Разработка автоматизированного электропривода подачи металлорежущего станка
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
первичные обмотки которых включены последовательно в силовую цепь, а вторичные обмотки нагружены сопротивлениями Rl, R2, R3. Напряжение, пропорциональное току в силовой цепи, снимается с активных сопротивлений, выпрямляется диодами VD1-VD6, пульсации сглаживаются конденсатором С1. Часть выпрямленного напряжения снимается с потенциометра R4 и может быть подана на усилитель. Отсечка осуществляется стабилитроном VS2.
Рис. 10
При предельных моментах нагрузки, когда ток превышает установленную величину, на усилитель подаётся сигнал токовой отсечки, который резко уменьшает выходное напряжение преобразователя, и двигатель останавливается.
Ток нагрузки, при котором отсечка вступает в действие,
Iотс=Мп1Кд=20,87тАв1,666=34,78А (31)
Ток короткого замыкания
Iкз= Мп2тАвКд=23,80тАв1,666=39,65А= Iст (32)
По регулировочным характеристикам СИФУ и преобразователя определяется напряжение на входе СИФУ, обеспечивающее при неподвижном якоре ток стопорения IСТ, ЭДС преобразователя при этом
Е?ст= RятАвIст=0,092тАв39,65=3,65А (33)
По характеристике преобразователя определяется соответствующий
Е?ст=3,65 угол ?ст=88,6. По характеристике СИФУ - обеспечивающий этот угол управляющий сигнал Uуст=3А.
Коэффициент передачи токовой отсечки
Кто=(Uуmax-Uуст)/(Iст-Iотс)=(11-3)/(39,65-34,78)=1,64 (34)
Напряжение стабилизации стабилитрона, вводящего отсечку в действие,
Uvs2= КтотАвIотс/Ку=1,64тАв34,78/0,45=126В(35)
Выберем стабилитрона VS2 КС640А от 100 - 130 В
10. Построение статических характеристик электропривода
Электромеханические характеристики привода постоянного тока с обратной связью по скорости и нелинейной отрицательной связью по току состоят из двух участков (рис.10).
Рис. 10
На первом участке в приводе действует только отрицательная обратная связь по скорости, что обеспечивает высокую жёсткость характеристики. При больших моментах включается отсечка по току и добавляется глубокая отрицательная обратная связь, которая уменьшает выходное напряжение преобразователя и снижает жёсткость характеристики, наклон на втором участке резко увеличивается.
Построение характеристик проводится на верхней и нижней границах диапазона регулирования по характерным точкам 1-4 (рис.10).
Для верхней границы диапазона регулирования точка 1 соответствует максимальной скорости ?mах при эквивалентной нагрузке Мэ, Iэ ; точка 2 соответствует скорости идеального холостого хода.
?оВ=?max+??озВ=71,209+0,0167=71,226 рад/с (36)
где ??озВ - перепад скорости вращения в замкнутой системе:
??озВ =RдIэKд/(1+KвKд)=0,092тАв31тАв1,666/(1+170,90тАв1,666)= 0,0167 (37)
Точка 3 соответствует началу действия отсечки при скорости ?отсВ :
?оВ=?max-??озВ=71,209 - 0,0046=71,204 (38)
где ??оncВ - перепад скорости при возрастании тока якоря от IЭ до Iотс
??отсВ =Rд?IKд/(1+KвKд)=0,092тАв(39,65-37,78)тАв1,666/(1+170,90тАв1,666)=
=0,0046 (39)
где ?I=Iотс-Iэ.
Точка 4 соответствует остановке двигателя при токе стопорения IСТ.
Для нижней границы диапазона регулирования точка 1 соответствует максимальной скорости ?min при эквивалентной нагрузке Мэ, Iэ ; точка 2 соответствует скорости идеального холостого хода.
?оН=?mшт+??озН= (36)
где ??озН - перепад скорости вращения в замкнутой системе:
??озН =RдIэKд/(1+KвKд) (37)
Точка 3 соответствует началу действия отсечки при скорости ?отсВ :
?оВ=?max-??озВ= (38)
где ??оncВ - перепад скорости при возрастании тока якоря от IЭ до Iотс
??отсВ =Rд?IKд/(1+KвKд) (39)
где ?I=Iотс-Iэ.
Точка 4 соответствует остановке двигателя при токе стопорения IСТ.
11. Структурная схема системы автоматического регулирования электропривода
Структурная схема строится на основе функциональной, основные элементы которой представлены типовыми динамическими звеньями с соответствующими передаточными функциями.
Электронный усилитель - безинерционное звено:
Wу(р)=Ку (40)
Тиристорный преобразователь с СИФУ- апериодическое звено:
Wтп= Ктп/(1+ Ктпр) (41)
где Ттп=0,003с
Двигатель постоянного тока можно представить как последовательно соединённые апериодическое и интегрирующее звенья:
д= Кд/((1+ Тдр)р) (42)
Тд=0,13 для двигателей серии ПБВ.
Тахогенератор - безинерционное звено:
Wтг(р)=Ктг =1,3 (43)
На рис.11 показана структурная схема регулируемого электропривода с обратной связью по скорости. Цепь обратной связи по току показана пунктиром.
Рис. 10
По передаточным функциям звеньев необходимо найти выражение системы в разомкнутом и замкнутом состоянии:
W1(р)= Wу(р)тАвWтп(р)тАвWд(р)=
=0,45тАв2,97/(1+0,003р)тАв1,666/((1+0,013р)р); (44)
Ф1(р)= W1(р)/(1+ W1(р)тАвWтг(р)) =
=[2,227/(1+0,003р)/(1+0,013р)р)]/[1+2,895/(1+0,003р)/(1+0,013р)р)] (45)
Эти выражения используются для оценки устойчивости и автоматического регулирования.
12. Устойчивость системы автоматического регулирования электропривода
Устойчивость спроектированной системы автоматического регулирования электропривода можно оценить по критериям Гурвица, Михайлова, Найквиста.
Наиболее распространённым в инженерной практике является способ, основанный на логарифмических частотных характеристиках (ЛАЧХ, ЛФЧХ) с использованием критерия устойчивости Найквиста.
Замкнутая система устойчива, если на частоте