Главная База знаний "Allbest" Физика и энергетика Аналоговые системы управления электроприводами постоянного тока

Аналоговые системы управления электроприводами постоянного тока

Признаки классификации электроприводов постоянного тока, их составляющие и область применения. Замкнутая автоматическая система – следящий привод. Электромеханические характеристики, функциональная и структурная схемы электропривода, его элементы и блоки.

Рубрика Физика и энергетика
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 12.03.2012
Размер файла 4,1 M

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/

Техническое задание

к курсовому проекту

по теме:

"Аналоговые системы управления электроприводами постоянного тока"

по дисциплине: "Системы управления электроприводом"

Исходные данные

Тип двигателя

2ПН-112М

nном, об/мин

950

Pн, кВт

0,85

nmax, об/мин

3500

Uн, В

220

Uв, В

220

Jм, кг•м2

3,5•Jдв

Iн, А

5,3

D1

800: 1

з, %

64

лI

2,5

Рв max, Вт

175

дщ, %

15

Rя, Ом

3,85

ущ, %

1

Rдп, Ом

3,08

едоп, с-2

900

Jдв, кг•м2

0,014

Содержание

  • Исходные данные
  • Введение
  • 1. Комплектный тиристорный преобразователь якоря и возбуждения
  • 1.1 Силовой трансформатор
  • 1.2 Силовые вентильные блоки КТП якоря
  • 1.3 Уравнительные реакторы
  • 1.4 Сопротивление якорной цепи
  • 1.5 Статические характеристики ТП якоря
  • 1.6 Краткое описание КТП якоря и возбуждения
  • 2. Электромеханические характеристики электропривода с разомкнутой сар в статических режимах
  • 2.1 Электромеханические характеристики ЭП при питании от сети бесконечной мощности
  • 2.2 Электромеханические характеристики ЭП при питании от КТП
  • 3. Функциональная и структурная схемы СУЭП
  • 3.1 Функциональная схема системы регулирования положения
  • 3.2 Структурная схема системы регулирования положения
  • 4. Элементы и блоки СУЭП
  • 4.1 Датчик скорости
  • 4.2 Датчик тока
  • 4.3 Датчик положения
  • 4.4 Синтез регулятора тока
  • 4.5 Синтез регулятора скорости
  • 4.6 Синтез регулятора положения
  • 5. Определение показателей качества СУЭП
  • 5.1 Определение параметров модели
  • 5.2 Структурное моделирование следящего электропривода в среде MatLab
  • 5.3 Электромеханические переходные процессы в электроприводе при пуске под нагрузкой
  • 5.3 Оптимизация показателей качества системы
  • 5.4 Электромеханические переходные процессы в электроприводе после оптимизации показателей качества регулирования
  • Заключение
  • Список литературы

Введение

В машиностроении обработка большинства деталей осуществляется резанием, которое происходит путем последовательного удаления режущим инструментом (резцом) тонких слоев металла с поверхности заготовки. Процесс резания в токарных станках осуществляется главным вращательным движением обрабатываемой заготовки и прямолинейным движением резца вдоль заготовки. Вращение обрабатываемой детали осуществляет главный привод, который регулируется при постоянной мощности (P=const). Он должен обеспечивать необходимую частоту вращения заготовки. Перемещение режущего инструмента в зоне резания осуществляется приводом подачи, который должен регулироваться при постоянном моменте (М=const). Подачей называется величина перемещения режущей кромки инструмента за один оборот заготовки или в единицу времени. Различают также вспомогательные движения, которые обеспечивают транспортирование заготовки, закрепление ее на станке и смену режущих инструментов. Эти движения обеспечивают вспомогательные приводы.

В данной курсовой работе рассмотрен следящий электропривод.

Рисунок 1 - Упрощенная кинематическая схема следящего привода токарного станка.

электропривод следящий схема блок

Следящий привод представляет собой замкнутую автоматическую систему, при помощи которой исполнительный орган с определённой точностью отрабатывает движение рабочего механизма в соответствии с произвольно меняющимся сигналом, задаваемым управляющим органом.

В механизмах подач основное усилие затрачивается на преодоление сил трения при перемещении узла станка. Приводы подач должны обеспечивать диапазон регулирования D10000, так как в станках с ЧПУ минимальная подача определяется дискретностью управления и обратной связи. Только при обработке приводом каждой дискреты могут быть обеспечены высокая точность и малая шероховатость при обработке. Кроме того приводы подач должны иметь высокие скорости быстрого хода и высокое быстродействие при разгоне/торможении и при сбросе/набросе нагрузки. Необходимость удовлетворения требованиям снижения шероховатости и повышения точности при обработке и позиционировании также ужесточила требования к статическим и динамическим ошибкам регулирования скорости электроприводов при различных возмущающих воздействиях. При регулировании положения статические ошибки должны быть очень малы, а динамические вообще не допускаются.

Электроприводы подач различаются по следующим признакам:

- по способу выполнения силового преобразователя - тиристорные на основе реверсивных управляемых выпрямителей, транзисторные на основе реверсивных широтно-импульсных преобразователей;

- по компоновке консрукции - однокоординатные, многокоординатные.

В состав электропривода входят:

- электродвигатель постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов со встроенным датчиком скорости, электромагнитным тормозом, датчиком температурной защиты и датчиком пути;

- полупроводниковый преобразователь, включающий силовой блок, регуляторы, блоки питания, защиты и диагностики;

- силовой трансформатор для согласования напряжения питающей сети с напряжением электродвигателя, ограничения тока короткого замыкания в приводе и снижения влияния помех;

- уравнительные и сглаживающие реакторы для ограничения уравнительных токов при совместном управлении выпрямительной и инверторной группами тиристоров и для сглаживания пульсаций токов якоря двигателя;

- автоматический выключатель для отключения привода от сети в аварийных режимах.

Состав электропривода может меняться в зависимости от конкретного типа электропривода и способа выполнения силового преобразователя. Питание электропривода производится от трехфазной промышленной сети переменного тока напряжением 220, 380, 660, 1140 В частотой 50 Гц.

Электроприводы снабжаются аппаратурой защиты, сигнализации, индикации рабочих и аварийных режимов и имеют следующие виды защит: от коротких замыканий, токовых перегрузок, перенапряжения, исчезновения вентиляции (в системах с принудительным охлаждением), а также напряжения сети, неправильного чередования фаз.

Область применения следящего привода продолжает расширяться. В настоящие время он используется для автоматического контроля над изменением различных физических величин, в устройствах прокатных станов, в системах управления металлорежущими станками, шагающими экскаваторами, манипуляторами.

1. Комплектный тиристорный преобразователь якоря и возбуждения

1.1 Силовой трансформатор

Минимальное напряжение, необходимое для обеспечения условного холостого хода тиристорного преобразователя:

где Ud - среднее значение выпрямленного напряжения на якоре

электродвигателя,

Ud = Uн = 220 (В);

?Uсд - падение напряжения на активном сопротивлении

сглаживающего дросселя;

?Uтр - падение напряжения на активном сопротивлении силового

трансформатора;

?Uк - коммутационное падение напряжение;

?U - возможное падение напряжения на выходе тиристорного

преобразователя, вызванное колебаниями напряжения в питающей сети

переменного тока;

?Uср - падение напряжения на активном сопротивлении на

сравнивающем реакторе. Принимаем ?Uср = 3,5 (В).

Падение напряжения на сглаживающем дросселе:

Падение напряжение силового трансформатора:

Коммутационное падение напряжения:

где uk = 5% - напряжение короткого замыкания силового трансформатора;

А = 0,5 - коэффициент, обусловленный схемой преобразователя.

Падение напряжения, возможное в результате колебаний напряжения питающего:

Требуемое напряжение на вторичной обмотке трансформатора для мостовой трехфазной схемы:

Теоретическое значение тока вторичной обмотки:

Значение тока вторичной обмотки, при учете коэффициента отклонения формы тока от прямоугольной:

Коэффициент трансформации:

Теоретическое значение тока первичной обмотки:

Теоретическое значение мощности трансформатора:

Расчетное значение мощности трансформатора с учетом мощности возбуждения:

Выбираем трансформатор типа ТТ-6, параметры которого приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Параметры трансформатора ТТ-6.

Sн, кВт

U1н, В

n1

U2н, В

n2

uk, %

ДPк, Вт

6

380/220

177

208±7

84

4

240

Уточним значение ЭДС:

1.2 Силовые вентильные блоки КТП якоря

Среднее значение тока вентиля:

Номинальный ток вентиля:

Ток короткого замыкания:

Номинальная величина тока вентиля:

Максимальное обратное напряжение вентиля:

Выбираем тиристоры типа Т106-10-4 с параметрами, приведенными в таблице 2.

Таблица 2 - Параметры тиристора Т106-10-4.

Uобр, В

Iоткл, А

Iдоп, А

Iуд, кА

400

10

15,7

0,21

1.3 Уравнительные реакторы

Выбираем уравнительный реактор, параметры которого приведены в таблице 3.

Таблица 3 - Параметры уравнительного реактора.

Тип реактора

L, мГн

Uн, В

Iн, А

РТСТ-20,5-2,02УЗ (ТЗ)

2,02

410

20,5

1.4 Сопротивление якорной цепи

Активное сопротивление трансформатора:

Индуктивная составляющая напряжения короткого замыкания:

Индуктивное сопротивление трансформатора:

Сопротивление, проявляющееся за счет перекрытия анодных токов:

Индуктивность трансформатора:

Индуктивность двигателя, состоящая из индуктивности якоря и индуктивности добавочных полюсов:

Активное сопротивление уравнительного реактора:

Внутреннее сопротивление тиристорного преобразователя:

Номинальная частота вращения двигателя:

Минимальная частота вращения, которая должна обеспечиваться ЭП согласно диапазону регулирования:

Произведение номинального потока и конструктивного коэффициента:

Номинальное значение выпрямленного ЭДС при движении на холостом ходе:

Граничный ток:

Граничный угол регулирования:

Необходимая индуктивность якорной цепи:

Индуктивность сглаживающего реактора:

Так как индуктивность сглаживающего реактора отрицательна, то нет необходимости в его установке.

Расчетное активное сопротивление якорной цепи:

Расчетная индуктивность якорной цепи:

Электромагнитная постоянная времени:

Суммарный момент инерции двигателя и механизма:

Электромеханическая постоянная времени:

1.5 Статические характеристики ТП якоря

Напряжение условного холостого хода ТП при номинальной нагрузке:

Динамический запас по напряжению:

Номинальный угол управления ТП:

Номинальный сигнал управления:

Коэффициент передачи при номинальных параметрах:

Построим регулировочную характеристику ТП при условном холостом ходе:

Построим регулировочную характеристику ТП при номинальной нагрузке:

Рисунок 2 - Графики регулировочных характеристик ТП на холостом ходу и при номинальной нагрузке.

Построим график регулировочной характеристики СИФУ:

Рисунок 3 - График регулировочной характеристики СИФУ.

Построим график проходной характеристики ТП на холостом ходу и при номинальной нагрузке:

Рисунок 4 - Проходная характеристика ТП на холостом ходу и при номинальной нагрузке.

Построим график зависимости коэффициента передачи ТП от напряжения:

Рисунок 5 - График зависимости коэффициента передачи ТП от напряжения.

1.6 Краткое описание КТП якоря и возбуждения

При проектировании функциональной схемы тиристорных электроприводов подачи принимаем за основу принцип построения СУЭП комплектных тиристорных электроприводов типа ЭПУ2-2.

Силовая часть комплектного тиристорного преобразователя (КПТ) состоит из следующих основных узлов:

1) Силовой трансформатор, предназначенный для преобразования питающего напряжения в напряжение требуемой величины.

2) Тиристорный выпрямитель реверсивный шестифазный, имеющий два комплекта тиристоров, включенных параллельно.

3) Система защиты преобразователя от аварийных токов.

4) Система защиты тиристоров от перенапряжения.

Электроприводы подачи (ЭПУ2-2) - реверсивные, для высокомоментных двигателей обеспечивают перегрузку по моменту до 6, имеют диапазон регулирования до 10000.

Электроприводы подачи предназначены для реверсивных быстродействующих широко регулируемых приводов с однозонным регулированием скорости, в том числе для механизмов подач станков с ЧПУ, промышленных манипуляторов и других механизмов. Данные электроприводы могут работать как внутренний контур в САУ с обратной связью по положению с замыканием через систему ЧПУ.

Электроприводы обеспечивают работу от питающей сети, мощность которой, по отношению к суммарной мощности электроприводов, определяется расчетным путем в зависимости от коэффициента одновременности работы и коэффициента перегрузки каждого электропривода.

Рисунок 6 - Силовая схема КТП.

2. Электромеханические характеристики электропривода с разомкнутой сар в статических режимах

2.1 Электромеханические характеристики ЭП при питании от сети бесконечной мощности

Построим график электромеханической характеристики при питании ЭП от сети бесконечной мощности при номинальном значении напряжения U:

Построим график электромеханической характеристики при питании ЭП от сети бесконечной мощности при половинном значении напряжения 0,5•U:

Построим график электромеханической характеристики при питании ЭП от сети бесконечной мощности при минимальном значении напряжения Umin:

Сопротивление якорной цепи:

Скорость идеального холостого хода:

Минимальная скорость при питании от сети бесконечной мощности и допустимой перегрузке:

Минимальное допустимое напряжение:

Рисунок 7 - Графики электромеханических характеристик при номинальном, половинном и минимальном напряжении от сети бесконечной мощности.

Жесткость механических характеристик в первой зоне регулирования:

Статическая ошибка регулирования скорости:

Диапазон регулирования тиристорного преобразователя в разомкнутой САР:

2.2 Электромеханические характеристики ЭП при питании от КТП

Построим график электромеханической характеристики ЭП при питании от ТП при номинальном значении угла управления бном:

Построим график электромеханической характеристики ЭП при питании от ТП при значении угла управления 1,5•бном:

Построим график электромеханической характеристики ЭП при питании от ТП при максимальном значении угла управления бmax:

Минимальное допустимое напряжение регулирования:

Предельный угол регулирования:

Скорость идеального холостого хода:

Минимальная скорость при питании от сети бесконечной мощности и допустимой перегрузке:

Рисунок 8 - Графики электромеханических характеристик ЭП при питании от КТП.

Жесткость механических характеристик в первой зоне регулирования:

Статическая ошибка регулирования скорости:

Диапазон регулирования тиристорного преобразователя в разомкнутой САР:

Можно сделать вывод, что показатели качества регулирования скорости привода при питании от ТП при разомкнутой САР ухудшаются (статическая ошибка увеличивается, диапазон регулирования уменьшается).

Следует отметить, что тиристорный электропривод позволяет плавно регулировать скорость в большем диапазоне за счёт введения соответствующих регуляторов и обратных связей.

3. Функциональная и структурная схемы СУЭП

3.1 Функциональная схема системы регулирования положения

Системы регулирования положения рабочего органа механизма должны обеспечивать точное воспроизведение входного управляющего сигнала.

При этом на СУЭП положения действует два типа возмущения:

1) Возмущение по управлению.

2) Возмущение по нагрузке.

Первый тип возмущения для следящего электропривода (СЭП) является основным. На вход СЭП подается управляющий сигнал Uз, который несет информацию о заданном перемещении (повороте вала двигателя на заданный угол цз). Этот сигнал сравнивается с сигналом обратной связи Uп, несущем информацию о реальном перемещении вала на угол ц.

Реальное положение вала двигателя фиксируется с помощью первичного преобразователя перемещения (датчика угла поворота).

Функциональная схема включает:

ЗП - задатчик положения;

ТП - тиристорный преобразователь якоря;

Д - электродвигатель постоянного тока;

РП - регулятор положения;

РС - регулятор скорости;

РТ - регулятор тока;

ДП - датчик положения;

ДС - датчик скорости;

ДТ - датчик тока.

Рисунок 9 - Функциональная схема системы регулирования положения.

3.2 Структурная схема системы регулирования положения

Рисунок 10 - Структурная схема системы регулирования положения.

4. Элементы и блоки СУЭП

4.1 Датчик скорости

Передаточная функция датчика скорости:

где - статический коэффициент передачи датчика скорости.

Типовой датчик выбирается по условиям:

где - максимальная частота вращения датчика скорости;

- коэффициент обратной связи по скорости.

Определим коэффициент обратной связи по скорости:

Выбираем тахогенератор типа АТ-261 с параметрами, приведенными в таблице 4.

Таблица 4 - Параметры тахогенератора.

Тип

Uв, В

nmax, об\мин

kBR, В\с-1

Iнагр, А

Rв, Ом

Jя, кг•м2

ТД-101

110

1000

0,2

0,15

80

0,063

Коэффициент промежуточного усилителя:

4.2 Датчик тока

Ток привода можно измерять непосредственно в цепи якоря с гальванической развязкой силовых цепей и цепей управления или в цепи переменного тока перед ТП с помощью трансформаторов тока.

В качестве первичного преобразователя используем простой и надежный комплект трансформаторов тока.

Рисунок 11 - Принципиальная схема контроля тока якоря.

Расчетный коэффициент трансформации трансформатора тока:

где - измеряемый линейный ток, приведенный к цепи якоря;

- вторичный номинальный ток трансформатора тока.

Выбираем трансформаторы тока типа ТТИ-А 10/5А, технические характеристики которого приведены в таблице 5.

Таблица 5 - Технические данные трансформатора тока.

Тип

I1ном, А

I2ном, А

S2ном, ВА

kTA

Класс точности

ТТИ-А 10/5А

10

5

5

2

0,5

Уточненный ток вторичной обмотки трансформатора:

Трансформаторы тока работают в заданном классе точности, если сопротивление нагрузки не превышает допустимого по паспорту значения Rн. Без значительного снижения точности контроля можно принять:

Выпрямленное падение напряжения на этом сопротивлении при номинальном токе двигателя:

где - падение напряжения на открытом вентиле выпрямителя UV1.

Напряжение на выходе выпрямителя UV1 при токе стопорения:

Коэффициент обратной связи по току в режиме стопорения:

Коэффициент обратной связи по току:

4.3 Датчик положения

Структура следящего электропривода во многом определяется типом датчика положения. Точность СЭП не может быть более точности датчика положения с учётом его расположения. Наибольшие распространение получили импульсные фотоэлектронные датчики угла поворота, которые преобразуют угол поворота вала в число импульсов.

Рисунок 12 - Функциональная схема фотоэлектронного датчика. Д - датчик; ППУ - первичный преобразователь угла поворота; БРН - блок распознавания направления вращения; РСИ - реверсивный счётчик импульсов; ЦАП - цифро-аналоговый преобразователь.

Необходимое число импульсов за один оборот ППУ:

где - период дискретизации.

Импульсный датчик угла поворота выбирается из условия:

Выбираем фотоэлектрический измеритель типа ВЕ-5 IB с параметрами, приведенными в таблице 6.

Таблица 6 - Параметры фотоэлектрического измерителя типа ВЕ-5 IB.

Вид конструкции

Тип

Разрешающая способность

Класс точности

Круговой

Импульсный

5000

4

Погрешность ППУ определяется разрешающей способностью датчика:

Принимаем максимальный угол:

Определим емкость счетчика:

Определим коэффициент передачи обратной связи по положению:

4.4 Синтез регулятора тока

Расчет контура тока производится для случая неподвижного якоря или при выключенном возбуждении двигателя.

Объект регулирования контура тока состоит из двух последовательно включённых апериодических звеньев с постоянными времени ф и Тя. При этом принимается допущение об отсутствии обратной связи по ЭДС двигателя. Это допущение справедливо, если выполняется условие:

Передаточная функция объекта управления:

В контуре тока применим ПИ-регулятор с передаточной функцией:

где - постоянная обратной связи РТ;

- постоянная интегрирования РТ.

Для компенсации электромагнитной постоянной времени двигателя принимаем условие:

Тогда передаточная функция разомкнутого контура тока примет вид:

, где :

Передаточная функция замкнутого контура тока примет вид:

где - коэффициент обратной связи по току.

Квадрат модуля частотной характеристики:

Согласно принципу получения максимально плоских характеристик возьмем производную, чтобы в точке она обращалась в ноль:

Условие получения максимально плоской частотной характеристики:

Статический коэффициент передачи регулятора тока:

Передаточная функция замкнутого контура с синтезированным регулятором тока:

Рисунок 13 - Расчетная схема регулятора тока.

На схеме (рисунок 13) в цепь обратной связи операционного усилителя DA1 введен корректирующий элемент - конденсатор Сф, который обеспечивает фильтрацию сигналов регуляторов тока и скорости. Передаточная функция регулятора тока в этом случае принимает вид:

где :

Принимаем:

С учетом условия для принятого стандартного значения емкости конденсатора определим значение:

Для принятого значения определим значение емкости фильтра:

При полной компенсации электромагнитной постоянной Тэ привода структурная схема контура тока преобразуется к виду на рисунке 14.

Рисунок 14 - Структурная схема контура тока без учета влияния обратной связи по ЭДС и Тф.

Определим коэффициент

Определим постоянную интегрирования регулятора тока:

Постоянная интегрирования контура тока:

Статический коэффициент передачи регулятора тока:

Окончательно передаточная функция регулятора тока имеет вид:

4.5 Синтез регулятора скорости

Объектом регулирования в контуре скорости является оптимизированный контур тока и звено, учитывающее механическую инерционность привода. Передаточная функция объекта управления в контуре скорости:

, где :

Желаемая передаточная функция разомкнутой системы составляется с учетом модульного оптимума:

Передаточная функция регулятора скорости представляет собой пропорциональное звено:

Передаточная функция разомкнутого контура скорости:

где :

Передаточная функция замкнутого контура скорости:

Найдя квадрат модуля частотной характеристики и определив его производную в точке , находится условие получения максимально плоской частотной характеристики.

Условие получения максимально плоской частотной характеристики:

Условие оптимальной настройки П-регулятора скорости:

Передаточную функцию замкнутого контура скорости можно заменить передаточной функцией апериодического звена первого порядка:

В случае, когда статическая ошибка регулирования превышает допустимую по техническому заданию, особенно при минимальной скорости, применяют ПИ-регулятор скорости с передаточной функцией:

где : - постоянная времени обратной связи РС;

- постоянная интегрирования РС.

Для компенсации электромеханической постоянной времени привода принимаем условия:

Окончательно передаточная функция ПИ-регулятора скорости будет иметь вид:

Рисунок 15 - Расчётная схема ПИ-регулятора скорости системы починенного регулирования положения.

Коэффициент усиления контура скорости:

Частота среза:

Коэффициент пропорционального усиления регулятора скорости по условию минимума колебаний в САР:

Из условия равенства входных токов операционного усилителя DA2 в статическом режиме:

Примем и определим сопротивление в цепи датчика скорости:

Сопротивления обратной связи операционного усилителя:

Постоянная времени обратной связи с учётом компенсации электромеханической постоянной времени двигателя в регуляторе скорости:

Отсюда определим емкость конденсатора в цепи обратной связи операционного усилителя DA2:

4.6 Синтез регулятора положения

Структуру регулятора положения (РП) в системе подчиненного регулирования можно синтезировать на основе метода последовательной коррекции.

Желаемая передаточная функция разомкнутой САР:

где : - передаточная функция регулятора положения;

- передаточная функция объекта управления, к которому относятся оптимизированный контур регулирования скорости и редуктор с коэффициентом передачи :

Желаемая передаточная функция разомкнутой системы регулирования положения с учетом технического или модульного оптимума:

Она должна обеспечивать оптимальные показатели регулирования:

– коэффициент демпфирования:

– перерегулирование:

– время регулирования:

Передаточная функция регулятора положения:

Коэффициент преобразования регулятора положения с замкнутой САР:

Рисунок 16 - Расчётная схема регулятора положения.

Примем сопротивления в цепи задатчика положения:

Сопротивление обратной связи операционного усилителя:

5. Определение показателей качества СУЭП

5.1 Определение параметров модели

Передаточная функция датчика скорости:

Передаточная функция датчика тока:

Передаточная функция датчика положения:

Передаточная функция регулятора скорости:

Передаточная функция регулятора тока:

Передаточная функция регулятора положения:

Передаточная функция электрической части:

Передаточная функция механической части:

Передаточная функция тиристорного преобразователя:

Передаточная функция редуктора:

5.2 Структурное моделирование следящего электропривода в среде MatLab

Рисунок 17 - Модель следящего привода в Matlab Simulink.

5.3 Электромеханические переходные процессы в электроприводе при пуске под нагрузкой

Рисунок 18 - График переходного процесса тока якоря СЭП.

Рисунок 19 - График переходного процесса угловой координаты СЭП.

Рисунок 20 - График переходного процесса угловой скорости СЭП.

Рисунок 21 - Графики переходных процессов неоптимизированной системы.

5.3 Оптимизация показателей качества системы

Рисунок 22 - Модель оптимизированной системы в Matlab Simulink.

5.4 Электромеханические переходные процессы в электроприводе после оптимизации показателей качества регулирования

Рисунок 23 - График переходного процесса тока якоря СЭП.

Рисунок 24 - График переходного процесса угловой координаты СЭП.

Рисунок 25 - График переходного процесса угловой скорости СЭП.

Рисунок 26 - Графики переходных процессов оптимизированной системы при максимальном сигнале задания.

Рисунок 28 - Графики переходных процессов оптимизированной системы при минимальном сигнале задания.

Выводы:

В процессе оптимизации получили следующие показатели качества регулирования, которые удовлетворяют заданным:

– время регулирования скорости при пуске под нагрузкой:

– время регулирования скорости при пуске без нагрузки:

– время регулирования положения:

– перерегулирование:

– колебательность:

– статическая ошибка регулирования скорости:

– статическая ошибка регулирования положения:

Проанализировав показатели качества регулирования, можем сделать вывод, что спроектированная система полностью соответствует условиям, требуемым согласно техническому заданию.

Заключение

В первом разделе курсового проекта были проведены расчеты всех элементов системы регулирования. Расчеты проведены согласно заданию и техническим требованиям. Построены статические характеристики выбранного комплектного тиристорного преобразователя.

Во втором разделе построены электромеханические и механические характеристики привода при питании от сети и при питании от тиристорного преобразователя. Полученные результаты удовлетворяют условия задания проектирования.

В третьем разделе составлены функциональная и структурная схема системы управления электроприводом.

В четвертом разделе рассчитаны все элементы и блоки СУЭП, описаны их работа в системе, выбраны из справочной литературы типы датчиков.

В пятом разделе определены динамические и статические характеристики СУЭП, оптимизированы показатели качества регулирования

Список литературы

1) Чиликин Н.Г., Сандлер А.С. Общий курс электропривода. - М.: Энергоатомиздат. 1981 - 576 с.

2) Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине "Системы управления электроприводами" (для студентов электромеханических специальностей) /сост.А.И. Панкратов. - Краматорск: ДГМА.

3) Комплектные тиристорные преобразователи: К63 Справочник / Евзеров. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 319 с.

4) Чебовский О.Г. Силовые полупроводниковые приборы: Справочник. М.: Энергия, 1975. - 211 с.

5) Электротехнический справочник / Под. ред. Груднинского М.: Энергия - 1979. - Т2, - 815 с.

6) Справочник по преобразовательной технике / Чиженко. - М.: Энергия, 1980. - 250 с.

7) Коцегуб П.Х. Синтез вентильных приводов постоянного тока. - Донецк: ДПИ, 1983. - 180 с.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Синтез системы подчиненного управления электропривода постоянного тока

    Особенности расчета двигателя постоянного тока с позиции объекта управления. Расчет тиристорного преобразователя, датчиков электропривода и датчика тока. Схема двигателя постоянного тока с независимым возбуждением. Моделирование внешнего контура.

    курсовая работа [1,2 M], добавлен 19.06.2011

  • Микропроцессорный контроллер электропривода постоянного тока

    Изучение принципа работы электропривода постоянного тока и общие требования к функционированию контроллера. Разработка микропроцессорной системы управления электродвигателем постоянного тока, обеспечивающей контроль за скоростью вращения вала двигателя.

    курсовая работа [193,7 K], добавлен 14.01.2011

  • Исследование динамических характеристик электроприводов постоянного тока при различных способах возбуждения

    Приведение переменных и параметров рабочего механизма к валу исполнительного двигателя. Основные характеристики и параметры электропривода. Силовые полупроводниковые преобразователи, принцип их действия и структура. Схемы двигателей постоянного тока.

    дипломная работа [1,0 M], добавлен 30.04.2011

  • Система управления электроприводами

    Проектирование системы подчиненного регулирования вентильного электропривода постоянного тока на основе регуляторов тока и скорости. Выбор комплектного тиристорного электропривода и тиристоров. Расчёт статических параметров. Оценка перерегулирования.

    курсовая работа [515,5 K], добавлен 06.04.2014

  • Изучение регулировочных свойств электропривода с двигателем постоянного тока

    Расчет регулировочных характеристик двигателя постоянного тока (ДПТ) при различных способах регулирования скорости. Электромеханические и механические характеристики ДПТ при измененных токах возбуждения. Кривая намагничивания ДПТ в относительных единицах.

    лабораторная работа [49,7 K], добавлен 12.01.2010

  • Расчет электропривода

    Регулирование частоты вращения двигателей постоянного тока посредством изменения потока возбуждения. Максимально-токовая защита электропривода. Скоростные характеристики двигателя. Схемы силовых цепей двигателей постоянного тока и асинхронных двигателей.

    курсовая работа [2,5 M], добавлен 30.03.2014

  • Особенности высокомоментных двигателей

    Электрический привод с тиристорными преобразователями и двигателями постоянного тока как основной тип привода станков с ЧПУ. Основные характеристики электропривода и тип двигателя постоянного тока. Достоинства и недостатки высокомоментных двигателей.

    курсовая работа [1,5 M], добавлен 14.12.2012

  • Источники постоянного и переменного оперативного тока

    Основные источники и схемы постоянного оперативного тока. Принципиальная схема распределительной сети постоянного тока. Контроль изоляции сети постоянного тока. Источники и схемы переменного оперативного тока. Схемы и обмотки токового блока питания.

    научная работа [328,8 K], добавлен 20.11.2015

  • Анализ автоматизированного электропривода постоянного тока

    Рассмотрение особенностей схемы автоматизированного электропривода постоянного тока. Анализ способов построения частотных характеристик объекта регулирования. Знакомство с основными этапами расчета принципиальной схемы аналогового регулятора скорости.

    курсовая работа [3,5 M], добавлен 07.11.2013

  • Электропривод постоянного тока

    Переходные процессы электропривода постоянного тока при пуске в три ступени. Номинальное напряжение якоря. Расчет ступеней двигателя постоянного тока. Расчетное время работы на ступенях. Моделирование ситуаций при изменении расчетного времени работы.

    контрольная работа [156,3 K], добавлен 04.03.2012

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены