124763 (Частотне регулювання потужності насоса)

Міністерство освіти і науки України

Національний університет водного господарства і природокористування

Кафедра електротехніки і автоматики

Розрахунково-графічна робота

з дисципліни

«Монтаж, налагодження та експлуатація систем автоматизації»

Варіант 9

Виконав:

студент 5 курсу

групи АУТП-51

Пастушенко А.В.

Перевірив:

Кованько О.В.

Рівне – 2010

Рис1. Автоматична система регулювання рівня двопозиційним регулятором із зоною нечутливості

Дана АСР забезпечує підтримку заданого рівня води в резервуарі, запізнення в системі відсутнє. Із резервуара вода подається до споживача за допомогою насоса. Витрата Q_от незалежить від рівня води в резервуарі. Заданий рівень води h_зд=9м. Відцентровий насос, який подає воду в резервуар забезпечує витрату Q_зд.пр=Q_зд.от. Ця рівність справедлива при числі обертів n_зд= 0,5n_ном. Коефіцієнт передачі об’єкта K_об=9∙10^-3с^-1. Допустиме число вмикань двигуна m=19 вм/год.

Задача 1

Визначити на якій відстані відносно заданого h_зд необхідно встановити контактні електроди.

Розв’язок

Так як по умовам задачі витрата нагнітаючого і відсмоктуючого насоса практично не залежить від рівня води в резервуарі, то об’єкт регулювання в динамічному відношенні може бути предствлений інтегруючою ланкою

У зв’язку з тим, що витрата насосів пропорційна числу обертів регулююча дія регулятора в приростах від заданого значення рівня В₁=К(n_ном- n_зд);

В₁=К(2n_зд- n_зд)=К n_зд=В₂=В, де

К- коефіцієнт пропорційності

У відносних одиниціях регулююча дія записується так:

;

=1=B₁=B₂

Так як запізнення в системі рівне нулю, то при обмеженому числі вмикань двигуна, двопозиційний регулятор повинен мати статичну характеристику із зоною нечутливості, що не дорівнює нулю 2а≠0.

Таким чином параметри статичної характеристики регулятора:

B₁=B₂=B, a ≠ 0

Процес двопозиційного регулювання об’єкта з передаточною функцією

X

розраховується таким чином:

так як діапазон коливань

∆x=∆h=2a;

, де n – число перемикань.

n = 2m;

Тоді

;

Підставляючи значення величин знаходимо діапазон коливання рівня води в резервуарі у відносних одиницях

Діапазон коливань в абсолютних одиницях:

м

Таким чином електроди в резервуарі повинні бути встановлені на відмітках:

м

м

Задача 2

На нашу систему надходить ступінчаста збурюча дія зі сторони відтоку, для компенсації якої в рівноважному стані необхідне збільшення числа обертів

n_зд = 0.5n_ном

∆n = 0.9n_ном

Потрібно визначити частоту включень електродвигуна та час його включеного і виключеного стану за один період і тривалість включення ПВ(%).

Розв’язок

Визначаємо регулюючу дію В₁ на об’єкт при включеннях електродвигуна в приростах від умовного рівноважного стану у відносних одиницях

n₁=0.5n_ном+0.9n_ном=0.14n_ном

n₁ – число обертів електродвигуна при новому умовно-рівноважному стані

При вимкненні електродвигуна регулююча дія рівна

пер/год

Число ввімкнень електродвигуна вм/год

_(хв.)

_(хв.)

Задача 3

Розглянемо АСР рівня води в резервуарі зображену на даному рисунку. Умови: вода подається до споживача самотоком.

h_зд=9 (м);

h₁=5.175 (м);

h₂=12.825(м);

В рівноважному стані n_зд=0,5n_ном.

Коефіцієнт передачі об’єкта K_об=9∙10^-3.

Постійна часу T_об=19 (хв).

Визначити період встановившихся коливань рівня води в резервуарі, так як в даному випадку витрата води в резервуарі залежить від рівня то в динамічному відношенні об’єкт регулювання являється аперіодичною ланкою першого порядку з передаточною функцією:

В₁=6.14;

В₂=1;

(хв)

(хв)

(хв)