Элементы автоматизированного электропривода
Проведение расчета коэффициентов усиления преобразователя, трансформатора, генератора. Оценка изменения статизма внешней характеристики управляемого преобразователя при введении дополнительной положительной обратной связи по напряжению на заданном уровне.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | контрольная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 02.12.2010 |
Размер файла | 206,4 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.
Федеральное агентство по образованию
Сибирский федеральный университет
Институт цветных металлов и золота
Контрольная работа
Дисциплина: Электроснабжение предприятий
2010
ЗАДАЧА 1
Рассчитать коэффициент усиления и ограничение выходного напряжения усилителя, коэффициент обратной связи по напряжению УП, обеспечивающие статизм внешней характеристики УП в нормальном режиме = 1,5 %, при условии, что УП имеет линейную характеристику управления с неизменным коэффициентом усиления , номинальный статизм без обратной связи и жёсткую внешнюю характеристику в диапазоне изменения тока нагрузки от 0 до двойного номинального значения Номинальное напряжение .
Дано:
= 1,5 %;
;
.
- ?
Решение.
Структурная схема управляемого преобразователя (УП) представлена на рис.1.
Рис.1. Структурная схема УП с входным усилителем и обратной связью по напряжению
Так как согласно исходным данным ЭДС УП без обратной связи остается неизменной при изменении тока нагрузки, то падение напряжения определяется только неизменным внутренним сопротивлением RП и
При действии отрицательной обратной связи по напряжению внешняя характеристика становится более жесткой и
Следовательно, общий коэффициент усиления по замкнутому контуру напряжения () определится из соотношения и :
.
Так как задано , то можно определить произведение
Разделить коэффициенты можно, если известно номинальное значение задающего напряжения Uз.ном.. Пусть Uз.ном. = 10 В, тогда
,
и, следовательно,
.
Тогда
Для определения ограничения выходного напряжения усилителя требуется найти максимальное значение ЭДС УП:
Тогда Uнас = Емах / Кн = 328,4 / 3,24 ? 100 В.
Уравнение внешней характеристики:
Задача 2
Определить, как изменится статизм внешней характеристики УП с данным задачи 1, если ввести дополнительно с помощью положительной обратной связи по напряжению на уровне .
Решение.
Таким образом, управляемый преобразователь по условию задачи должен иметь две образные связи по напряжению: отрицательную, действующую через входной усилитель с ограничением, как это показано на рис.1, и положительную, которая вводится непосредственно на вход УП. Тогда при критической настройке обратной связи согласно Ко.н.к. = 1/ Ку Кп будет Ко.н.2 = 1/ Кп = 1/5 = 0,2.
Преобразователь, окруженный такой связью, приобретает свойства источника тока с характеристикой
Iн = Uвх / (Ко.н.2 RП).
Для заданного токоограничения входное напряжение УП, т.е. выходное напряжение усилителя, приобретает значение
Определим внешнюю характеристику УП с учетом одновременного действия отрицательной и положительной связей:
, т.е.
;
.
Сравнивая рабочие участки внешних характеристик в задачах 1 и 2 замечаем, что введение дополнительной положительной связи с критической настройкой повышает статизм в 6,6/4,24 = 1,56 раза при снижении задающего напряжения в 100/33,4 = 3 раза. Однако одновременно обеспечивается надежное ограничение тока на уровне при условии уменьшения ограничения напряжения усилителя до
Задача 3
Рассчитать коэффициент усиления и минимальное сопротивление в зоне прерывистых токов ТП, имеющего следующие данные: индуктивность нагрузки =0; максимальное значение линейно изменяющегося опорного напряжения = 10В; угловой интервал рабочего участка опорного напряжения =3000; нормальное вторичное напряжение трансформатора =208В; напряжение короткого замыкания трансформатора = 4,75%; относительные потери мощности короткого замыкания трансформатора = 3,75%; напряжение сети =380В; мощность трансформатора = 7,7 кВА. Схема ТП - трехфазная.
Рис.1. Трехфазная схема ТП
Самая простая схема, но самый большой уровень пульсаций, частота Гц. Ток Id дополнительно подмагничивает трансформатор, что требует увеличение габаритов трансформатора. Для двигателей до 1-10 кВт.
Тогда
и для малых значений Uy , когда
.
коэффициент усиления ТП
kп =
Это значение kп соответствует касательной к синусоидальной характеристике управления ТП и дает возрастающую погрешность с увеличением Uy. Максимальная погрешность имеет место при Uy = Uymax = 6В (
т.е. 57%. Более точна аппроксимация синусоидальной характеристики в интервале углов 0-900 усредненным значением kп, определенным для угла , т.е. для Uy = 4В.
Для данной линеаризации:
kп = (141 sin ) / 4 = 30.5
и в диапазоне изменения Uy = 0-4.6 B погрешность по выходному напряжению не превосходит 20%.
Для определения минимального внутреннего сопротивления ТП в зоне прерывистых токов можно пользоваться выражением:
для границы прерывистых токов. Тогда с учетом и Ld = 0
.
Сравнение последнего сопротивления с сопротивлением от перекрытия вентилей Rп показывает,
,
что в 2 раза больше RП.
Так как
Где
= SН.тр / U2л.ном. = 7700 / 208 = 21,4 А.
Следовательно, искомое сопротивление
Задача 4
Рассчитать коэффициент усиления и электромагнитную постоянную времени возбуждения генератора имеющего следующие данные: = 460В; =435А; n = 3000; =8.15; = 730 - на один полюс; =16.6Ом; =1; =135; 2а = 2; 2р = 4; Ф = 0,0475 Вб; при F = 4750 А.
Коэффициент усиления определяется по выражению:
где w = .
Полученное значение коэффициента усиления по напряжению соответствует начальному линейному участку характеристики намагничивания и без учета дополнительного сопротивления в цепи возбуждения.
Для проверки полученного значения целесообразно воспользоваться отношением выходного напряжения к напряжению возбуждения в номинальном режиме:
Так как в номинальном режиме генератор в определенной мере насыщен, то неравенствоявляется необходимым условием справедливости результата расчета.
Согласно исходным техническим данным генератора может быть подсчитана электромагнитная постоянная времени, соответствующая начальному прямолинейному участку характеристики намагничивания:
Список литературы
1. Терехов В.М. Элементы автоматизированного электропривода. - М: энергоатомиздат, 1987. - 224 с.
2. Коновалов Л.И., Петелин Д.П. Элементы и системы электроавтоматики. - М.: Высшая школа, 1985.
3. Справочник по средствам автоматики/Под. ред. В.Э. Низэ и И.В. Антика - М.: Энергоатомиздат, 1983.
Подобные документы
Расчет мощности приводного электродвигателя. Анализ структуры силового блока преобразователя, принципиальной и функциональной схемы. Разработка графика напряжения в контрольных точках преобразователя. Расчет характеристик двигателя, полосы спектра частот.
курсовая работа [620,4 K], добавлен 02.02.2016Преобразование переменного тока в постоянный. Способы регулирования напряжения выпрямителей. Блочная схема тиристорного преобразователя серии "КЕМТОР". Определение параметров согласующего трансформатора. Расчет внешних характеристик преобразователя.
курсовая работа [709,2 K], добавлен 12.03.2013Проектирование функциональной схемы АЭП и расчет элементов силовой цепи. Вычисление параметров регуляторов тока и скорости, проектирование их принципиальных схем. Имитационное моделирование и исследование установившихся режимов системы электропривода.
курсовая работа [3,0 M], добавлен 27.02.2012Выбор рациональной схемы управляемого выпрямителя, силовая часть электропривода. Расчет и выбор преобразовательного трансформатора, тиристоров, сглаживающего реактора. Расчет двухзвенного преобразователя частоты для частотно-регулируемого электропривода.
курсовая работа [850,2 K], добавлен 07.11.2009Параметры и элементы силовой цепи электропривода: электродвигатель, согласующий трансформатор. Принципиальная схема силовой части электропривода. Внешняя и регулировочная характеристика тиристорного преобразователя, система импульсно-фазового управления.
курсовая работа [3,1 M], добавлен 12.01.2011Выбор тиристорного преобразователя, трансформатора. Расчёт силового модуля, индуктивности, выбор сглаживающего дросселя. Защита тиристорного преобразователя. Сравнительная характеристика разработанного тиристорного преобразователя и промышленного аналога.
курсовая работа [454,6 K], добавлен 04.03.2012Разработка тиристорного преобразователя на основе унифицированного электропривода серии ЭТ6; состав и принцип работы составных частей. Сборка лабораторного стенда автоматизированного электропривода постоянного тока; технические данные и условия работы.
дипломная работа [5,5 M], добавлен 08.06.2011Выбор электродвигателя и расчет электромеханических характеристик. Вычисление мощности силового трансформатора и вентилей преобразователя. Определение индуктивности уравнительных и сглаживающих реакторов. Статические особенности управляемого выпрямителя.
курсовая работа [331,7 K], добавлен 10.02.2014Расчет силовых элементов следящей системы. Выбор электродвигателя, преобразователя, трансформатора и дросселя. Вычисление коэффициентов передач и постоянные времени для двигателя и преобразователя. Принципиальная схема регулятора контура положения.
курсовая работа [617,6 K], добавлен 16.07.2013Состав управляемого выпрямителя. Выбор схемы и работа преобразователя. Схема выходного фильтра. Расчёт вентилей по току и по напряжению. Выбор и расчёт согласующего трансформатора. Расчёт параметров выходного фильтра. Выбор автоматических выключателей.
курсовая работа [281,0 K], добавлен 01.02.2015