Система управления электроприводом
Проектирование двухзонной системы управления электродвигателем 4ПФ160SУХЛ4 мощностью 18,5 кВт и с номинальным напряжением 440 вольт. Выбор и проектирование системы управления электроприводом, обеспечивающей его качественные и надежные показатели.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 09.04.2012 |
Размер файла | 246,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
1. Требования к системе управления электроприводом
1.1 Технические данные электродвигателя
Двигатели поставляются со встроенными тахогенераторами типа ТП80-20-0,2 (ТУ 16-516.285-83) и датчиком тепловой защиты - терморезистором типа СТ 14-1Б (ТУ ОЖО.468.130). Возбуждение ДПТ независимое, рассчитанное при последовательном соединении катушек на питание 220 В и при соединении катушек возбуждения в две параллельные ветви - на 110 В.
Двигатели допускают регулирование частоты вращения напряжением якоря в диапазоне от 0 до 460 В при постоянном моменте, при этом допускается стоянка с моментом, равным половине номинального, и регулирование частоты вращения до максимальной ослаблением поля при номинальном напряжении на якоре в диапазоне не менее 1 - 3 при постоянной мощности.
Таблица 1.1 - Технические характеристики двигателя 4ПФ160SУХЛ4
Параметры двигателя |
Наименование |
Величина |
Размерность |
|
Мощность номинальная |
Рном |
18,5 |
кВт |
|
Номинальное напряжение |
Uном |
440 |
В |
|
Ток якоря |
Iя ном |
48,6 |
А |
|
Момент инерции |
Jдв |
0,25 |
кг'м2 |
|
Номинальная частота вращения |
nном |
1090 |
об/мин |
|
Максимальная частота вращения |
nmax |
4500 |
об/мин |
|
КПД |
hном |
82 |
% |
В соответствии с данными электродвигателя определяем:
1. номинальный ток, потребляемый нагрузкой:
;
2. ток возбуждения:
электродвигатель управление двухзонный
;
3. номинальная скорость вращения:
;
4. максимальная скорость вращения:
;
5. номинальный момент двигателя:
;
6. сопротивление обмотки якоря:
.
Расчет естественной механической характеристики данного двигателя.
Естественная механическая характеристика ДПТ НВ выражается уравнением прямой:
, (1.1)
где - угловая скорость идеального холостого хода электродвигателя, рад/с, вычисляемая по формуле:
, (1.2)
где - номинальное напряжение двигателя, В;
- падение напряжения на щетках, обычно = 2В;
- постоянная двигателя, [Вс/рад]:
, (1.3)
где - собственное сопротивление обмотки якоря, .
Подставляем найденные значения в формулу (1.3), получаем значение постоянной двигателя:
.
- модуль жесткости механической характеристики, [Нмс/рад], вычисляемый по формуле:
. (1.4)
Подставляем найденное значение постоянной двигателя в уравнение (1.4) и определяем модуль жесткости механической характеристики:
.
Подставляя найденное значение постоянной двигателя в формулу (1.2), находим скорость идеального холостого хода двигателя:
. (1.5)
Рассчитываем мощность возбуждения:
.
Находим мощность, потребляемую двигателем:
.
Определяем потери мощности при холостом ходе:
.
Определяем мощность холостого хода:
.
Находим момент холостого хода двигателя:
.
Уточняем конструктивную постоянную с учетом потерь на возбуждение:
.
Построение естественной механической характеристики производим по 2-м точкам:
1. М = 0; = 0;
М = 0 Нм; = 121 рад/с.
2. М = =Мэ.ном; = ном;
М =162,3 Нм; = 114 рад/с.
Естественная электромеханическая характеристика ДПТ НВ описывается уравнением:
. (1.6)
Построение естественной электромеханической характеристики производим по 2-м точкам:
1. = 0; = 0;
= 0 А; = 121 рад/с.
2. = ; = ном;
=48,6 Нм; = 114 рад/с.
1.2 Анализ технического задания
Уравнение равновесия моментов для статики:
.
Выберем муфты для данной схемы электропривода.
Муфта предназначена для соединения соосных валов при передаче крутящего момента от 6,3 до 16000 Н·м и уменьшения динамических нагрузок.
Для выбора муфты необходимо знать диаметр вала электродвигателя.
Так как вал двигателя dДВ=48 мм ([1], с. 364, табл. 10.7), то в качестве упруго-компенсирующей муфты выбираем: МУВП 710-45-I.1-50-II.2-У3 ГОСТ 21424 - 75.
Таблица 1.2 - Габаритные размеры МУВП
ТР, Н·м |
d1, мм |
d, мм |
D, мм |
L, мм |
lЦИЛ., мм |
LКОН., мм |
|
710 |
45 |
50 |
190 |
226 |
110 |
95 |
Определим момент инерции муфты:
Рисунок 1.4 Схема замещения электропривода
В соответствии с условием момент инерции механизма:
.
Суммарный момент инерции:
Время пуска двигателя:
где - пусковой момент.
Согласно заданию момент нагрузки реактивный и находится в пределах: .
Принимаем, что .
Рассчитываем момент нагрузки, приведенный к валу электродвигателя:
.
Момент нагрузки, приведенный к валу двигателя, изменяется в следующих пределах: .
Рассчитываем угловую скорость диапазона регулирования двигателя исходя из условия: , .
Определяем максимальный момент: исходя из условия .
Определяем момент нагрузки максимальный:
.
Момент инерции механизма, приведенный к валу электродвигателя, определяется как:
.
Приведенный к валу электродвигателя коэффициент жесткости механической передачи определяется как:
.
По условию диапазон регулирования скорости :
,
тогда:
.
1.3 Требования к системе управления электроприводом
Требование технического задания:
1. обеспечение диапазона регулирования скорости ;
2. требуемый статизм характеристик: ;
3. суммарная допустимая погрешность: ;
4. при регулирование при постоянстве мощности;
5. точность поддержания заданной скорости;
6. точность позиционирования, погрешность слежения, ошибка слежения;
7. пуск и торможение без нагрузки;
8. постоянство ускорения и замедления при пуске, торможении, и изменении скорости;
9. режим работы привода до 40 вкл./час;
10. простота и надежность управления;
11. гибкость управления;
12. минимальные массогабаритные показатели;
13. удобство наладки и диагностики;
14. удобство обслуживания;
15. минимальная стоимость;
16. защита от радиопомех.
1.4 Выбор принципиальной схемы главных цепей и структурной электрической схемы системы
Для управления электродвигателем выбираем управляемый мостовой трехфазный выпрямитель. В данной схеме применяются токоограничивающие реакторы, которые включены в сеть переменного тока.
Для регулирования в верхней части диапазона при значении скорости выше основной необходимо воздействовать на поток. Поэтому требуется регулировать напряжение на обмотке возбуждения двигателя. Напряжение питания обмотки 220В, таким образом, выбираем однофазный нереверсивный полууправляемый выпрямитель, так как он дешевле полностью управляемого, а также не требуется шунтирующий контур обмотки возбуждения.
Выберем функциональную схему системы. Так как в нашем случае требуется регулирование скорости выше номинальной то необходимо обеспечить по цепи возбуждения, т.е. требуется построение системы с двухзонным регулированием скорости. В первой зоне должно осуществляться регулирование скорости до номинального значения при постоянстве момента. Во второй зоне скорость должна регулироваться от номинальной до максимальной с ослаблением потока возбуждения, т.е. должно поддерживаться постоянство мощности. Таким образом, необходимо построить систему управления, которая содержит два канала управления: первый - по цепи якоря, второй - по цепи возбуждения двигателя. На первом участке система должна обеспечить Ф=Фн =const. На втором участке e = eн = const, т.е. система должна обеспечить поддержание заданного номинального значения ЭДС при изменении скорости и потока возбуждения.
В замкнутой системе регулирования скорости переход от режима регулирования напряжения к режиму регулирования потоком возбуждения обеспечивается за счет того, что на скоростях выше основной с помощью регулятора ЭДС, воздействующего на цепь возбуждения, поддерживается равенство ЭДС двигателя номинальному значению. Поскольку ЭДС двигателя есть eд = cдФ в условиях, когда eд = Ед = const, а значение задается входным сигналом, поток возбуждения будет изменяться пропорционально скорости двигателя.
2. Выбор системы электропривода
2.1 Определение параметров главных цепей
1. Выбор тиристоров.
Выбор тиристоров производится по среднему значению тока, протекающего через вентиль.
Рассчитаем среднее и действующее значение тока , протекающего через прибор, для режима работы с максимальной загрузкой по току:
;
.
Для номинального режима работы , а условия охлаждения соответствуют номинальным, если при естественном охлаждении максимальная температура воздуха .
Выбираем тип прибора и охладитель по условию:
(2.1)
где Кзрi -- коэффициент запаса по току в рабочем режиме (1,25…1,65),
Кзо -- коэффициент запаса, учитывающий отклонения режима работы и условий охлаждения от номинальных (0,8…1,2),
ITAV.m -- максимально допустимый средний ток через тиристор при заданных условиях охлаждения, А.
Принимаем Кзо=0,9. Приняв Кзрi=1,25, по условию (2.1) получаем:
.
Из справочника [4, с. 179] по силовым полупроводниковым приборам предварительно выбираем тиристор Т 132-40 с типовым охладителем О231-80, с параметрами ITAV.m = 19 А при естественном охлаждении и Та =40°С.
2. Выбор анодных реакторов.
Индуктивность анодного реактора определим по напряжению короткого замыкания равному (0,05-0,06)U1.
,
.
Выбираем из справочника [3, с. 122, разд. 23, табл. 23.271] анодный реактор типа РТСТ-41-1,01УЗ со следующими параметрами:
- номинальная индуктивность фазы;
- активное сопротивление обмоток;
- номинальное линейное напряжение питающей сети;
- номинальная сила фазового тока.
3. Выбор сглаживающего дросселя.
Выбор сглаживающего дросселя, включенного последовательно с якорем двигателя, производиться для обеспечения непрерывности тока двигателя на всем диапазоне изменения ЭДС преобразователя, а также ограничения пульсаций тока, которые ухудшают коммутацию в двигателе и увеличивают его нагрев.
Определяем требуемую постоянную времени электрической цепи:
,
где - постоянный коэффициент схемы выпрямителя, - для трехфазной схемы [5, с. 47];
- максимальное значение граничного тока:
,
где - абсолютное значение граничного тока:
,
где - базовое значение тока:
,
где - максимальное значение анодного напряжения:
.
Rп - активное сопротивление якорной цепи в граничном режиме:
, .
- активное сопротивление силового преобразователя, учитывающее падение напряжение на вентилях и проводах:
где U=2В - прямое падение напряжения на вентиле,
n - число последовательно включенных вентилей, проводящих ток в один и тот же момент времени.
.
Тогда требуемая постоянная времени электрической цепи будет равна:
.
Определяем требуемую индуктивность сглаживающего дросселя:
,
,
- индуктивность якоря двигателя, определяется по формуле Уманского-Линвиля,
где - коэффициент пропорциональности, - для машин с компенсационной обмоткой;
- число пар полюсов, ;
- номинальная частота вращения, .
.
Требуемая индуктивность сглаживающего дросселя:
.
4. Определение расчетных параметров силовой цепи.
Расчетная индуктивность цепи выпрямленного тока:
.
Расчетное сопротивление цепи выпрямленного тока:
где Rп - сопротивление перекрытия вентилей:
.
где m - пульсность схемы, m = 6.
Rяц = 20,0885 + 0,61 + 0,022 + 0,303 = 1,112 Ом.
Тогда электромагнитная постоянная времени:
.
3. Проектирование системы управления электроприводом
3.1 Сравнение возможных вариантов и выбор способа (закона) управления и структуры СУЭП
Реверсирование двигателя начинается с изменения знака напряжения задания скорости, которое вызывает уменьшение напряжения UУ и изменения знака задания тока UЗТ является сигналом начала переключения комплектов тиристоров. Угол открывания 1 увеличивается, ЭДС уменьшается, уменьшается ток якоря до нуля. Закрывание тиристоров фиксируется датчиком проводимости вентилей (ДПВ). При получении сигналов с ДПВ логическое переключающее устройство (ЛПУ) запрещает подачу импульсов на тиристоры обоих комплектов, т.е. размыкает ключ Кл1 и одновременно начинает отсчитывать временную паузу. После ее окончания ЛПУ формирует разрешение на подачу открывающих импульсов на тиристоры комплекта КВ”2” (замыканием Кл2), одновременно и на переключение переключателя характеристик (ПХ). Переключение ПХ приводит к изменению полярности напряжения UУ на входе СИФУ. С этого момента на комплект КВ “2” начинают подаваться открывающие импульсы, обеспечивающие работу комплекта в инверторном режиме. Так как ЭДС якоря больше прикладываемой ЭДС, то ток якоря протекает в обратном направлении, двигатель переходит в генераторный режим, осуществляя рекуперативное торможение с отдачей энергии в сеть.
Для регулирования в верхней части диапазона при значении скорости выше основной необходимо воздействовать на поток. Поэтому требуется регулировать напряжение на обмотке возбуждения двигателя. Так как напряжение питания обмотки 220В, то выбираем однофазный нереверсивный полууправляемый преобразователь.
Выберем функциональную схему системы. В соответствии с техническим заданием необходимо обеспечить двухзонное регулирование по цепи возбуждения в пределах , что требует построение системы с двухзонным регулированием скорости. В первой зоне должно осуществляться регулирование скорости до номинального значения при постоянстве момента. Во второй зоне скорость должна регулироваться от номинальной до максимальной с ослаблением потока возбуждения, т.е. должно поддерживаться постоянство мощности. Таким образом, необходимо построить систему управления, которая содержит два канала управления: первый - по цепи якоря, второй по цепи возбуждения двигателя. На первом участке система должна обеспечить Ф=Фн =const. На втором участке e = eн= =const, т.е. система должна обеспечить поддержание заданного номинального значения ЭДС при изменении скорости и потока возбуждения.
В замкнутой системе регулирования скорости переход от режима регулирования напряжения к режиму регулирования потоком возбуждения обеспечивается за счет того, что на скоростях выше основной с помощью специального регулятора, воздействующего на цепь возбуждения, поддерживается равенство ЭДС двигателя номинальному значению. Поскольку ЭДС двигателя есть eд = cдФ в условиях, когда eд = Ед = const, а значение задается входным сигналом, поток возбуждения будет изменяться пропорционально скорости двигателя.
В системе двухзонного регулирования (рисунок 3.1) двигатель М питается от тиристорного преобразователя (ТП), а его обмотка возбуждения - от тиристорного возбудителя (ТВ). Система управления электроприводом включает в себя две взаимосвязанные системы: а) воздействующую на напряжение ТП систему регулирования скорости с регулятором РС и подчиненным контуром регулирования тока якоря с регулятором РТЯ; б) систему регулирования ЭДС с регулятором РЭ и подчиненным контуром регулирования тока возбуждения с регулятором РТВ.
Подчиненный контур регулирования тока возбуждения (ДТВ), причем на входе РТВ по каналу обратной связи предусмотрен фильтр с постоянной времени Тф, образованной резисторами R'т.в. и R''т.в. и конденсатором Ст.в. Входным сигналом для контура тока возбуждения является выходное напряжение регуляторов ЭДС. На входе РЭ сравниваются постоянное значение задающего напряжения Uз с напряжением датчика ЭДС ДЭ. Этот датчик представляет собой суммирующий усилитель, на один вход которого через фильтр, образованный резисторами R'1 и R1 и конденсатором С1, подается напряжение Uд.н. датчика напряжения (ДН), а на второй вход - с резистором R2 - напряжение Uд.т.я. датчика тока якоря (ДТЯ). Таким образом, ДЭ воспроизводит ЭДС с запаздыванием, равным постоянной времени якорной цепи двигателя. Так как изменяется направление вращения двигателя знак Uд.э. меняется на противоположный, в то время как знак сигнала на входе РЭ меняться не должен, на выходе ДЭ предусмотрен блок выделения модуля (БВМ).
Работа электропривода с двухзонным регулированием скорости в общем случае характеризуется следующей системой уравнений:
(3.1)
где - суммарный момент, приведенный к валу двигателя;
- статический момент нагрузки; е - ЭДС двигателя;
епр - ЭДС преобразователя;
- коэффициент неполного потокосцепления;
- ток возбуждения в обмотке возбуждения;
- вихревые токи;
- магнитный поток;
- количество витков в обмотке возбуждения;
М - электромагнитный момент двигателя.
Представим систему 3.1 в виде операторных уравнений:
(3.2)
При изменении магнитного потока в массивных частях магнитопровода возникают вихревые токи, действие которых может быть учтено эквивалентной, фиктивной обмоткой.
3.3 Определение передаточных функций и коэффициентов звеньев объекта управления
Распространенным методом настройки регуляторов является технический оптимум, при котором перерегулирование составляет 4,3% от установившегося уровня сигнала, а время переходного процесса , где Тп - электромагнитная постоянная времени тиристорного преобразователя. В схемах подчиненного регулирования используется также симметричный оптимум, который позволяет получить абсолютно жесткие статические характеристики, но переходные процессы в этом случае характеризуются большим перерегулированием, доходящим до 55%. При настройке на симметричный оптимум регулятор скорости РС выполняется пропорционально-интегральным.
Проверим соответствие технического задания возможностям системы статического и астатического регулирования. Т.к. система статического регулирования скорости имеет большее быстродействие, то начнем расчет с первой системы. Методика расчета приведена в [5,c.100]:
1) определим значение ЭДС в номинальном режиме:
; (3.3)
2) определим значение коэффициента :
; (3.4)
3) определим относительное статическое отклонение :
; (3.5)
4) определим максимальное отклонение скорости при ступенчатом возмущающем воздействии:
; (3.6)
где к - коэффициент производной тока двигателя [5,c.41].
5) рассчитываем коэффициент k:
; (3.7)
6) определим электромеханическую постоянную времени:
; (3.8)
7) по формуле 3.7 найдем значение максимального отклонения:
; (3.9)
8) определяем отношение :
. (3.10)
Из полученного соотношения следует, что требования к точности достаточно высоки и т.к. , то целесообразно применить астатический регулятор. В случае недостаточной статической точности необходимо будет применить систему комбинированного управления.
Определение параметров цепи обмотки возбуждения
Для расчета постоянной времени обмотки возбуждения воспользуемся кривой намагничивания машины постоянного тока серии П, имеющего наиболее приближенные параметры к применяемому в данном проекте двигателю. Параметры двигателя серии П и кривую намагничивания для данного двигателя возьмем из источника [6]. Данная характеристика представляет собой зависимость магнитного потока Фя от ампер-витков цепи возбуждения F = IВWB. Здесь IВ - ток, протекающий по обмотке возбуждения, WB - число витков обмотки возбуждения.
Выбираем двигатель П72 со следующими параметрами:
;
;
;
- число витков обмотки возбуждения на полюс;
.
Определим ток обмотки возбуждения:
.
Так как в справочнике дано сопротивление обмотки возбуждения при температуре , то необходимо привести это сопротивление к рабочей температуре ():
,
где - сопротивление обмотки возбуждения при температуре , ;
- температурный коэффициент сопротивления, .
Тогда .
.
Определим магнитодвижущую силу:
.
Рассчитываем индуктивность обмотки возбуждения:
,
где .
Тогда .
Таким образом, постоянная времени обмотки возбуждения:
.
Постоянная времени вихревых токов:
.
3.4 Выбор принципов реализации структуры СУЭП, выбор датчиков
Схема системы двухзонного регулирования включает в себя две взаимосвязанные части. Первая часть соответствует регулированию скорости изменением напряжения на якоре двигателя, т.е. она включает в себя регуляторы скорости и тока.
Вторая часть соответствует системе регулирования скорости двигателя по цепи возбуждения изменением тока обмотки возбуждения, т.е. она включает в себя регуляторы ЭДС и тока возбуждения.
На вход системы управления напряжением преобразователя подается задающее воздействие UЗС и напряжение обратной связи по скорости, измеренную с помощью датчика скорости - тахогенератора, встроенного в двигатель.
На вход системы управления магнитным потоком поступает задающее воздействие пропорциональное ЭДС двигателя, и напряжение обратной связи, пропорциональное измеренному значению ЭДС с помощью датчика ЭДС.
Так как при изменении направления вращения якоря двигателя знак UДЭ меняется на противоположный, в то время как знак сигнала на входе регулятора ЭДС меняться не должен, т.е. на выходе ДЭ предусмотрен блок выделения модуля (БВМ).
3.4.1 Выбор датчика тока
Выбор датчика тока якоря произведем исходя из курса «Элементы автоматизированного электропривода».
Трансформаторный датчик тока состоит из трёх трансформаторов тока TА1…TА3 с нагрузочными резисторами R1…R3, соединёнными в звезду и измерительного выпрямителя VD1…VD6.
Трансформатор тока выбираем по соотношению:
,
где - действующий ток фазы источника питания соответствующий номинальному значению тока якоря, ;
- номинальный ток трансформатора:
.
Из [7] выбираем ТТ типа ТЛ-0,66-I - для передачи сигнала измерительной информации измерительным приборам, устройствам защиты и управления.
Трансформатор ТТ типа ТЛ-0,66-I имеет параметры представленные в таблице 3.1.
Таблица 3.1-Параметры трансформатора тока типа ТЛ-0,66-I
Номинальное напряжение, кВ |
0,66 |
||
Номинальный первичный ток, А |
50 |
||
Номинальный вторичный ток, А |
5 |
||
Номинальная вторичная нагрузка с коэффициентом мощности cosц2=0,8, ВМА |
10 |
||
Класс точности |
0,5 |
Определим величины нагрузочных сопротивлений .
Ом.
Из стандартного ряда сопротивлений Е24 [8] принимаем Ом.
Коэффициент трансформации:
Коэффициент передачи датчика тока:
.
3.4.2 Выбор датчика скорости
В качестве датчика скорости применяем тахогенератор. В данном типе двигателя предусмотрен встроенный тахогенератор типа ТП80 - 20 - 0,2 УХЛ4 [8]. Параметры данного тахогенератора приведены в таблице 3.2.
Тахогенератор ТП80-20-0.2 предназначен для комплектации электродвигателей, работающих в широкорегулируемых электроприводах постоянного тока.
Таблица 3.2 - Параметры тахогенератора типа ТП80 - 20 - 0,2 УХЛ4
Наименование параметра |
Норма |
|
Крутизна тахогенератора, , не менее |
20 |
|
Номинальная частота вращения, |
3000 |
|
Максимальная частота вращения, |
6000 |
|
Минимальная частота вращения, |
0,1 |
|
Нагрузочное сопротивление, , не менее |
10 |
|
Погрешность в диапазоне частот вращения , , не более |
0,2 |
|
Коэффициент пульсаций при максимальной частоте вращения, , не более |
3,0 |
Определяем максимальное выходное напряжение:
В.
Определяем номинальное выходное напряжение:
В.
3.4.3 Расчет датчика ЭДС
В качестве датчика ЭДС применяем вычислитель ЭДС, принцип действия которого основан на вычислении ЭДС якоря по второму уравнению Кирхгоффа для якорной цепи:
Примем коэффициент передачи датчика , так как в цепи управления необходим сигнал не выше . Тогда при номинальном значении ЭДС получим: .
3.4.4 Датчик проводимости вентилей
Датчик проводимости вентилей подключается на три входного напряжения преобразователя и на его выходы постоянного тока. Принцип действия датчика основан на измерении падения напряжения на вентилях.
3.5 Линеаризация системы управления
Линеаризация системы управления выполняется для синтеза регуляторов. В качестве режима точки линеаризации выбираем в данном случае точку номинального режима работы. Тогда система операторных уравнений преобразуется в систему линейных операторных уравнений и примет вид:
3.6 Синтез системы управления, ограничение координат
1). Расчет регулятора тока
В качестве регулятора тока принимаем ПИ - регулятор:
Передаточная функция регулятора тока:
Исходя из модульного оптимума:
.
.
Получаем:
.
Передаточная функция ПИ-регулятора тока имеет вид:
,
где - суммарная некомпенсированная постоянная времени главной цепи;
kот - коэффициент обратной связи по току;
T1 - электромагнитная постоянная времени.
2). Расчет регулятора скорости
Произведем оптимизацию контура.
Принимаем
Исходя из модульного оптимума:
Получаем:
.
Отсюда выводим :
.
Тогда: ,
где ,
Таким образом:
.
Звено регулятора скорости представляет собой ПИ-регулятор и с учетом (3.9), для обеспечения относительно высокой точности, выбираем астатическую систему и настраиваем ПИ-регулятор скорости на симметричный оптимум:
.
3.7 Выбор задающего устройства
Исходя из анализа требований к системе управления можно выбирать задающее устройство. Так как по техническому заданию необходимо обеспечить ускорение и замедление при пуске, торможении и изменении скорости, то применяем в качестве задающего устройства задатчик интенсивности (ЗИ).
Постоянную времени интегрирования определим по формуле:
,
где - напряжение ограничение задатчика интенсивности, ;
- напряжение ограничения релейного элемента, ;
- время пуска электродвигателя.
Тогда:
.
3.8 Реализация управляющего устройства
Задаёмся значением сопротивлений и ёмкости:
,
Тогда из найдем сопротивление :
.
Регулировочное сопротивление .
Из справочников [9] и [10] выбираем:
- резисторы МЛТ-0,125-20кОм ±5%;
- конденсатор : K74-5-50В-1мкФ ±10%;
- резистор : МЛТ-0,125-2,2 МОм ±5%;
- регулировочное сопротивление: типа СП3-1В.
Регулятор тока
.
Принимаем С1 = 1 мкФ, тогда .
Из ряда номинальных значений сопротивлений Е24 [9] выбираем резистор R2 = 50,1 кОм, , выбираем резистор R1= 200 кОм.
.
Принимаем С2 = 1 мкФ, тогда .
Из ряда номинальных значений сопротивлений Е24 [9] выбираем резистор R4 = 82 кОм, , выбираем резистор R3 = 2 кОм.
Заключение
В ходе выполнения курсового проекта было спроектирована система управления электроприводом постоянного тока для двигателя 4ПФ160SУХЛ4 мощностью 18,5 кВт.
Список литературы
1. Справочник по электрическим машинам: В 2 т./Под общ. Ред. И.П. Копылова. Т. 1. - М: Энергоатомиздат, 1988. -456 с., ил.
2. Анурьев В.Н. Справочник конструктора-машиностроителя: в 3-х т.: Т.2 - М.: Машиностроение, 2001. - 912 с.
3. Электротехнический справочник: в 4-х т.: Т.2/Под ред. В.Г. Герасимова - М.: Издательство МЭИ, 2003. - 518 с.
4. Чебовский О.Г. Силовые полупроводниковые приборы: Справочник.:М.:Энергоатомиздат 1985г.
5. Методическое пособие к курсовому проектированию по силовой преобразовательной технике для студентов специальности 1-53 01 05- “Автоматизированные электроприводы”: Г.И. Гульков, Н.М. Улащик - БНТУ, 2005. - 95 с., ил.
6. Вешеневский С.Н. Характеристики двигателей в электроприводе: издание шестое, исправленное.: М.: Энергия. 1977 г.
7. http://www.kenergo.su/?m=825&page=7558
8. Тахогенератор ТП80 - 20 - 0,2 УХЛ4. Техническое описание и инструкция по эксплуатации ИЖВЕ. 524516.001 ТО./ Гусевский завод «Микродвигатель».
9. Резисторы: Справочник / В.В. Дубовский, Д.М. Иванов, Н.Я.Петрусевич и др.; Под общ. ред. И.И. Четверткова и В.М. Терехова. - М.: Радио и связь, 1987. - 352 с.; ил.
10. Конденсаторы (справочник)/под ред. Г.А. Горячева, Е.Р. Добромыслов; Москва: Радио и связь, 1984 г.
11. Булычев А.Л. и др. Аналоговые интегральные схемы: Справочник - 2-е изд. перераб. и доп. - Мн: Беларусь, 1993. - 382 с.
12. Конспект лекции по курсу «Системы управления электроприводами»/ Н.Н. Михеев.
13. Теория электропривода: Учеб. пособие/ Б.И. Фираго, Л.Б. Павлячик. Мн.: ЗАО «Техноперспектива», 2004. - 527 с.
14. Конспект лекции по курсу «Элементы автоматизированного электропривода»/ Гульков Г.И.
15. Электротехнический справочник в трех томах. Том 3. Книга 2. Под. ред. В.Г. Герасимова, М: Энергоатомиздат: 1981. - 616 с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Классификация систем управления электроприводом по способу регулирования скорости. Принцип включения тиристорных регуляторов напряжения. Основные узлы системы импульсно-фазового управления. Расчет системы ТРН-АД с подчиненным регулированием координат.
презентация [384,5 K], добавлен 27.06.2014Назначение и техническая характеристика оборудования. Краткий технологический процесс работы оборудования. Требования, предъявляемые к системе управления электроприводом. Выбор функциональных блоков и устройств системы управления. Краткий принцип работы.
курсовая работа [491,6 K], добавлен 12.05.2009Описание работы схемы автоматического управления электроприводом поршневого управления. Выбор типов электродвигателей, ламп накаливания и марки нагревательных элементов. Выбор проводов для питания осветительной и нагревательной установок, датчиков.
курсовая работа [285,7 K], добавлен 24.09.2019Методы оценки электрической аппаратуры управления в схемах электропривода постоянного и переменного тока. Выбор аппаратов для системы ТП-Д. Расчет оборудования в релейно-контакторной схеме управления электроприводом двигателя с короткозамкнутым ротором.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 13.12.2014Назначение и техническая характеристика крана. Расчет мощности и выбор двигателя привода. Определение электрических параметров и выбор тиристорного преобразователя и его элементов и устройств. Выбор основных электрических аппаратов управления и защиты.
курсовая работа [6,7 M], добавлен 09.01.2013Проблема управления электроприводом. Разработка самонастраивающейся системы автоматизированного электропривода с неизменными динамическими характеристиками в диапазоне изменения управляющих и возмущающих воздействий. Электрическая принципиальная схема.
курсовая работа [2,0 M], добавлен 12.03.2013Выбор мостового крана, оснащённого автоматизированным электроприводом. Особенности разработки системы электроснабжения, системы поддержания температурного режима в шкафах с электрооборудованием. Технико-экономическое обоснование инженерных решений.
дипломная работа [1,8 M], добавлен 23.11.2010Расчет мощности электродвигателя. Построение пусковых диаграмм. Расчет тормозных реостатов. Проектирование пусковой и тормозной характеристики. Кривые переходных процессов. Выбор основных коммутационных аппаратов и принципов управления электроприводом.
курсовая работа [928,0 K], добавлен 08.12.2013Общие положения об электроприводе. Современный автоматизированный электропривод и тенденции его развития. Двигатели постоянного тока. Построение структурной схемы АЭП, синтез математической модели. Сравнительный анализ разработанных систем управления.
курсовая работа [681,0 K], добавлен 08.07.2012Расчёт силовой части привода и системы регулирования тока возбуждения, якоря и скорости. Выбор двигателя, трансформатора, полупроводниковых элементов, защитной и коммутационной аппаратуры. Применение электропривода в металлургическом производстве.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 18.06.2015