Автоматизированный привод сварочного полуавтомата с асинхронным двигателем

курсовая работа

5. Выбор преобразователя, системы управления и датчиков координат электропривода

Для механизма подачи проволоки необходимо выбрать систему управления двигателем.

Для нашей системы не требуется высококачественной системы управления типа новых частотных приводов известных фирм (Siemens, ABB и т. п.). Поэтому систему управления разработаем самостоятельно.

Выберем частотное управление. Силовую схему построим на управляемом выпрямителе и автономном инверторе напряжения на полностью управляемых ключах.

Для построения системы управления необходимо рассчитать параметры электрического двигателя. Воспользуемся данными [6], где приведены эти параметры в относительных единицах. Для этого найдем номинальный ток фазы двигателя:

Теперь рассчитаем параметры двигателя:

Расчет тиристоров выпрямителя.

Тиристоры выбираются по среднему току. Выпрямленный ток:

Средний ток, проходящий через тиристор:

Выберем тиристор КУ202Н с максимальным током 2.5 А и максимальным обратным напряжением 600 В.

Расчет фильтра на выходе выпрямителя.

Коэффициент сглаживания фильтра

при пульсациях 4%.

Отсюда находим:

Индуктивное сопротивление фильтра .

Откуда ; .

Выбор транзисторов и диодов инвертора

Средний выпрямленный ток . Выберем транзисторы КТ 818 с максимальным током коллектора 5 А и максимальным напряжением эмитер-коллектор 500 В. Обратные диоды Д226Б.

Второй задачей в курсовом проекте стоит разработка системы управления сварочным полуавтоматом, то есть обеспечить полную отработку циклограмм процесса. Для этого необходимо управлять двигателем, клапаном подачи газа, источником сварочного тока. При этом необходимо предусмотреть ввод и индикацию параметров сварки, сохранение параметров в памяти для последующей быстрой установки параметров путем извлечения последних из памяти.

Для такой системы наиболее приемлемым будет использование микропроцессорной системы управления. Для построения системы необходимо выбрать процессор, на котором будет реализована вся система. Для нашего случая вполне подойдет микропроцессорный комплект на основе микросхем серии К1810. Это позволит построить микропроцессорную систему, используя только микросхемы этой серии. Это комплект включает в себя кроме непосредственно процессора, математический сопроцессор, специализированный процессор ввода вывода, системный контроллер, арбитр системной шины, контроллеры динамической памяти, регистр-защелка, шинный формирователь, генератор тактовых, программируемый контроллер прерываний.

Теперь определимся с циклограммами процесса сварки. В зависимости от режима сварки (режим коротких швов, режим длинных швов, режим точечных швов) циклограммы будут иметь различный вид.

Циклограммы процесса сварки для режима коротких швов, режима длинных швов и интервальной сварки приведены соответственно на рис 5.1 - 5.3.

Рис. 5.1. Циклограмма в режиме длинных швов.

Рис. 5.2. Циклограммы в режиме коротких швов

Рис 5.3. Циклограммы в режиме интервальной сварки.

Анализируя циклограммы процесса сварки, можно выделить у них ряд участков, характерных всем режимам. Это процесс начальной продувки, подача проволоки с начальной скоростью и подача начального напряжения, разгон до номинальной скорости подачи и увеличение напряжения до заданного значения (при этом появляется и растет ток сварки), торможение проволоки и уменьшение напряжения, подача импульса отжига, финальная продувка. Таким образом, можно составить алгоритм работы устройства для различных режимов, выведя в подпрограммы общие участки.

При этом в алгоритм управления для каждого режима оформим так же в виде подпрограммы, а в основной программе будет производиться выбор режима и вызов соответствующего алгоритма, в зависимости от режима.

Алгоритм программы управления представлен на рис. 5.4.

.

Рис. 5.4. Алгоритм работы системы управления

Б) Подпрограмма ввода значений.

Рис. 5.4. Алгоритм работы системы управления

В) подпрограмма сварки длинными швами

Рис. 5.4. Алгоритм работы системы управления

Г) подпрограмма сварки короткими швами

Рис. 5.4. Алгоритм работы системы управления

Д) подпрограмма интервальной сварки.

Делись добром ;)