Введение к работе
Актуальность темы. 3 современном промысленном производстве получает разнообразные применения линейный электропривод, позволяющий реализовать различные траектории перемещения исполнительного органа без кинематических преобразователей вида движения и в ряде случаев сливающийся с производственным оборудованием. Разработки в области линейного электропривода ведутся в ряде развитых стран: Японии, Великобритании, ^анции, Германии, США, Канаде, России.
Одной из тенденций современного развития линейного электропривода является создание на его основе промшленных устройств с широкими функциональными возможностями, что связано с разработкой и исследованием новых специальных электрических машин. »
Известны линейная асинхронная калина (ЛАМ), в которой осуществляется одновременное поступательное движение двух вторичных элементов (ВЭ), расположенных по разные стороны от центрального индуктора, а также трехкоординатннй двигатель, в котором по одну сторону от центрального двухкоординатного индуктора с фазной обмоткой находится неподвижный двухкоординатный индуктор, выполненный в виде ферромагнитной плиты с прямоугольными зубцами, а по другую сторону- тороид, вращающийся при подключении питания к обмотке центрального индуктора.
Конструкции ЛАМ с двумя ВЭ и трехкоординатного двигателя с центральным индуктором и тороидом позволяют осуществлять только взаимосвязанное или попеременное регулирование скоростей элементов подвижной части, что ограничивает функциональные возможности таких двигателей. В связи с этим актуальной становится задача разработки и исследования двухкоординатного линейного электропривода, обеспечивающего возможность раздельного регулирования скоростей подвижного элемента с фазной обмоткой (фазного элемента) и беэобмоточного вторичного .элемента, расположенных последовательно по одну сторону от неподвижного индуктора.
Под раздельным будем понимать такое регулирование, при котором установившиеся скорости элементов подвижной части определяются соответствующими сигналами задания и не зависят друг от друга.
Диссертационная работа выполнялась в соответствии с целевой комплексной программой "Роботы" Минвуза РСФСР в рамках НИР 58/89
- 4 -"Создание экспериментального роботизированного сборочного комплекса деталей бытовой видеотехники" ( номер гос. per. 01.89. 0033594 ) и программой "Новые технологии", НИР С8/92 "Разработка двухкоординатных электроприводов мехатронных модулей на базе линейных асинхронных двигателей" ( номер гос. per. 01.92.0017954) на кафедре "Робототехнические системы" Воронежского политехнического института.
Целью работы являются разработка и исследование двухкоорди-натного линейного электропривода с раздельным регулированием скоростей фазного и вторичного элементов подвижной части.
Поставленная цель связана с решением ряда конкретных задач, к которым относятся:
-
разработка и исследование линейной машины, обеспечивающей возможность раздельного регулирования скоростей фазного и вторичного элементов (ФЭ) и (ВЭ);
-
разработка системы управления двухкоординатного линейного электропривода (ДЛЭЛ) с раздельным регулированием скоростей ФЭ и ВЭ;
-
разработка математической модели, создание алгоритмов и программ расчета статических и динамических характеристик ДПЭП;
-
исследование основные режимов работы ДЛЭП в составе предлагаемой структуры управления.
Научная новизна работы заключается в следующем:
1. предложены принцип работы и базовая конструкция новой
ЛАМ, обеспечивающей возможность раздельного регулирования ско-
' ростей ФЭ и ВЭ;
-
определены принципы раздельного управления движением ФЭ и ВЭ;
-
разработаны функциональные схемы ДДЭП с раздельным регулированием скоростей ФЭ и ВЭ для асинхронного и синхронного режимов работы;
-
получены аналитические выражения для расчета усилий,
- действующих на ФЭ в статических и динамических режимах работы, с учетом несимиетрии взаимных индуктивностей между фазами индуктора и ФЭ;
-
составлены и решены на ЭВМ уравнения динамики ДДЭП при разгоне ФЭ и ВЭ;
-
разработаны функциональные схемы электропривода модуля подачи деталей из магазина на позицию сборки, выполненного на
основе ЛАМ с поступательным перемещением М и БЭ; .
Практическая ценность работы .определяется следующими результатами:
1. разработаны новые, защищенные авторскими свидетельства-
' ми, модули для автоматической подачи заготовок в зону пресса и
извлечения из рабочей зоны ферромагнитных деталей на основе ЛАМ ' с й и Ю;
-
реализован ДЛЭП с вращательно-поступательнш движением дискового ротора;
-
разработаны алгоритмы и программы расчета статических и динамических характеристик ДЛЭП с движением Фд и Ш;
-
реализован электропривод модуля подачи деталей из магазина на основе ЛАМ с поступательным перемещением ФЭ и ВЭ;
Результаты работы внедрены:
отделом 650 научно-производственного предприятия "Видео-фон" при создании роботизированного сборочного комплекса деталей видеотехники;
в учебный процесс кафедры "Робототехнические системы" Воронежского политехнического института в составе лабораторного стенда для исследования ДШ транспортного модуля робототехни-ческого комплекса.
Апробация работы. Основные результаты работы были представлены на ряде конференций:
XI Всесоюзной конференции по проблемам автоматизированного электропривода, г. Суздаль, 1991 г.;
Всесоюзной конференции к 100-летию изобретения трехфазного асинхронного двигателя "Современные проблемы электромеханики", г. Москва, 1989 г.;
- областной научно-практической конференции "Повышение эффективности функционирования систем и устройств", г. Воронеж,
1988 г.;
- областных научно-технических конференциях "Опыт разработ
ки и внедрения в производство роботов и ГПС, г. Воронеж, 1987 -
1989 г.г.
Кроме того, результаты работы докладывались и обсуждались на заседании кафедры "Робототехнические системы" Воронежского политехнического института.
Публикации. По результатам диссертационной работы опубет-ко»аны 17 научных трудов, в том числе 4 статьи, б авторских сви-
детельств, 7 публикаций в виде тезисов докладов. Результаты работы также отражены в заключительных депонированных отчетах по НИР. Структура и обгем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения, списка использованных источников из 131 наименования, 5 приложений и содержит 130 страниц основного машинописного текста, 21 страницу приложений и 54 страницы иллп-страций ( 72 рисунка ). В тексте работы содержатся 12 фотографій, 19 таблиц. Общий объем 205 страниц.
