Sistemi E Tecnologie per l'automazione LM

Transcript

1 Laurea Magistrale in Ingegneria Informatica Laurea Magistrale in Ingegneria Elettronica e Telecomunicazioni per lo Sviluppo Sostenibile Sistemi E Tecnologie per l'automazione LM ESERCIZIO DIMENSIONAMENTO Ing. Roberto Naldi CASY DEI - Università di Bologna Tel roberto.naldi@unibo.it Revisionato il 28/11/2012

2 ESEMPIO (TESTO) Si deve muovere con buona precisione, mediante un sistema catenapulegge-motore, una slitta meccanica la cui massa `e m_s= 66 kg. Il sistema deve eseguire un ciclo di movimentazione alternato descritto dal task meccanico nella Figura Task. Occorre trovare la taglia del motore adatto per la movimentazione del sistema, scegliendolo tra quelli indicati in Tabella Motore e verificare che il convertitore di potenza sia adatto al task meccanico. Oltre alla traiettoria, sono disponibili i seguenti dati: inerzia del riduttore e della puleggia piccola trascurabili; rapporto di accoppiamento del riduttore tra motore e puleggia piccola ka1 = 20; raggio delle pulegge grandi R_{pg} =0.15 m; momento di inerzia delle pulegge grandi J_p= 0.22 kgm2; fattore di rendimento meccanico η = 0.85; temperatura ambiente minore di 40 C; altitudine minore di 1000 m; corrente nominale del convertitore inom = 2 A; fattore di sovracorrente del convertitore kextra = 2. Visto che il rapporto di accoppiamento tra il carico (slitta) e il motore `e definito dal riduttore e dal rapporto tra puleggia grande e piccola, occorre scegliere il raggio della puleggia piccola in modo da ottenere il rapporto di riduzione complessivo desiderato Azionamenti 2

3 ESEMPIO (TESTO) Figura sistema: Tabella motore: Azionamenti 3

4 Figura task: ESEMPIO (TESTO) Valori caratteristici: -a 1 = 3 m/s2, -t 1 = 0.4 s, -a 2 = amax = 6 m/s2, -t 2 = 0.2 s, -a 3 = 5.19 m/s2, -t 3 = 0.3 s, -a 4 = 5.19 m/s2, -t 4 = 0.3 s, - tempo a velocità costante in andata pari a s, - tempo di sosta pari a 0.033s, - tempo a velocità costante in ritorno pari a 0.6 s, - tempo totale di task t tot = 2.8 s. Azionamenti 4

5 Analisi del sistema: Svolgimento (1) Sistema: Modello standard: Azionamenti 5

6 Svolgimento (2) Riconduco il sistema al modello standard : siccome il rapporto tra puleggia grande e puleggia piccola è di fatto una costante di riduzione, assumo che il mio riduttore da dimensionare sia una volta trovato il valore di k a, posso trovare quindi il raggio r della puleggia piccola come Azionamenti 6

7 Svolgimento (3) Definisco il task meccanico: inerzia equivalente J eq che ruota alla velocità angolare della puleggia grande NOTA: per tener conto del rendimento, dividoper η. Ottengo in pratica un carico equivalente maggiore. posizione, velocità e accelerazione della inerzia eq. calcolo inerzia equivalente con conservazione energia cinetica: so che v(t) = R pg q(t) quindi da cui slitta infine, per tener conto del rendimento, pulegge grandi Azionamenti 7

8 Svolgimento (4) Definisco il task meccanico: dalla Figura Task calcolo: vedo che v max = t 3 a 3 e quindi posso ottenere: inoltre posso calcolare il fattore di servizio: NOTA: è adimensionale Azionamenti 8

9 STEP 1: Svolgimento (5) Scegliere motore dalla tabella tale che: NOTA: KH=K T =1 per le condizione operative specifiche scelgo α = α =1.5eottengo Motore candidato: #2 della tabella motore parametri motore: Azionamenti 9

10 STEP 2: Svolgimento (6) scelgo riduttore k a STEP 2.1: calcolo inerzia equivalente considerando il motore candidato Azionamenti 10

11 STEP 3: verifico: Svolgimento (7) OK per costruzione OK OK motore e riduttore ben dimensionati! per quanto riguarda la puleggia piccola, da k a =50 ottengo: Azionamenti 11

12 Svolgimento (7) CONVERTITORE DI POTENZA: corrente: dimensiono sul task: OK OK Azionamenti 12

13 Laurea Magistrale in Ingegneria Informatica Laurea Magistrale in Ingegneria Elettronica e Telecomunicazioni per lo Sviluppo Sostenibile Sistemi E Tecnologie per l'automazione LM SISTEMI DI ATTUAZIONE E DI CONTROLLO DEL MOTO FINE Ing. Roberto Naldi CASY DEI - Università di Bologna Tel roberto.naldi@unibo.it