Разработка системы управления электроприводом листоправильной машины
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
еского вала;
м - радиус экiентрического вала.
Таким образом, полярный момент инерции иметь значения
кгм2,
Жесткость вала
Нм.
Приведём параметры механической части к валу двигателя. Приведенный коэффициент жесткости состояние
, (2.66)
Нм.
Масса вала, который вращается, может быть рассчитана следующим образом
,(2.67)
где - площадь углеродистой стали.
кг.
Рассчитаем частоту собственных колебаний двухмассовой системы
,(2.68)
где - момент инерции двигателя;
- момент инерции цилиндрического экiентрического вала, который рассчитывается следующим образом
кгм2,
Гц.
Полученная частота собственных колебаний достаточно велика для электропривода, поэтому выполнять демпфирования упругих колебаний не является целесообразным. Все высокочастотные колебания почти не пропускаются механическими частями системы.
Для подтверждения незначительности влияния частоты на динамические характеристики построим модель асинхронного двигателя в двухфазной системе координат (d - q), показанную на рисунке 2.18, с учетом двохмасовости (рисунок 2.24).
Рисунок 2.24 - Структурная схема двохмассовой математической модели
Модель асинхронного двигателя в двухфазной системе координат (d - q) в виде маскированной подсистемы в MATLAB Simulink приведена на рисунке 2.25.
На рисунке 2.25 приведены две модели асинхронного двигателя с двумя координатными преобразователями, источниками питания и блоками Scope для отображения графической информации. Модель в виде подсистемы Engine_single_mass - одномассовая. Она отвечает рисунку 2.18. Engine_double_mass - двохмасова подсистема асинхронного двигателя, построенная по рисунку 2.25.
Рисунок 2.26 - Модели асинхронного двигателя с координатными преобразователями, источниками питания и блоками для отображения графической информации, собраны с учетом жесткости экiентрикового вала и без него
Переходные функции по скорости при пуске в холостом режиме, полученная на модели асинхронного двигателя в системе координат (d - q) в одномасовий и двохмасовий системах, приведены на рисунке 2.27. Из этого рисунка следует, что переходные характеристики имеют одинаковый характер, однако в двохмасовий системе несколько увеличивается длительность переходного процесса (на 0,3 с).
В дальнейшем, для повышения адекватности математического моделирования, будем учитывать жесткость экiентрикового вала, т.е. такую модель асинхронного двигателя, которая показана на рисунке 2.25.
Рисунок 2.27 - Переходные функции по скорости при пуске в холостом режиме, полученные на модели асинхронного двигателя в системе координат (d - q) с учетом жесткости экiентрикового вала и без него
2.3 Разработка и описание принципиальной схемы базовой электромеханической системы
Выбор преобразователя фирмы Siemens
Наиболее подходящим преобразователем к двигателю K21F315L41 является преобразователь SINAMICS S120 ServoControl. Этот тип преобразователя имеет модульную конструкцию, следовательно, необходимо сделать выбор модулей в соответствии с поставленной задачей.
Централизованные приводные системы предлагают широкий силовой спектр в модульной конструкционной технике. С помощью различных модулей регулирования могут реализовываться разные соединения приводов с главной системой управления.
Ниже приведены некоторые технические данные преобразователя SINAMICS S120
Таблица 2.4 - Технические параметры преобразователя SINAMICS S120
Электрические данныеМеханические данныеСетевое напряжение3 AC 380 В до 480 В 10% (-15% < 1 мин)Вибрационная нагрузка: - Транспортировка - ЭксплуатацияEN 60721-3-2, класс 2M3 EN 60721-3-3, класс 3M4Частота сети50/60 Гц, -6/+6%МодулиКатегория перенапряженияКласс III по EN 60664-1Сетевые модули в формате книги - Номинальная импульсная частота;3 AC 380 Вдо 480 ВCетевые модули Active в формате книги - Номинальная импульсная частота;8 kHz
Подключаемые сетевые модули
Регулируемые модули питания / рекуперации (с IGBT в направлении подачи и рекуперации) со ступенчатыми преобразователями создают повышенное, стабилизированное напряжение DC, что означает, что подключенные сетевые модули не зависят от допустимых отклонений напряжения.
В стандартной конфигурации сетевые модули Active имеют следующие интерфейсы:
1 x силовое подключение через винтовые клеммы со встроенной пластиной подключения экрана (макс. до номинальной мощности 16 кВт 21.5 HP);
1 x подключение для электронного питания через оконечный блок сопряжения 24 В входит в объем поставки;
1 x подключение к сети DC через встроенные шины DC;
3 x гнезда DRIVE-CLiQ;
2 x подключения PE (защитное заземление).
Выберем базовый модуль питания шасси 6SL3330 - 1TE38 - 2AA0со следующими параметрами:
мощность питания при 3 АС 400 В - 400 кВт;
максимальная мощность питания - 600 кВт;
входной ток, при напряжении сети 400 В - 710 А;
максимальный входной ток, при напряжении сети 400 В - 1065 А;
максимальное потребление тока DC - 24 В-питание электроники - 1,1 А.
Выбор сетевых силовых компонентов
Сетевые силовые компоненты используются для защиты подключенных компонентов от динамического или длительного перенапряжения и для того, чтобы соблюдались предписанные предельные значения.
Вместе с сетевыми дросселями и согласованной структурой системы сетевые фильтры ограничивают кондуктивные помехи, создаваемые силовыми модулями до значений, допустимых для промы