Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/



АННОТАЦИЯ

Суханов Г.А. Система стабилизации координат электропривода./ Курсовая работа - 2015г. - стр. 36, рис. 20.

Разработана система стабилизации координат ЭП. Произведены расчёты и по данным расчетов выбраны элементы силового преобразователя. Разработана система управления электропривода с подчиненным регулированием, рассчитаны статические механические характеристики в разомкнутой и замкнутой системе. Произведен анализ переходного процесса электропривода. Разработана принципиальная схема управления электроприводом.



ОГЛАВЛЕНИЕ

АННОТАЦИЯ

1. ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ, РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ СИЛОВОЙ ЦЕПИ

2. СОСТАВЛЕНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА, ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА НЕОБХОДИМЫХ ОБРАТНЫХ СВЯЗЕЙ

3. РАСЧЕТ И ВЫБОР ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ. РАСЧЕТ СТАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЗАМКНУТОЙ СИСТЕМЫ С УЧЕТОМ ДИАПАЗОНА РЕГУЛИРОВАНИЯ И НЕЛИНЕЙНОСТЕЙ

3.1 Рассчитываем параметры контура тока

3.2 Рассчитываем параметры контура скорости

3.3 Расчети построение статических характеристик электропривода в замкнутой системе

4. СОСТАВЛЕНИЕ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ. СИНТЕЗ СИСТЕМЫ С ОПРЕДЕЛЕНИЕМ ВИДА И ПАРАМЕТРОВ КОРРЕКТИРУЮЩИХ ЦЕПЕЙ.ПОСТРОЕНИЕ ПО НОМОГРАММАМ КАЧЕСТВА ПЕРЕХОДНОЙ ФУНКЦИИ

5. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ ПУСКА ВХОЛОСТУЮ И ПРИЛОЖЕНИЯ НАГРУЗКИ И ИХ АНАЛИЗ

6. УТОЧНЕНИЕ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА И ОПИСАНИЕ ЕЁ РАБОТЫ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ



1. ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ, РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ СИЛОВОЙ ЦЕПИ

Исходные данные:

· тип двигателя - Д-808;

· тип преобразователя и вид управления - тиристорный преобразователь(подчиненное регулирование);

· диапазон регулирования - D=8;

· статический перепад скорости - д=8%;

;

;

;

· перерегулирование скорости- у=8%.

Технические данные двигателя:

· номинальная мощность - Р_Н=22 кВт;

· номинальная частота вращения - n=630об/мин;

· номинальное напряжение питания якоря двигателя - U_dн=220 В;

· номинальный ток якоря - I_dн=112 А;

· сопротивление обмотки якоря и дополнительных полюсов при 15 ⁰С - R_я15^о_С= 0,054 Ом;

· сопротивление обмотки возбуждения при 15 ⁰С - R_ов15^о_С=44,4 Ом;

· класс изоляции -H;

· момент инерции двигателя -2,00кг·м²;

· максимальный пусковой ток- ;

· рабочая температура нагрева двигателя -130⁰С.

Условия выбора тиристорного преобразователя:

Выбираем комплектный тиристорный электропривод:

КТЭУ-200/220-03221-УХЛ4

Технические данныеэлектропривода:

· номинальное напряжение - U_н.пр=220 В;

· номинальный ток - I_н.пр=200 А.

Выбранный комплектный электропривод представляет собой трёхфазный мостовой реверсивный тиристорный преобразователь с раздельным управлением тиристорными группами.

Расшифровка маркировки тиристорного преобразователя:

· 0 - количество двигателей, комплектный преобразовательный агрегат без системы управления электроприводом;

· 3 - режим работы, реверсивный с изменением полярности напряжения на якоре;

· 2 - исполнение тиристорного преобразователя по способу связи с сетью, с трансформатором;

· 2 - основной регулируемый параметр, скорость, двухзонное регулирование;

· 1 - состав коммутационной аппаратуры силовой цепи, с динамическим торможением.

УХЛ указывает на исполнение для районов с умеренным и холодным климатом. Цифра 4 обозначает категорию размещения по ГОСТ 15150-69, т. е. в закрытых отапливаемых помещениях.

Схема тиристорного преобразователя приведена на рис.1.1.

Для схемы, приведенной на рис.1.1:

· M, LM - двигатель постоянного тока и обмотка возбуждения;

· UZ1 - реверсивныйтиристорный преобразователь в цепи якоря;

· UZ2 - тиристорный возбудитель;

· TV- трансформатор;

· LF - токоограничивающий реактор;

· QF1, QF2, QF3 - автоматические выключатели;

· КМ1 - линейный контактор;

· ТА - трансформаторы тока;

· RS1, RS2 - шунты в цепи тока якоря и тока возбуждения;

· RP1 - делитель напряжения на якоре;

· PA1, PA2, PV - измерительные приборы;

· BR - тахогенератор;

· СУЯ - система управления UZ1 с регулятором тока якоря;

· СУВ - система управления возбудителем UZ2;

· UA1 - датчик тока якоря;

· А1(РС) - регулятор скорости;

· UV1 - датчик напряжения на якоре;

· UV2 - датчик скорости;

· UA2(ДТВ) - датчиктока возбуждения;

· А2(РТВ) - регулятор тока возбуждения;

· U1(ФП) - функциональный преобразователь зависимой системы ослабления поля;

· Uзс - напряжениезадания скорости;

· Uзв - напряжение задания тока возбуждения.



Рис.1.1. Схема реверсивного тиристорного электропривода типа КТЭУ.

Для питания КТЭУ необходимо выбрать трансформатор. Выбор трансформатора производится по номинальной мощности, напряжению и току вторичной обмотки.

Расчетное значение напряжения U_{2ф расч} вторичной обмотки трансформатора, питающего 3-фазный тиристорный преобразователь с нагрузкой на якорь двигателя с учетом необходимого запаса на падение напряжения в силовой цепи:

,

где = 0,427 - коэффициент, характеризующий соотношение напряжений в идеальном выпрямителе;

= 1,05 - коэффициент запаса по напряжению;

=1,05 - коэффициент, учитывающий неполное открывание тиристоров;

= 1,05 - коэффициент, учитывающий падение напряжения в обмотках трансформатора и на тиристорах.

В.

Линейное напряжение вторичной обмотки трансформатора:

В.

Расчетное действующее фазное значение тока вторичной обмотки трансформатора:

,

где = 0,815 - коэффициент, характеризующий отношение токов в идеальном выпрямителе;

=1,05 - коэффициент, учитывающий отклонение формы анодного тока тиристоров от прямоугольной.

А.

Расчетная типовая мощность силового трансформатора

,

где =1,045- коэффициент схемы, характеризующий соотношение мощностей для идеального выпрямителя с нагрузкой на противоЭДС.

кВА.

Условия выбора трансформатора:

Выбираем трансформатор [3]ТСЗП-/0,7-УХЛ4:

Т - трансформатор трехфазный;

СЗ - сухой с естественным воздушным охлаждением при закрытом исполнении;

УХЛ4 - климатическое исполнение и категория размещения.

Технические данные:

· номинальная мощность - S_н = 48кВА;

· линейное напряжение первичной обмотки - В;

· линейное напряжение вторичной обмотки - В;

· частота питающей сети - Гц;

· номинальный фазный ток вторичной обмотки, I_2н=135,2А;

· напряжение короткого замыкания, u_к%=5,5 %;

· ток холостого хода, I_хх%=5 %;

· потери холостого хода, ?P_хх=300 Вт;

· потери короткого замыкания, ?P_кз=1900 Вт.

При возникновении неуравновешенного напряжения между тиристорными мостами может протекать уравнительный ток, который вызовет дополнительные потери в тиристорах, обмотках трансформатора. Но, поскольку выбранный КТЭУ представляет собой трёхфазный мостовой реверсивный тиристорный преобразователь с раздельным управлением тиристорными группами, уравнительные дроссели не требуются.

Рассчитаем индуктивность сглаживающего дросселя:

Гн,

гдеВ - напряжение преобразователя при;

- действующее значение первой гармоники выпрямленного напряжения;

В.

Необходимая величина индуктивности сглаживающего дросселя:

L_сд=L_dнеобх-(L_дв+2L_тр),

где L_дв - индуктивность якоря и дополнительных полюсов двигателя:

,

где k = 0,5 - коэффициент для некомпенсированных машин;

= 66 рад/с - номинальная угловая скорость двигателя.



Гн.

Определим индуктивность одной фазы силового трансформатора:

гдеВ - фазное напряжение вторичной обмотки трансформатора.

Гн.

Гн.

Т.к. L_сд0, то сглаживающий дроссель не требуется.

Схема тиристорного преобразователя приведена на рис. 1.2.



Рис. 1.2. Схема тиристорного преобразователя.

Рассчитаем параметры силовой цепи.

Суммарное сопротивление якорной цепи в нагретом состоянии:

R_яУ=(1+??t_р-t_хол))+ R_щ‚

где ?? 0,004 1/⁰С - температурный коэффициент сопротивления меди;

t_Р= 130 ⁰С - температура обмоток двигателя в нагретом состоянии для класса изоляции H;

t_хол=15⁰С - температура обмоток двигателя в холодном состоянии;

R_щ=2/I_dн=2/112=17,8·10^-3 Ом - сопротивление щеточного контакта.

R_яУ =(1+0,004·(130-15))·0,168 + 17,8·10^-3 =0,263Ом.

Сопротивление обмотки возбуждения в нагретом состоянии:

R_в=(1+?·?t_р- t_хол))·,

где =44,4 Ом - сопротивление обмотки возбуждения в холодном состоянии.

R_в= (1+0,004·(130-15))·44,4=64,824 Ом.

Активное сопротивление обмоток силового трансформатора на фазу:

,

где m - число фаз силового трансформатора.

Ом.

Индуктивное сопротивление обмоток силового трансформатора:

Ом.

Сопротивление тиристорного преобразователя:

,



где m=6 - число пульсаций за период частоты напряжения сети.

Ом.

Сопротивление цепи выпрямленного тока:

R_p=R_яУ+R_тп= 0,263+0,111=0,374 Ом.

Расчетнаяиндуктивность цепи выпрямленноготока

L=2·L_тр+L_дв=2·0,14·10^-3 + 7,4·10^-3=7,68·10^-3Гн.

Постояннаявременицепиякоря:

с.

Электромеханическая постоянная времени:

с,

ГдеB·c - коэффициент ЭДС двигателя;

=J_дв·1,35=2·1,35=2,7 кг·м² - суммарный момент инерциидвигателя имеханизма.

Для управления комплектами тиристоровприменяется СИФУ с косинусоидальнымопорнымнапряжением. Характеристика СИФУ вследствие того, чтоотпирающийимпульсподается на тиристоры в момент времени, кордаопорноенапряжение на егоспадающемучастеравнонапряжениюуправления, определяетсявыражением:

.

Характеристика управления ТП в режиме непрерывных токов описывается выражением:

.

Подставив выражение для получаем:

.

Коэффициент передачи ТП:

,

гдеВ- максимальное значение напряжения управления.

Примем рекомендуемое значение = 10є:

С учетом ограничения угла управления:

Регулировочная характеристика представлена на рис. 1.3.

Рис. 1.3. Регулировочная характеристика преобразователя.



2. СОСТАВЛЕНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА, ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА НЕОБХОДИМЫХ ОБРАТНЫХ СВЯЗЕЙ

Функциональная схема разомкнутой системы электропривода представлена на рис.2.1.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.2.1. Функциональная схема разомкнутой системы электропривода.

Уравнение механической характеристики ЭП имеет следующий вид:

_д = ‚

где E_п - ЭДС преобразователя;

щ_д-угловая скорость вращения двигателя;

I -ток якорной цепи двигателя.

Максимальная ЭДС преобразователя:

В.

Найдем ЭДС преобразователя при работе со скоростью на верхней характеристике:



Е_{п.необх1}=B.

Определим номинальную угловую скорость двигателя при работе на нижней характеристике:

1/с.

Найдем ЭДС преобразователя для работы со скоростью на нижней характеристике:

Е_{п.необх2}=B.

Рассчитаем статические механические характеристики ЭП.

Характеристика при максимальной ЭДС преобразователя:

.

Характеристика при работе двигателя со скоростью :

.

Характеристика при работе двигателя со скоростью :



.

Естественная статическая характеристика :

.

Статические механические характеристики при реверсе симметричны относительно начала координат.

Статические характеристики электропривода представлены на рис. 2.2.

Рассчитаем границу зоны прерывистых токов. Она определяется уравнениями эллипса:

; ,

гдеА - максимальное значение тока в граничном режиме при б=90⁰;

Ом - индуктивное сопротивление цепи

выпрямленного тока.

Таким образом, переходя к скорости вращения и моменту, получим:

,

.

Рассчитанные механические характеристики приведены на рис. 2.2.

Рис.2.2.Статические механические характеристики.

Определим перепад скорости двигателя при работе ЭП на верхней характеристике:

рад/с.

Определим скорость холостого хода двигателя при работе ЭП на нижней характеристике:

рад/с.

Определим заданный статический перепад скорости:



, следовательно, разомкнутая система не обеспечивает заданной точности регулирования скорости, поэтому требуется применение обратных связей, то есть построение замкнутой системы электропривода.

С целью стабилизации скорости в системе с подчиненным регулированием будем использовать обратную связь по скорости, а для ограничения тока используем обратную связь по току. Функциональная схема электропривода представлена на рис.2.3.

Рис. 2.3. Функциональная схема электропривода.

Для схемы, приведенной на рис. 2.3:

· ЗУ-задатчик управления;

· РС - регулятор скорости;

· БО- блок ограничения;

· Ш - шунт;

· РТ-регулятор тока;

· ДТ - датчик тока;

· УП - управляемый преобразователь;

· Т - трансформатор;

· ДР - дроссель;

· ТГ - тахогенератор;

· Д - двигатель;

· ОВД - обмотка возбуждения двигателя.

Для управления тиристорным преобразователем (ТП) выбираем полупроводниковую систему импульсно-фазового управления (СИФУ) с вертикальным принципом управления.

Структурная схема представлена на рис.1.7.

Рис.2.4 Структурная схема СИФУ.

ГПН - генератор пилообразного напряжения, ВУ - входное устройство, ГИ - генератор импульсов, УС - устройство сравнения.

Функциональная схема одного канала такой системы представлена на рис.1.7.

Рис.2.5 Функциональная схема одного канала СИФУ.



В эту систему входят фазосдвигающее устройство, которое содержит генератор опорного напряжения и нуль-орган. На вход нуль-орган кроме опорного напряжения подаётся также напряжение управления . В момент равенства опорного напряжения и напряжения управления,нуль-орган переключается, и в этот же момент формирователь импульсов выдаёт управляющий импульс .

Опорное напряжение СИФУ примем синусоидальным. Это позволяет получить арккосинусную регулировочную характеристику (см. рис.1.9), а в конечном итоге линейную характеристику управления преобразователя (см. рис.1.10).

Рис.2.6 Характеристика управления.

Стопорный ток:

где л=2,5 - допустимая кратность пускового тока

Стопорный момент:

Номинальный момент:



3. РАСЧЕТ И ВЫБОР ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ. РАСЧЕТ СТАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЗАМКНУТОЙ СИСТЕМЫ С УЧЕТОМ ДИАПАЗОНА РЕГУЛИРОВАНИЯ И НЕЛИНЕЙНОСТЕЙ

Система с подчиненным регулированием представляет собойрегулирование каждой координаты отдельным регулятором и соответствующей жесткой обратной связью.Внутренний контур регулирования управляется сигналом от внешнего, поэтому является подчиненным ему. Система с подчиненным регулированием позволяет настраивать каждый контур отдельно, начиная с внутреннего, и делать это независимо от настройки внешнего контура, ограничивая значения параметров путем ограничения выходного сигнала предыдущего контура, что является преимуществом по сравнению с системой с суммирующим усилителем.

Рис.3.1 Структурная схема системы регулирования.



3.1 Рассчитываем параметры контура тока

Рис.3.2 Структурная схема системы электропривода с последовательной коррекцией контура тока

На структурной схеме ТП представлен звеном, учитывающим его чистое запаздывание П и инерционность фильтров СИФУ ТФ. Регулятор тока представлен звеном с передаточной функцией Wрт. Передаточная функция объекта регулирования с учетом внутренней обратной связи по ЭДС двигателя имеет вид:

При расчете контура тока отнесем инерционность фильтров СИФУ ТФ и запаздывание тиристорного преобразователя П к некомпенсируемым инерционностям‚ приняв некомпенсированную постоянную времени:

При синтезе регулятора тока пренебрежем влиянием внутренней обратной связи по ЭДС двигателя‚ которая сказывается на точности регулирования тока‚ но незначительно влияет на динамические показатели. При этих допущениях структурная схема контура регулирования тока имеет жесткую отрицательную связь потоку и примет вид‚ представленный на рис.3.3.

При одноконтурной схеме регулирования скорости потребуется пропорционально интегрально - дифференциальный регулятор (ПИД - регулятор). Чтобы иметь более простой регулятор‚ а также имея в виду то‚ что при регулировании скорости необходимо регулировать и ток двигателя‚ обычно в систему ТП - Д вводится подчиненный контур регулирования тока.

Рис.3.3Структурная схема контура регулирования тока.

Передаточная функция объекта регулирования тока:

Поскольку настройка системы производится на технический оптимум, то ас=ат=2.

Передаточная функция регулятора тока:

где постоянная интегрирования регулятора:



Постоянная времени цепи обратной связи (компенсирующая постоянная):

Задавшись Сост=1 мкФ, определим:

Учитывая значение стопорного тока Iстоп=246.4А, по [5] выбираем шунт 75ШИП-75 по условию Iшн>Iстоп.

номинальный ток: Iшн=250 А

номинальное падение напряжения: Uшн=0,075 В

номинальное сопротивление: Rш=300 мкОм

Для расчета параметров схемы задаемся максимальным значением напряжения задания тока Uзт.max=10 В. Далее определяем коэффициент обратной связи по току:

Коэффициент передачи шунта равный его сопротивлению:



Учитывая, что выходное напряжение датчика тока Uдт=10 В, определяем коэффициент передачи датчика тока:

Определяем постоянную интегрирования регулятора:

Определим сопротивление:

Коэффициент усиления по току:

Сопротивление на входе регулятора тока:

3.2 Рассчитываем параметры контура скорости

Структурная схема контура регулирования скорости при этом имеет вид‚ представленный на рис.3.4.



Рис.3.4Структурная схема контура регулирования скорости.

Объект регулирования скорости состоит из замкнутого контура регулирования тока и механического звена электропривода. Передаточная функция объекта регулирования скорости:

Заменив колебательное звено апериодическим‚ можно получить:

Для контура скорости некомпенсированная постоянная времени в а_Т раз больше‚ чем для контура тока: Т_с=а_Т·Т =2·0.01=0.02 с.

Желаемая передаточная функция разомкнутого контура:

Передаточная функция регулятора скорости:

Где

U_зс.max=10 В

Поскольку условие выбора настройки на технический оптимум не выполняются , то будет осуществлена настройка на промежуточный между техническим и симметричным оптимум с заданной жесткостью замкнутой статической характеристикой.

Требуемая скорость задания:

Для настройки системы на промежуточный оптимум в обратной связи регулятора скорости емкость шунтируется резистором, отношение их обозначим с.

Тогда в общем виде передаточная функция регулятора скорости будет выглядеть так:

Из структурной схемы рис. 3.4 следуют, что при p=0,

Структурное уравнение тогда выглядит так:

Проведем преобразования и подстановки:

Выразим уравнение через скорость:

Вычитаемое этого выражения есть :

Поставив ее заданное значение выразим



В итоге передаточная функция регулятора скорости в установившемся режиме равна:

Передаточная функция регулятора скорости в динамике:

Передаточная функция регулятора скорости - упругое интегрирующее звено.

3.3 Расчет и построение статических характеристик электропривода в замкнутой системе

Структурная схема замкнутой двухконтурной системы представлена рис.2.5. Статическая механическая характеристика в пределах изменения момента ММ_стоп описывается уравнением:



При моментеII_СТОП стабилитроны‚ шунтирующие цепь обратной связи регулятора скорости‚ ограничивают выходной сигнал регулятора скорости значением U_ЗТ= =U_ЗТ.МАХ=10 В. Контур регулирования скорости при этом по существу размыкается‚ и система работает как астатическая система регулирования тока.

Полученные электромеханические характеристики замкнутой системы для заданного диапазона регулирования представлены на рис. 3.5.

Рис.3.5.Статические механические характеристики замкнутой системы.



4. Составление структурной схемы. Синтез системы С определениеМ вида и параметров корректирующих ЦЕПЕЙ. ПОСТРОЕНИЕ ПО НОМОГРАММАМ КАЧЕСТВА ПЕРЕХОДНОЙ ФУНКЦИИ

электропривод ток скорость цепь

Структурная схема контура регулирования скорости имеет вид:

электропривод ток скорость цепь

Рис.4.1. Эквивалентная структурная схема электропривода.

Передаточная функция разомкнутой системы после преобразований:

Обозначим постоянные времени и оценим характер данной передаточной функции:

Частота среза:

В началечастота мала и постоянными времени пренебрегаем, регулятор скорости представляет собой пропорциональное звено, характеристика имеет наклон -20 дб/дек, п.ф. разомкнутой системы равна отношению:

При приближении частоты к частоте сопряжения, которой соответствует постоянная времени Т1, влияние этой постоянной становится значительно, регулятор скорости представляет собой интегрирующее звено и характеристика принимает наклон -40 Дб/дек, до тех пор пока частота не подойдет к частоте среза, соответствующей постоянной времени Т2, после которой влияние регулятора скорости прекращается, и характеристика опять примет наклон -20 Дб/дек.При приближении к частоте сопряжения, соответствующей постоянной времени Т3 наклон характеристики -40 Дб/дек.

Рис.4.2. ЛАЧХ регулятора промежуточного оптимума, разомкнутой системы и результирующая ЛАЧХ.

Из того, что на частоте среза ЛАЧХ имеет продолжительный участок с наклоном -20 Дб/дек делаем вывод - система имеет достаточный запас устойчивости.

Качественная переходная функция системы изображена на рис.4.3.

Рис. 4.3. Качественная переходная функция системы.



5. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ ПУСКА ВХОЛОСТУЮ И ПРИЛОЖЕНИЯ НАГРУЗКИ И ИХ АНАЛИЗ

Моделирование схемы электропривода, приведенной на рис. 3.1 осуществляется в среде Matlab. Схема модели приведена на рис. 5.1.

Рис.5.1. Схема модели в пакете Matlab.

Моделирование проводится при пониженном и максимальном напряжении задания скорости, равном 3.413В,10В.

Модель построена со следующими параметрами:

U_зс=10 В;

К_п=31,1;

Т_п=0,01 с;

К_дв=0,346 1/В•с;

R_я=0,374 Ом;

T_м=0,121 с;

Т_я=0,02 с.

К_от=0,04

К_ос=0,15В•с.

При моделировании переходных процессов, двигатель 1 секунду работает на пониженной скорости, затем выходит на номинальную скорость. Через 3 секунды, после пуска, к двигателю прикладывается нагрузка 0,5·M_c. В момент времени t=4c. двигатель тормозит.

Рис.5.2. Переходные процессы скорости и тока.

Для того, чтобы оценить показателя качества синтезированной САУЭП, рассмотрим график переходного процесса скорости, представленный в виде рис. 5.3, моделирование проводилось при напряжении задания 1В.

Рис.5.3. Переходный процесс для оценки качества синтезирования.

t_пп=0,2 c.

t_p=0,07 c.

t_max=0,11 c.

Переходный процесс характеризуется плавным изменением скорости, высоким быстродействием, малым временем переходного процесса. Перерегулирование повышено, но статический перепад скорости находится в заданном пределе. Пуск двигателя происходит плавно, без резких скачков скорости, что существенно улучшает работоспособность электрического привода.



6. Уточнение принципиальной схемы электропривода и описание её работы

Уточнённая принципиальная схема системы электропривода представлена на рис.5.1.

Включение питания в разработанной схеме осуществляется автоматическим выключателем QF1, после включения которого подаётся питание на трансформаторTM. При включении автоматического выключателя QF2 питание через диодный мост подается на обмотку возбуждения двигателя. Вместе с подачей напряжения на обмотку возбуждения подаётся питание на релейно-контакторную аппаратуру.

Для пуска двигателя используется кнопка SB2. При её нажатии получает питание вспомогательное реле KV1, которое своими контактами шунтирует кнопку SB2 и подает напряжение на контактор КМ1, подключающий двигатель к сети. Так же KV1 подает питание на реле KV3, которое своими контактами снимает электромагнитный тормоз YB. КV1 подает на потенциометр RP напряжение положительной полярности.

Реверс ЭП осуществляется нажатием кнопки SB3, при этом повторяется ранее описанный цикл, с той лишь разницей, что получает питание вспомогательное реле KV2. Его контакты шунтируют кнопку SB3, подают питание на контактор KM1 и реле KV3 и подают на потенциометр RPнапряжение отрицательной полярности.

Для остановки двигателя используется кнопка SB1 при нажатии которой теряют питание контактор КМ1, которые отключает двигатель, и реле KV3, которое накладывает электромагнитный тормоз YB.

Автоматический выключатель QF1 защищает силовую цепь от токов короткого замыкания, падения напряжения в сети и осуществляет тепловую защиту.

Для защиты релейно-контакторной аппаратуры и неуправляемого выпрямителя, питающего обмотку возбуждения, от токов короткого замыкания и перегрузок используются предохранители FU1 и FU2.

Для двигателя предусмотрена минимальнотоковая защита, реализованная токовым реле KF, которое при недопустимо низких токах размыкает свой контакт и производит отключение релейно-контакторной аппаратуры.



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе выполнения задания разработана система стабилизации скорости электропривода по системе ТП-Д с подчиненным регулированием координат .

В первом пункте выбраны двигатель и комплектный тиристорный преобразователь, а также рассчитаны и выбраны элементы силовой цепи. Определены расчетные параметры силовой цепи.

Во втором пункте составлена функциональная схема, рассчитаны и построены статические характеристики в разомкнутой системе. В качестве функциональной схемы выбрана замкнутая двухконтурная система с внешним контуром регулирования по скорости и внутренним подчиненным контуром регулирования по току.

В третьем пункте произведён расчёт параметров и выбор элементов замкнутой системы автоматического регулирования. Также рассчитаны и построены статические механические характеристики в замкнутой системе с учётом диапазона регулирования и нелинейностей.

В четвёртом пункте составлена структурная схема и произведен синтез замкнутой системы, построена ЛАЧХ разомкнутой системы..

В пятом пункте проанализированы графики переходного процесса и сделаны выводы о работе электропривода.

В шестом пункте разработана принципиальная схема электропривода, где предусмотрены режимы пуска, реверса и некоторые виды защит.



СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Анисимов В.А, Горнов А.О. Проектирование электрических устройств: Учеб. Пособие для вузов. - М.: МЭИ, 2000.

ДрачевГ.И.Теория электропривода: Учебное пособие. - Челябинск: ЮУрГУ,2002.-138

Ключев В.И. Теория электропривода: Учебник для вузов. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 560 с.

Теория автоматического управления: в 2 ч./ Под редакцией А.В.Нетушила. Учебник для вузов. - М.: Высшая школа, 1967. - 424 с.

Трансформаторы: промышленный каталог. - М.: Информэлектро, 1974.

Размещено на Allbest.ru