Проект системы подчиненного управления электроприводом постоянного тока независимого возбуждения
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
не требуется.
Определим постоянные времени.
Электромагнитная постоянная времени якорной цепи:
Электромеханическая постоянная времени:
Постоянную времени преобразователя принимаем равной Тп= 0,01 с.
Коэффициент передачи преобразователя определяют по формуле:
где UОП.max - максимальное значение опорного напряжения, в нашем случае-UОП.max= 10 В.
Таким образом,
Для выполнения обратной связи по скорости выбираем тахогенератор из условия:
Принимаем тахогенератор постоянного тока ТП 130, с номинальными данными Pн = 0,115 кВт, nн= 2500 об/мин [4].
. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ РЕГУЛЯТОРОВ ТОКА И СКОРОСТИ
Расчётная структурная схема контура тока представлена на рис. 1.
Рис. 1.Расчётная структурная схема контура тока.
Определим коэффициент обратной связи по току из условия, что пусковой ток равен Iп = 2?Iн:
Коэффициент усиления пропорциональной части регулятора тока:
Постоянная времени интегрирования регулятора тока:
Передаточная функция регулятора тока:
.
График переходного процесса I = f(t) представлен на рис.2
Рис.2 Переходный процесс I=f(t) в замкнутом контуре тока
Определим настроечные параметры элементов регулятора тока (схема на рис. 3).
Рис.3. Расчётная схема регулятора тока.
Примем Сост= 0,5 мкФ. Коэффициент передачи по прямому каналу и каналу обратной связи одинаковы, поэтому:
Rвх1т = Rвх2т =
Rост= Rвхkрт= 1350,194= 26,2 кОм.
Расчётная структурная схема контура скорости представлена на рис. 4.
Рис.4.Расчётная структурная схема контура скорости.
Коэффициент обратной связи по скорости определим с учётом работы во второй зоне:
Коэффициент усиления регулятора скорости:
Постоянная времени интегрирования регулятора скорости:
Передаточная функция регулятора скорости:
.
Графики переходных процессов при пуске вхолостую и останове представлены на рис. 5, динамическая электромеханическая характеристика - на рис. 6
Рис. 5 Переходные процессы в замкнутой системе без учета ЭДС при Mс=0
Рис. 6Динамическая характеристика без учета ЭДС двигателя при Mс=0
Графики переходных процессов при работе с номинальной нагрузкой изображены на рис.7, динамическая электромеханическая характеристика- на рис. 8.
Рис. 7 Переходные процессы в замкнутой системе без учета ЭДС при Mс=Mн
Рис. 8 Динамическая характеристика без учета ЭДС двигателя при Mс=Mн
Определим настроечные параметры элементов регулятора скорости (см. схему на рис. 9).
Рис.9. Расчётная схема регулятора скорости.
Примем Сосс = 0,5 мкФ. Коэффициент передачи по прямому каналу и каналу обратной связи одинаковы, поэтому:
Rвх1с= Rвх2с =
Rосc = Rвхkрс = 1,6895,3= 160,1 кОм.
Определим настроечные параметры фильтра на входе регулятора скорости (см. схему на рис. 10).
Рис. 10. Расчётная схема фильтра на входе регулятора скорости.
Примем Cосф = 0,5 мкФ, тогда: Tф = 8•Tп = 8•0,01 = 0,08 с = Cосф•Rосф;
Rосф = =кОм.
Т. к. коэффициент передачи фильтра равен единице, то Rвх?Rосф = 160 кОм.
Как видно из графиков динамических скоростных характеристик, контур скорости, настроенный на симметричный оптимум, отрабатывает сигнал задания на скорость без погрешности при работе как вхолостую, так и при работе под нагрузкой. Полученные результаты соответствуют стандартным настройкам на симметричный оптимум и полностью подтверждают теоретические сведения.
4. ДВУХКОНТУРНАЯ СИСТЕМА С УЧЁТОМ ЭДС ДВИГАТЕЛЯ
Структурная схема системы подчинённого регулирования с учётом ЭДС двигателя представлена на рис. 11.
Рис.11. Структурная схема системы подчиненного регулирования с учетом ЭДС двигателя.
При внесении обратной связи по ЭДС из внешнего контура во внутренний появляется погрешность в отработке контуром тока сигнала задания. Эта погрешность тем больше, чем меньше нагрузка двигателя.
Таким образом, при учете ЭДС двигателя возникает токовая погрешность, зависящая от нагрузки и быстродействия системы, при этом время разгона увеличивается из-за уменьшения динамического тока. При малых нагрузках влияние ЭДС двигателя велико и им нежелательно пренебрегать.
Графики переходных процессов ?=f(t) , I=f(t) и Еп=f(t) замкнутой системы с учетом ЭДС двигателя при работе вхолостую представлены на рис. 12, динамическая скоростная характеристика - на рис. 13. То же при работе с номинальной нагрузкой - на рисунках 14 и 15 соответственно.
Механические характеристики двигателя, разомкнутой и замкнутой систем изображены на рис.16.
Рис. 12 Переходные процессы в замкнутой системе с учетом ЭДС двигателя при Mс=0
Рис. 13 Динамическая характеристика с учетом ЭДС двигателя при Mс=0
Рис. 14 Переходные процессы в замкнутой системе с учетом ЭДС двигателя при Mс=Mн
Рис. 15. Динамическая характеристика с учетом ЭДС двигателя при Mс=Mн. Динамическая характеристика с учетом ЭДС двигателя при Mс=Mн
Рис. 16 Механические характеристики естественной, разомкнутой и за?/p>