Микропроцессорная техника и аппаратура контроля в рабочих машинах

Микропроцессорная техника и аппаратура контроля в рабочих машинах

• Министерство образования и науки Украины
• Сумский Государственный Университет
• Расчетно-графическая работа
• по курсу:
• ”Микропроцессорная техника и аппаратура контроля
• в рабочих машинах ”
• Выполнил Приходько А.Н.
• Группа ТМ-42
• Вариант 57
• Проверил Петровский М.В.
• Сумы 2007
• Задание.
• Описать работу электрической схемы управления автоматическим пуском электродвигателя постоянного тока в соответствии с заданным вариантом. Привести пусковую диаграмму в виде механических характеристик.
• Для получения схемы для своего варианта необходимо в исходной схеме (рисунок 1) заменить соответствующие элементы согласно варианту.
• Таблица 1 - Исходные данные.
• Рисунок 1- Исходная схема управления пуском электродвигателя.
• Условные обозначения на схеме.
• - Двигатель постоянного тока;
• - обмотка возбуждения двигателя;
• - нормально-замкнутый размыкающий контакт;
• - контакт, размыкающийся с самовозвратом (кнопка «СТОП»);
• - контакт, замыкающийся с самовозвратом (кнопка «ПУСК»);
• - нормально-замкнутый контакт на замыкание с задержкой времени;
• - нормально-замкнутый контакт на размыкание с задержкой времени;
• - реле времени;
• - электромагнитная обмотка реле;
• - замыкающий контакт электромагнитного реле (ключ);
• - сопротивление в силовой цепи двигателя.
• - нормально-замкнутый размыкающий контакт
• Рисунок 2- Схема управления пуском электродвигателя согласн варианту задания.
• Для удобства описания работы в исходную схему были внесены некоторые изменения в индексы контакторов (КМ), реле времени (КТ) и комплекта, размыкающегося с задержкой времени при возврате (КТ).
• Описание работы электрической схемы.
• 1. Когда схему подключают к источнику питания, под напряжением оказывается обмотка возбуждения двигателя (LM). Контакт КМ 1.3 замкнут, следовательно, реле времени КТ 1 находится под напряжением, а его контакт КТ 1.1 - замкнут.
• 2. При нажатии кнопки «ПУСК» (контакт SB2):
• - срабатывает реле КМ 1, замыкаются контакты КМ 1.1, КМ 1.2, КМ 1.4, а контакт КМ1.3 - размыкается;
• - на якорь двигателя поступает напряжение сети через резистор R2, срабатывает реле времени КТ3;
• - контакт КМ 1.2 «блокирует» кнопку SB2, и двигатель не отключается после отпускания кнопки;
• - контакт КМ 1.3 разрывает цепь реле КТ 1, и оно обесточивается, но контакт КТ 1.1 замкнут, так как срабатывает задержка на размыкание, работают реле КМ 2.1 и КМ 4.1, шундируются сопротивления R1 и R3;
• - затем через время размыкается контакт КТ 1.1, перестаёт работать реле КМ 2.1;
• - через время замыкается контакт КТ 2.1, срабатывает реле КМ 3.1, шундируется сопротивление R2;
• - по истечении времени задержки выключается контакт КТ 3.1, перестаёт работать реле КМ 4.1.
• 3. При нажатии кнопки «СТОП» (контакт SB1) размыкается цепь реле КМ 1 и размыкается его контакт КМ 1.1, тем самым, разрывая цепь якоря, что приводит к остановке двигателя. Контакт КМ 1.3 замыкается и срабатывает реле времени КТ 1.
• Рисунок 3 - Пусковая диаграмма.
• Участок 0 - 1 - включение двигателя; частота вращения n = 0, момент М= Мпусковой.
• Участок 1 - 2 - разгон двигателя. R= Rя + R2
• Участок 3 - 4 - размыкается контакт КТ 1.1, перестаёт работать реле КМ 2.1.
• Участок 5 - 6 - включается контакт КТ 2.1, включается реле КМ 3.1, шундируется сопротивление R2.
• Участок 7-8 - выключается контакт КТ 3.1, перестаёт работать реле КМ 4.1. Ротор разгоняется до номинальной частоты. Вращение осуществляется при R = Rя + R1 + R3.
• В точке 8 электродвигатель работает с частотой вращения n = nраб, и моментом М = Мраб.

Устройство и принцип действия емкостного датчика с переменной

площадью. Погрешность преобразования. Область применения.

Принцип действия емкостной измерительной системы основан - на том, что с измерением размера контролируемой детали изменяется емкость конденсатора датчика. Измеряя тем или иным путем эту емкость, можно судить о размере изделия.

Емкостный метод контроля может быть как контактным, так и бесконтактным. При бесконтактном методе одной из пластин конденсатора служит само контролируемое изделие; при контактном методе емкостный датчик представляет собой плоский или цилиндрический конденсатор, одна из пластин которого связана с измерительным стержнем. Бесконтактный метод находит ограниченное применение.

Рис. 4. Емкостные датчики: а- схема включения; б- датчик с поворотными пластинами; в- датчики с пластинами в виде выдвижных цилиндров.

Емкостные датчики работают только с преобразующими электросхемами. Применяются в основном два типа схем: преобразующая схема, работающая как прецизионный измеритель емкости по методу моста, в одно из плеч которого включен датчик, и схема с включением емкостного датчика в контур задающего генератора. В первом типе схем при изменении емкости датчика в диагонали моста возникает напряжение разбаланса, которое может быть использовано непосредственно для отсчета или как напряжение, приводящее в действие сервосистему, осушествляющую нулевой баланс моста. Во втором типе схем при изменении емкости меняется частота генератора. По величине изменения частоты можно судить о размере изделия. Эта схема значительно чувствительнее мостовой, но более подвержена всевозможным влияниям извне. Емкостные датчики имеют ряд преимуществ перед другими датчиками; линейное изменение параметра (емкости) в довольно широких пределах рабочего хода, обеспечивающее при этом очень высокую точность измерения (до долей микрона); измерительное усилие датчика может быть столь незначительным (несколько грамм), что датчик может конкурировать с бесконтактными методами измерения; при включении в соответствующую схему емкости датчика могут быть использованы для дифференциальных измерений.

На рис.4, а приведена типовая схема включения емкостного датчика. На неподвижные электроды датчика подается переменное напряжение с частотой 50 гц от трансформатора Тр с заземленной средней точкой. При смещении подвижного электрода В относительно нейтрального положения на сетке лампы появляется напряжение, которое после усиления подается к электродвигателю Д. При работе электродвигателя щетка реохорда Р перемещается до тех пор, пока напряжение на катоде лампы не станет равным напряжению на сетке. На одной оси с реохордом находится шкала, проградуированная в единицах измеряемой величины. На диске шкалы смонтирован упор. При предельных размерах детали он воздействует на концевые выключатели; при этом подается импульс на исполнительное реле. Такого рода емкостный датчик является дифференциальным, так как в нем имеется одна подвижная В и две неподвижные А и С пластины, что увеличивает чувствительность датчика.В емкостном датчике переменным электрическим параметром является емкость конденсатора [17]

(1)

где е - относительная диэлектрическая проницаемость среди между пластинами конденсатора; S - площадь пластин, см; д - воздушный зазор между пластинами, см.

Зависимость (1) является нелинейной, однако при малых перемещениях х пластин по сравнению с начальным расстоянием между пластинами ее можно считать приближенно линейной. Действительно, при перемещении пластины конденсатора - на величину х его емкость

(2)

Умножая и деля последнее равенство на (1 + ) и пренебрегая в знаменателе величиной второго порядка малости получаем

, (3)

Емкостные датчики выполняются не только в виде расходящихся пластин (рис. 4, а), но и в виде поворотных пластин (рис. 4, б) или выдвииных цилиндров (рис. 4, в).

Емкость датчика с поворотной пластиной

, (4)

где б - угол поворота подвижной пластины,

- площадь взаимодействия между пластинами

б = 0.

Емкость цилиндрического конденсатора

, (5)

где Н - глубина погружения внутреннего цилиндра во внешний;

r - радиус внутреннего цилиндра;

r - радиус внешнего цилиндра.

Список использованной литературы

1.Стрыгин “Основы автоматики и вычислительной техники”. Учебное пособие для ВУЗов.1981г.

2.Арменский Е.В., Фалк Г.Б. “Электрические микромашины”, 1985г.

3.Сафонов Ю.М. “Электроприводы промышленных роботов”. М.-1990г.