определим коэффициентусиления регулятора тока и скорости
/>, (2.55)
/>.
2.11  Динамический расчет системыпривода
Рассмотрим динамическую модельразработанной приводной системы:
/>
Исходные данные для расчета:
/> />
/> />
/> /> />
/> />
/> />
/> />
Всистеме электроприводов ПР момент инерции нагрузки изменяется, а, следовательнои механическая постоянная времени Тm тоже будет изменяться. При />обычно корнихарактеристического уравнения комплексно-сопряженные и переходные процессыносят колебательный характер. При />корнидействительные, что соответствует апериодическим переходным процессам. При />влияние Тя можнопренебречь, переходные процессы близки к экспоненциальным.
/> (2.56)
Передаточные функции звеньев имеютвид:
Ø  регулятор скорости />;
Ø  регулятор тока />;
Ø  двигатель />; (2.57)
Ø  ТП />;
Ø  тахогенератор />;
Ø  датчик тока />.
Дляопределения устойчивости относительно задающего воздействия по критериюНайквиста необходимо разорвать цепь обратной связи и определить передаточнуюфункцию в разомкнутом состоянии.
Схема разомкнутойдинамической системы привода имеет вид
/>
/>,
/>. (2.58)
Передаточная функция разомкнутойсистемы будет иметь вид
/>. (2.59)
Построим ЛАЧХ и ЛФЧХ исходнойразомкнутой системы
/>, (2.60)
/>,
/>, (2.61)
/>
Рисунок 2.4 –ЛАЧХ и ЛФЧХ исходной системы
Определим частоту среза
/>, />. (2.62)
Построим желаемую ЛАЧХ и определимформу корректирующего звена.
Для построения желаемой ЛАЧХопределим желаемую частоту среза.
/>, где b=4,5 – коэффициент Солодовникова.Wж=100. (2.63)

Введение
Свойстваэлектромеханической системы определяются взаимосвязанными характеристикамиэлементов и образующих её подсистем (механической, электрической и магнитной).Поэтому при этапном проектировании электромеханической системы особое вниманиеуделяется выбору электромеханической элементной базы, электродвигателей иинформационных и силовых полупроводниковых преобразователей, статических идинамических характеристик, как силовых исполнительных элементов, так и системы
Построим ЛАЧХ и ЛФЧХ исходной разомкнутойсистемы
/>, (2.60)
/>,
/>, (2.61)
/>
Рисунок 2.4 –ЛАЧХ и ЛФЧХ исходной системы
Определим частоту среза
/>, />. (2.62)
Построим желаемую ЛАЧХ и определимформу корректирующего звена.
Для построения желаемой ЛАЧХопределим желаемую частоту среза.
/>, где b=4,5 – коэффициент Солодовникова.Wж=100. (2.63)
/>
Рисунок 2.5 –Желаемое ЛАЧХ
Корректирующее звено можнореализовать следующим звеном:
/>, (2.64)
В итоге передаточная функцияскорректированной системы будет иметь вид:
/>, (2.65)
/>,
/>.
Построим ЛАЧХ и ЛФЧХ разомкнутойсистемы
/>, (2.66)
/>, (2.67)
/>
Рисунок 2.6 –ЛАЧХ и ЛФЧХ скорректированной системы
/>, (2.68)
Запас устойчивости по фазе />мин.запас-30..40 гр.
Запасустойчивости по амплитуде/>, мин.запас — (-8..-10) дБ.
Построим вещественную частотнуюхарактеристику исходной системы.
/>, (2.69)
/>
Рисунок 2.7 –Вещественная частотная характеристика системы
/>
Рисунок 2.8 –Мнимая частотная характеристика
Построим переходный процесс
/>,
/>,
/>, (2.70)
/>
Рисунок 2.9 –Переходный процесс системы
Из рисунка 2.9 видно:
~ время переходногопроцесса по точке перехода кривой через линию установившегося значениясоставляет 0,007 с и не превышает заданного значения в сравнении с исходнымиданными для проектирования, tп.п. = 0,15.
~ ожидаемоезначение перерегулирования составляет 5% и не
превосходит установленного уровня 18%для проектируемого электропривода.

3 Описаниеработы системы управления приводом
Электроприводтиристорный, — реверсивный, с раздельным управлением, шестиимпульсной силовойсхемой. Диапазон мощностей0,5—18,5 кВт, ток до 200 А и напряжение до440 В. Преобразователи имеют три типа исполнения: по выходному току 40, 100 и200 А и два диапазона регулирования 1:1000 и 1:10 000.
Электропривод состоит изрегулятора скорости (РС), регулятора тока (РТ), управляемого выпрямителя (УВ),двигателя (Д), тахогенератора (ТГ), датчика тока (ДТ).Регуляторытока и скорости охвачены цепями коррекции RI, С1и R2, С2. Между регулятором тока и тиристорнымвыпрямителем имеется нелинейное звено ИЗ, служащее для обеспечения качестварегулирования при переходе из зоны прерывистых в зону непрерывных токов. Всхеме отсутствуют уравнительные реакторы, что обусловлено применениемраздельного управления группами тиристоров.
Функциональная схема содержит силовую часть,состоящую из трехфазного мостового выпрямителя, подключаемого к сети через согласующийтрансформатор Т5и автоматический выключатель F6. Якорь двигателя М присоединяетсяк выпрямителям через сглаживающий дроссель L.
Система управления — двухконтурная по принципу подчинен­ногорегулирования, размещена на двух печатных платах Е1 и Е2. На плате Е1 размещенысистема СИФУ, регуляторы скорости и тока (PC и РТ), функциональныйпреобразователь ЭДС двигателя (ФПЕ), нелинейное звено (Н3), блок питания (БП),датчик тока (ДТ), узел защиты и сигнализации.
Плата Е2 имеет две модификации — для диапазонов1:1000 и 1:10000. На плате размещены логическое устройство системы раздельногоуправления группами тиристоров УЛ с переключателем характеристик ПХ и датчикомпроводимости вентилей ДПВ, узел зависимого токоограничения УЗТ.
Пропорционально-интегральные регуляторы скоростии тока выполнены на операционных усилителях А1 и А2. Выходной сигнал регулятораскорости является задающим для внутреннего токового контура. Резистор R17 служит для регулированиястепени ограничения максимально возможного тока якоря в переходных режимах ипри перегрузках.
Для обеспечения постоянства коэффициента усилениятиристорного выпрямителя в режиме непрерывного и прерывистого токов в каналрегулирования введено нелинейное звено (НЗ) с характеристикой, обратнойрегулировочной характеристике в режиме прерывистого тока. Оно выполнено на операционномусилителе, охваченном нелинейной обратной связью.
Переключатель характеристик ПХ служит для согласованияоднополярной регулировочной характеристики СИФУ двухполярным сигналомуправления Uy. Ограничение углов зажигания тиристоров и установка начального углазажигания осуществляется усилителем и резистором R41. Максимальный угол (150°)выставляется резистором R49, минимальный (5—10°) — R50.
Зависимое от частоты вращения токоограничение, необходимоепри использовании высокомоментных двигателей, осуществляется узлом УЗТ, принципдействия которого основан на ограничении выходного напряжения регулятораскорости в зависимости от напряжения тахогенератора. Максимальное выходноенапряжение УЗТ устанавливается резистором R6, минимальное — R5. Резистор R3 определяет крутизнухарактеристик вход — выход УЗТ.
Сигнал обратной связи по току формируется с помощью датчикатока ДТ, питающегося от трансформаторов тока Т2, Т4. Реверсирование егообеспечивается транзисторными ключами «Вперед» (В) и «Назад» (Н). V16 Подключение выхода СИФУ кнеобходимому комплекту тиристоров осуществляется логическим устройством УЛ. Оноже управляет ключами «Вперед» и «Назад».
УЛ состоит из нуль-органа (НО), триггера Т1 заданного направлениятока, триггера Т2 истинного направления тока, схемы состоянийтриггеров (СС), элемента отсчета выдержки времени, датчика проводимостивентилей (ДПВ).
Работа УЛ происходит следующим образом: при изменении знака управляющегонапряжения изменяется сигнал на выходе нуль-органа. После достижения током вцепи якоря нулевого зна­чения на выходе датчика проводимости вентилейформируется 1 и триггер T1 перебрасывается в новое состояние. Схема совпадения СС фиксируетнесоответствие состояния триггеров. Этим обеспе­чивается блокировка выдачиуправляющих импульсов СИФУ, а также запускается элемент отсчета времени. Через1 мс на его вы­воде формируется 1 и при отсутствии блокирующего сигнала ДПВ триггерТ2 перебрасывается в новое состояние.
Если во время отсчета выдержки времени на вход НО непоступает команда на включение в первоначальное положение, то триггер Т1 возвращаетсяв исходное положение, соответствующее триггеру Т2. При этом мгновенноразрешается выдача управляю­щих импульсов на соответствующую группу тиристоров.
Датчик проводимости ДПВ работает по принципу контролянапряжения на тиристорах и состоит из диодных мостов, оптронов, резисторов инуль-органа на транзисторах. При наличии напряжения на всех тиристорах входытранзисторов шунтируются, в результате чего они запираются и на выходе ДПВ формируется1.
СИФУ состоит из двух идентичных каналов фазосмещения иуправляющего органа (УО). Каждый из каналов выполнен по принципу одноканальногоуправления двумя противофазными вентилями выпрямительного моста. СИФУ включаетв себя следующие узлы: источник синхронизирующего напряжения ИСН, три формирователяимпульсов ФИ, управляющего органа УО, шести усилителей импульсов УИ, 12 вводныхустройств.
ФИ состоит из фильтра (Ф), двух пороговых элементов ПЭ1 ПЭ2, формирователясинхронизирующих импульсов F, генера­тора пилообразного напряжения Г, нуль-органа НО, триггера Т,формирователя длительности импульсов S.
Работа СИФУ: синхронизирующие напряжения из ИСН сдви­гаетсяфильтром Ф на 30°. После ПЭ1, ПЭ2 напряжение имеет форму противофазныхпрямоугольных импульсов. При сигнале 0 на. выходе формирователя импульсов F формируется синхроимпульс(сигнал 1), которым осуществляется разряд интегрирующей емкости генераторапилообразного напряжения Г до нуля. В момент исчезновения синхроимпульсаконденсатор начинает заря­жаться и напряжение на выходе Г линейно возрастает от0 до 10 В. Момент превышения напряжения Г над управляющим напряжениемфиксируется нуль-органом НО, который изменяет свое состояние с 1 на 0. При этомтриггер Т переключается и на его выходе формируется 0. Это вызывает появлениена выходе Sуправляющего импульса. Импульс приходит на вход одного из усилителей всоответствии с сигналами ПЭ1 и ПЭ2. После УИ уси­ленный импульс поступает навводное устройство УВ комплекта тиристоров «Вперед» или «Назад».
Тиристор (Т)после появления 0 на выходе НО сохраняет свое состояние до тех пор, пока из F на другой его вход не поступитсинхроимпульс, который подготавливает триггер для выдачи очередногоуправляющего импульса. Узел защиты обеспечивает максимально – токовую отсечку;защиту от перегрева двигателя при перегрузках; устранение «ползучей» скоростипри отключении задатчика частоты вращения; защиту от понижения напряженияпитающей сети.

Заключение
В результате выполнения курсовой работы была разработанасистема управления для тележки мостового крюкового крана с заданнымипараметрами. Были построены и исследованы энергетические характеристики рядадвигателей постоянного тока, что позволило выбратьприемлемый тип двигателя и про­верить его реальные возможности на обеспечениеза­данных скоростных параметров системы. Произведен расчет основных параметрови осуществлен выбор ос­новных элементов тиристорного преобразова­теля. ТПрассчитан и спроектирован на основе со­временных переключающих устройств,обеспечивающих хорошие технические показатели при допустимом тепловом ба­лансерабочего режима ключевых элементов схемы ТП.
Произведен статический и динамический расчеты системы. Построеныстатические характеристики ДПТ, логарифмические частотные и фазовыехарактеристики системы с определением запасов устойчивости по амплитуде и фазе.Для коррекции переходных процессов в системе был применен регулятор, включениекоторого обеспечило желаемый переходной процесс в замкнутой системеэлектропривода. Анализ переходного процесса показал, что система отрабатываетуправляющее воздействие в заданное пусковое время.
Для управления тиристорным преобразователем иприводом в це­лом была разработана схема управления с выбором элементовинформационного канала: датчиков тока и скорости (тахогенератора), а такжеопределены параметры других необходимых элементов схемы управления.

Список использованных источников
1. КарнауховН.Ф. Электромеханические модули мехатронных систем. Основы расчета ипроектирования: Учебное пособие. — Ростов н/Д: Издательский центр ДГТУ, 2001.
2. АнурьевВ.И. Справочник конструктора машинострои­теля. 3 том — 7-е изд., перераб. идоп. М.: Машино­строение, 1992.
3. Справочникпо автоматизированному электроприводу /Под ред. Елисеева В.А. и Шинявского А.В.— М.: Энергоатомиздат, 1986.
4. КарнауховН.Ф. Электромеханические системы. Осно­вы расчета: Учебное пособие. Ростов н/Д:Издательс­кий центр ДГТУ, 1998.