Учебная работа. Рассчет параметров электропривода

Учебная работа. Рассчет параметров электропривода

ЗАДАНИЕ

Высчитать характеристики электропривода (неизменные времени, коэффициенты усиления, коэффициенты оборотных связей и т.д.).

Представить структурную схему двухконтурной системы подчиненного управления движком неизменного тока с параллельным возбуждением с регуляторами тока и скорости.

Высчитать регулятор тока согласно с модульным оптимумом и избрать его элементы (резисторы и конденсаторы), представить структурную схему контура тока, регулятора тока и схему его реализации. Избрать датчик тока.

Высчитать регулятор скорости и избрать его элементы (резисторы и конденсаторы). Представить структурную схему контура скорости, регулятора скорости и схему его реализации. Избрать датчик скорости. Для парных вариантов регулятор скорости настроить на модульный оптимум, а для непарных — на симметричный.

Содержание

Введение

Данные мотора

Расчет характеристик электропривода

Структурная схема системы подчиненного управления

Расчет регулятора тока

Расчет регулятора скорости

Выводы

Перечень применяемой литературы

ВВЕДЕНИЕ

системы подчиненного регулирования с поочередной корректировкой владеют большенными способностями по формированию хороших переходных действий запуска и торможения электроприводов. В таковых системах просто реализуется, к примеру, ограничение регулируемых переменных (координат) и их производных.

Не считая ограничения координат в системах подчиненного регулирования нередко возникает необходимость ограничения их производных. к примеру, в двухконтурной системе регулирования скорости и тока якоря в ряде всевозможных случаев требуется ограничение убыстрения либо производной тока.

Ограничение убыстрения быть может осуществлено разными методами. При одном из их в системе предугадывают контур регулирования убыстрения как самостоятельного параметра с внедрением общих приемов оптимизации.

Чтоб ограничить производную тока якоря мотора, также используют разные методы. Так как в системе с оптимизированным по быстродействию контуром тока наибольшее значение производной тока зависит от неизменной времени интегрирования контура и данного значения стопорного тока, одним из методов ограничения производной тока быть может настройка регулятора тока.

1. Данные мотора

Из справочника [1] взяты данные мотора неизменного тока независящего возбуждения со стабилизирующей обмоткой быстроходного выполнения

Д22:

Номинальная мощность — 110, кВт

Номинальное напряжение — 440 В;

Номинальный ток — 565 А;

Номинальная скорость — 500 о/мин;

Перегрузочная способность — 2;

Сопротивление якорной обмотки — 0,0805Ом;

Сопротивление стабилизирующей обмотки — 0,002 Ом;

Маховой момент — 10,25 кГм;

Неизменная времени тиристорного преобразователя — 0.005с

2. Расчет характеристик электропривода

Определим неизменные времени, коэффициенты усиления и остальные характеристики системы подчиненного управления, в которую входят регуляторы тока и скорости, тиристорный преобразователь, движок и датчики оборотных связей.

2.1 Коэффициент усиление тиристорного преобразователя

где Uнтп — номинальное напряжение тиристорного преобразователя, который выбирается из условия обеспечения напряжения и тока, не меньше чем номинальное напряжение и ток мотора. В нашем случае избираем тиристорный преобразователь ТУ 16-530 242-72 с номинальным напряжением 220В.

2.2 Определим характеристики тиристорного преобразователя. Будем считать его апериодическим звеном с передаточной функцией

где р — оператор Лапласа.

2.3 Полное сопротивление якорной цепи состоит из сопротивления якоря и сопротивления стабилизирующей обмотки

Re=Ra+ Rcm = 0.0805 + 0.002 = 0.0825 Ом

2.4 Потокосцепление мотора

2.5 Полный момент инерции системы электропривода:

2.6 Электромеханическая неизменная времени

2.7 Индуктивность якорного цепи мотора по формуле Уманского-Лиунвиля

2.8 Электромагнитная неизменная времени системы электропривода

2.9

2.9 Коэффициент оборотной связи по току

2.10 Коэффициент оборотной связи по скорости

3. Структурная схема системы подчиненного управления

Составим структурную схему двухконтурной системы подчиненного управления с контурами тока и скорости. Используем при всем этом такие допущения:

Тиристорний преобразователь является инерционным звеном;

Датчик скорости (тахогенератор) безинерционный и является пропорциональным звеном;

Датчик тока также является пропорциональным звеном;

Движок состоит из электромагнитной и электромеханической частей,
которые являются инерционной и интегрирующей соответственно;

При моделировании мотора не учитываем реакцию якоря, гистерезис,
вихревой ток.

На рис. 1 представлена структурная схема с учетом этих допущений.

Набросок 1 — Структурная схема подчиненной системы управления электропривода

На схеме применены такие обозначения: WpT и Wpui — передаточные функции регулятора тока и регулятора скорости соответственно.

4. Расчет регулятора тока

Согласно с заданием регулятор тока необходимо настроить на модульный оптимум.

Контур тока является внутренним контуром системы подчиненной регуляции и в его состав входят тиристорный преобразователь, датчик тока и электромагнитная составляющая мотора (см. рис. 2).

Набросок 2 — Структурная схема контура тока

В контуре тока электромагнитная неизменная времени мотора Тя с «большенный» неизменной времени, а неизменная времени тиристорного преобразователя Тм — «малая», которую не возместят при настройке на модульный оптимум.

Согласно с требованиями модульного оптимума передаточная функция разомкнутого контуру тока обязана приравниваться:

где ТО=2ТМ. Беря во внимание передаточную функцию разомкнутого контуру тока, получим:

Исходя из данной для нас передаточной функции контур тока при настройке на модульный оптимум является пропорционально-интегральным. Согласно с сиим приведем многофункциональную схему реализации контура (рис.3).

Набросок 3 — Многофункциональная схема реализации регулятора тока

На этом рисунке приняты такие обозначения:

Кдг- коэффициент передачи датчика тока;

Кшун- коэффициент передачи измерительного шунта;

АА — регулятор тока;

Сот — конденсатор оборотной связи тока регулятора;

Rot — активное сопротивление оборотной связи тока регулятора;

RT — сопротивление оборотной связи тока контура тока;

Яэт — сопротивление задания на ток.

Схеме реализации регулятора тока отвечает таковая его структурная

Избираем конденсатор типа МБМ емкостью Сот = 4.7мкФ.

Активное сопротивление оборотной связи тока регулятора

4.3 Сопротивление задания на ток

4.4 Коэффициент передачи измерительного шунта

где = 75 мВ — номинальное напряжение шунта.

4.5 Сопротивление оборотной связи тока контура тока

где Ддт = 100 — коэффициент передачи датчика тока.

Избираем по [5] резисторы типа ОМЛТ-0.125 с номиналами Rот =13 кОм, RЗТ = 125 КОм Rt = 1,0 MOm.

Для расчета регулятора скорости нам пригодится передаточная функция свернутого контуру тока:

Беря во внимание, что Тм — малая неизменная времени, можно считать 2 * Т2м =0

Тогда свернутый контур тока является апериодическим звеном с передаточной функцией:

5. Расчет регулятора скорости

Контур скорости является наружным контуром системы подчиненного управления. В него входят регулятор скорости, контур тока и электромеханическая часть мотора. Для расчетов употребляют свернутый контур тока. Структурная схема контура скорости приведена на рис. 5. На нем приняты такие обозначения.

WpM — передаточная функция регулятора скорости;

Uзш — напряжение задания на скорость.

В этом контуре Тм является «большенный» неизменной времени, а Тм — «малая» неизменная времени, которую не возместят. Согласно с требованиями опции на модульный оптимум передаточная функция разомкнутого контура скорости обязана иметь опосля сокращения таковой вид:

где То =4ТМ.

Беря во внимание передаточную функцию разомкнутого контура скорости опосля сокращения, получаем:

Таковым образом, регулятор скорости, настроенный на модульный оптимум, является пропорциональным. Многофункциональная схема его реализации приведена на рис. 6.

На этом рисунке приняты такие обозначения: Rom R3111 j Rm — сопротивления оборотной связи регулятора скорости, задание на скорость и оборотной связи по скорости соответственно; AR — регулятор скорости;

Кдн, Ктг — коэффициенты передачи датчика напряжения и тахогенератора соответственно;

U3U] — напряжение задания на скорость.

Согласно с многофункциональной схемой регулятору приведем его структурную схему (рис.7).

U3111 I 1 U3T

—О

К

Набросок 7 — Структурная схема регулятора

5.1 Коэффициент передачи датчика напряжения

Кдн = 0.75

2 Коэффициент передачи тахогенератора:

где UTr= 220 В — номинальное напряжение тахогенератора;

штг — номинальная скорость тахогенератора, которая обязана примерно приравниваться номинальной скорости мотора.

5.3 Коэффициент оборотной связи по скорости

где — наибольшее напряжение задания на скорость, для УБСР-А1; wMax= WH — наибольшая скорость мотора.

5.4 Сопротивление оборотной связи регулятора скорости

Rui=100kOm

5.5 Сопротивление задания на скорость

5.6 Сопротивление оборотной связи по скорости

Избираем по [5] резисторы типа ОМЛТ-0.125 с номиналами R3m= 6.2 кОм, Rouj =5.6 кОм.

Выводы

В процессе выполнения домашнего задания были рассчитаны характеристики электропривода: неизменные времени, коэффициенты усиления, коэффициенты оборотных связей. Представлена структурная схема двухконтурной системы подчиненного управления движком неизменного тока с параллельным возбуждением с регуляторами тока и скорости. Рассчитан регулятор тока согласно с модульным оптимумом и выбраны его элементы (резисторы и конденсаторы), представлена структурная схема контура тока, регулятора тока и схема его реализации. Рассчитан регулятор скорости и выбраны его элементы (резисторы и конденсаторы). Представлена структурная схема контура скорости, регулятора скорости и схема его реализации. Выбраны датчик тока и скорости.

Перечень применяемой литературы

1.Чиликин М.Г., Сандлер А.С. Общий курс электропривода. — 6-ое изд., -М.Энергоиздат, 1981. — 576 с.

2.3имин Е.Н., Яковлев В.И. Автоматическое управление Электроприводами. — М.: Высш.шк., 1979. — 319 с.

З.Полилов Е.В. Методические указания к выполнению практических работ по курсу «Оформление технической документации» (для студентов специальности 7.092203 дневной и заочной форм обучения). — Алчевск.: ДГМИ, 2002.- 34 с.

4.Комплектные тиристорные электроприводы. Справочник/ Под ред. В.М.Перелъмутера. -М: Энергоатомиздат. 1988. — 200 с.

5.Терещук P.M., Терещук КМ., Седов С.А. Полупроводниковые приемно-усилительные устройства. Справочник радиолюбителя. — К.- Научная идея, 1981-672с.

]]>