124370 (689989), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

к_{д. т.} - коэффициент усиления датчика тока, определяется как отношение выходного сигнала обратной связи по току (можно принять величину сигнала 10В) к напряжению шунта при допустимом токе якоря (номинальному напряжению шунта); R_ш - номинальное сопротивление шунта, Ом /5/:

R_ш = 0,2·10^-4 = 0,00002 Ом.

I_отс = [U_ст/к_дт] · [1/R_ш] = [10/5000] · [1/0,00002] = 100 А.

Найдем параметры датчика тока:

R_{1д. т.} = U_{вх. max} / к_{д. т.} = I_{н. ш.} ·R_ш / I’_{вх. max}, (5.11)

где I’_{вх. max} - максимальный допустимый входной ток операционного усилителя датчика тока, А;

I_{н. ш.} - номинальный ток шунта, А /5/:

I_{н. ш.} = 44 А;

R_{1д. т.} = I_{н. ш.} ·R_ш / I’_{вх. max} = 44·0,00002/0,00002 = 44 Ом.

R_{2д. т.} = к_{д. т.} ·R_{1д. т}, (5.12)

R_{2д. т.} = к_{д. т.} ·R_{1д. т} = 5000·44 = 22000 Ом.

R_{3д. т.} = [R_{1д. т.} ·R_{2д. т}] / [R_{1д. т.} + R_{2д. т}], (5.13)

R_{3д. т.} = [R_{1д. т.} ·R_{2д. т}] / [R_{1д. т.} + R_{2д. т}] = [44·22000] / [44 + 22000] = 43 Ом.

Определим параметры регулятора тока:

R₁ = U_{рс. max} / I’_{вх. max}, (5.14)

где U_{р. с. max} - максимальное входное напряжение регулятора скорости (в расчетах можно принять равным 10 В).

R₁ = U_{рс. max} / I’_{вх. max} = 10/= 0,00002 = 500000 Ом.

R₃ = к_{р. т.} ·R₁ = 0,052·500000 = 26000 Ом;

С = Т_и / R₁ = 0,482/500000 = 0,000000964 Ф;

R₂ = 0 Ом;

R₄ = 1/[ (1/R₁) + (1/R₃)] = 1/[ (1/500000) + (1/26000)] = 24710 Ом.

Примерная схема регулятора тока с датчиком тока приведена на рисунке 5.5.

В качестве датчика тока чаще всего применяется тахогенератор с самовозбуждением. В ходе выполнения курсового проекта необходимо выбрать тахогенератор по максимальной частоте вращения и удельной ЭДС тахогенератора.

В качестве датчика тока применяем тахогенератор с самовозбуждением ТД - 101 (U_воз = 10 В, n = 1000 об/мин) /5/.

Коэффициент передачи датчика скорости можно определить:

к_дс = 30·γ/π, (3.31)

где - удельная ЭДС тахогенератора, В:

= 80/314 = 0,256 В

к_дс = 30·γ/π = 30·0,256/3,14 = 0,125 В·с.

Определим параметры регулятора скорости:

R_1с = U_{зи. max} / I’_{вх. max} = 10/0,00002 = 500000 Ом,

где U_{зи. max} - максимальное напряжение на выходе задатчика интенсивности (в расчетах можно принять равным 10 В);

I’_{вх. max} - максимальный входной ток операционного усилителя регулятора скорости, А.

При расчете регулятора тока можно принять в качестве операционного усилителя регулятора скорости такой же операционный усилитель, как и в регуляторе тока.

R_3с = к_{р. с.} ·R_1с = 0,442·500000 = 221000 Ом;

С_с = Т_ис / R_1с = 0,235/500000 = 0,00000047 Ф;

R_2с = R_1с·к_дс / к_ω = 500000·0,125/0,126 = 496000 Ом;

R_ис = 1/[ (1/R_1с) + (1/R_2с) + (1/R_3с)] = 1/[ (1/500000) + (1/496000) + (1/221000)] = = 117100 Ом.

Для ограничения выходного сигнала регулятора скорости в схемах регулирования применяется блок ограничения, входящий в цепь обратных связей и состоящий из двух встречно включенных стабилитронов.

Примерная схема регулятора скорости приведена на рисунке 5.6.

Для уменьшения величины перерегулирования на вход системы подчиненного регулирования устанавливается задатчик интенсивности, состоящий из операционного усилителя с ограничением выходного сигнала, охваченный активно-емкостной обратной связью. В ходе работы над дипломным проектом вопрос расчета параметров задатчика интенсивности не входит.

Рисунок 5.5 - Электрическая принципиальная схема регулятора тока

Рисунок 5.6 - Схема электрическая принципиальная регулятора скорости

6. Расчет и построение статических характеристик

Для разомкнутой системы, в режиме непрерывного тока, электромеханическая характеристика может быть построена по формуле:

ω = [U_d - I_я·R_э - ∆U_в] / [с·Ф_н], (6.1)

где с·Ф_н = [U_н - I_н·R_{я. дв.]} / ω_н = [220 - 26,2·0,516] / 79 = 2,61 В·с;

R_э - эквивалентное сопротивление, Ом;

R_{я. дв} - сопротивление якорной цепи двигателя (паспортное значение), Ом;

U_d - выпрямленное напряжение преобразователя для обеспечения номинальной угловой скорости вращения двигателя, В:

U_d = с·Ф_н·ω_н + I_н·R_э + ∆U_в = 2,61·79 + 26,2·2,631 + 1,1 = 276,222 В.

ω = [U_d - I_я·R_э - ∆U_в] / [с·Ф_н] = [276,222 - 26,2·2,631 - 1,1] / [2,61] = 79.

Для замкнутой системы регулирования, если преобразователь имеет астатическую систему регулирования скорости, то в режиме непрерывного тока электромеханические характеристики представляют собой горизонтальные линии для заданного диапазона регулирования D, т.е. _н = const и _min = _н/D = const.

Однако так как преобразователь в режиме непрерывного тока не может обеспечить выпрямленное напряжение больше U_d0, то при токе I > I_A,

где I_A = [U_d0 - ∆U_в - с·Ф_н·ω_н] / R_э = [414,25 - 1,1 - 2,61·79] / 2,631 = 78,662 А,

обратная связь по скорости размыкается и система будет вести себя как разомкнутая. Поэтому в семействе электромеханических характеристик горизонтальная линия _н = const идет только до I=I_A, а при I > I_A происходит излом характеристик, и она идет параллельно характеристике разомкнутой системы.

Справа область электромеханических характеристик ограничивается значением тока, соответствующего токоограничению (упреждающее токоограничение или токовая отсечка). Напомним, что величина допустимого по условиям коммутации на коллекторе тока якоря для двигателей постоянного тока независимого возбуждения находится в пределах

I = (2 ÷ 2,5) ·I_н = 2,5·26,2 = 65,5 А.

Для тиристорного электропривода, работающего с некоторым статизмом характеристик (без применения в контуре регулирования скорости и тока ПИ-регуляторов) статическая характеристика имеет, в общем случае, 3 участка.

На первом участке работает только обратная связь по скорости. Обратная связь по току разомкнута, т.к величина тока якоря не достигает недопустимых значений (тока отсечки), а тиристорный преобразователь не насыщен.

На втором участке происходит насыщение тиристорного преобразователя и статическая характеристика ведет себя, как у разомкнутой системы. Величина тока, при котором происходит насыщение преобразователя равна I_А (см. выше). Так же здесь работают совместно две обратные связи: по скорости и току. Но влияние сигнала обратной связи по току еще незначительно.

На третьем участке действует, в основном, обратная связь по току, т.к ее сигнал больше, чем сигнал скорости.

Обобщенное уравнение для всех трех случаев будет иметь вид:

ω = [ (к_д·к_п· (U_з + к_т·I_отс)) / (1 + к_п·к_с·к_д)] - [I_я·R_я·к_д] · [ (1 - (к_п/R_я) ·к_т) / (1 + к_п·к_с·к_д)], (6.2)

где к_д - коэффициент передачи двигателя;

к_п - коэффициент передачи преобразователя;

к_с - коэффициент передачи регулятора скорости;

к_т - коэффициент передачи регулятора тока;

I_отс - величина тока отсечки, А;

R_я - суммарное сопротивление якорной цепи (равно R_э), Ом.

ω = [ (к_д·к_п· (U_з + к_т·I_отс)) / (1 + к_п·к_с·к_д)] - [I_я·R_я·к_д] · [ (1 - (к_п/R_я) ·к_т) / (1 + к_п·к_с·к_д)] =

= [ (·· (+ ·)) / (1 + ··)] - [··] · [ (1 - (/) ·) / (1 + ··)] =

В выражении (3.33) коэффициент отсутствующей непрерывной связи приравнивается к нулю. Т.е. на первом участке к_т = 0. И решается полученное уравнение, задаваясь произвольно значением тока якоря электродвигателя.

При расчете можно U_з (напряжение задания) принять равным 10 В для высшей скорости и 1 В для низшей скорости.

Выбор аппаратуры и описание работы устройств управления.

Описание устройств задания, управления, защиты и питания выполняется на основании каталогов и другой технической документации. Приводятся схемы отдельных устройств и краткое описание принципа действия этих устройств и режимов их работы, связи отдельных устройств между собой.

Принципиальная схема управления электроприводом и ее описание.

Принципиальная схема управления электроприводом должна предусматривать заданные режимы работы: пуск, реверс, останов электропривода, а также необходимые устройства для полной остановки двигателя, для возбуждения электродвигателя, для питания собственных нужд электропривода: вентиляция, питание силовых цепей и цепей управления.

Детально выполняется силовая часть схемы, блоки питания и платы цепей управления могут быть показаны схематически, но с указанием функциональных связей между собой и с силовой частью схемы.

Для нереверсивного электропривода должна быть разработана схема динамического торможения двигателя для исключения режима самовыбега.

Условные обозначения на схемах должны соответствовать ГОСТам ЕСКД.

В пояснительной записке дается краткое описание схемы управления и особенностей работы схемы во всех режимах.

Список литературы

1. Романов, М.Н. Методические указания по курсовому проектированию для студентов по дисциплине «Системы управления электроприводами» [Текст] / М.Н. Романов, Б.В. Палагушкин Новосибирск: Новосиб. гос. акад. вод. трансп., 2000. - 39 с.

2. Машины постоянного тока серии 2П. Каталог 01.16.14-79. Информэлектро, 1980.

3. Электроприводы постоянного тока серии ЭТ6. Каталог 08.30.15-79. Информэлектро, 1980.

4. Тиристорные электроприводы на базе преобразователей серии КПТ. Каталог - справочник 08.30.07-73. Информэлектро, 1985.

5. Паспорт электропривода ЭПУ. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. ОЛХ.463.278. ОБК.478.553. Издание П4.

6. Справочник по проектированию автоматизированного электропривода и систем управления технологическими процессами. Под ред. В.И. Круповича, Ю.Г. Барыбина, М.Л. Самоверова, М.: Энергоиздат, 1982. - 416 с.

7. Справочник по проектированию электропривода, силовых и осветительных установок. Под ред.Я.М. Большама, В.И. Круповича, М.Л. Самоверова. Изд. второе. - М.: Энергия, 1974, 1975. - 728 с.

8. Справочник по проектированию электроснабжения, линий электропередач и сетей. Под ред. Я.М. Большама, В.И. Круповича, М.Л. Самоверова. - М.: Энергия, 1974. - 695 с.

9. Зимин, Е.Н., Кацевич, В.Л., Козырев, С.К. Электропривод постоянного тока с вентильным преобразователем. - М.: Энергоиздат, 1981. - 192 с.

10. Зимин, Е.Н., Яковлев, В.И. Автоматическое управление электроприводами. - М.: Высшая школа, 1979. - 318 с.

11. Попов, Е.П. Теория линейных систем автоматического регулирования и управления. - М.: Наука, 1978. - 255 с.

12. Бесекерский, В.А., Попов, Е.П. Теория систем автоматического регулирования. Издание третье. - М.: Наука, 1975. - 768 с.

13. Анхимюк.В.Л., Ильин, О.П. Проектирование систем автоматического управления электроприводами. - Минск: Высшая школа, 1971. - 334 с.

14. Электротехнический справочник, т.2. Под ред.В.Г. Герасимова. - М.: Энергоиздат, 1981. - 640 с.

15. Громов, Н.В., Залесов, Т.Д., Карро-Эст, Б.К. Радиоприёмники, радиолы, электрофоны и магнитофоны. Справочная книга. Лениздат, 1983 - 168 с.

16. Алиев, И.И. Справочник по электротехнике и электрооборудованию: Учеб. пособие для ВУЗов / И.И. Алиев. - 4-е изд., доп. Ростов-на-Дону: Феникс, 2003. - 480 с. (справочник)

17. ГОСТ 7.1 - 2003. Библиографическая запись. Библиографическое описание. Общее требование и правила составления [Текст]. - Взамен ГОСТ 7.1 - 84 [и др.] ; введ.01-07-2004. - М.: ИПК Изд-во стандартов, 2004. - 48 с.

18. ГОСТ 2.105 - 95. Единая система конструкторской документации. Общие требования к текстовым документам [Текст]. - Взамен ГОСТ 2.105 - 79, ГОСТ 2.906 - 71; введ. 1996-07-01. - М.: ИПК Изд-во стандартов, 2003. -26 с.

19. Сукиасян, Э.Р. Ответы на письма в редакцию [Текст] / Э.Р. Сукиасян // Науч. и техн. б-ки. - 2005. - № 6. - С.85 - 87.

Характеристики

Список файлов курсовой работы