Разработка системы управления электроприводом листоправильной машины
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
Запишем систему уравнений (1) в ортогональной системе координат d - q, которая вращается с синхронной скоростью. Ось d привяжем к вектору потокоiепления ротора y2. Тогда , а . Вектор потокоiепления ротора опережает вектор тока ротора на , поэтому если то .
В результате получаем систему уравнений:
(1.2)
Анализируя систему уравнений (2) можносделать вывод, что при записи в системе координат d - q асинхронный электродвигатель описывается такими же уравнениями, как и двигатель постоянного тока. При этом роль тока возбуждения выполняет составная тока статора РЖ1d, которая совпадает по направлению с вектором потокоiепления ротора.
Составная РЖ1q выполняет роль аналога тока якоря двигателя постоянного тока, взаимодействует с потокоiеплением ротора и создает электромагнитный момент. Из последнего уравнения системы уравнений (2) вытекает возможность раздельного управления потоком возбуждения и моментом асинхронного двигателя в ориентированной по полю двигателя преобразованной системе координат.
Системы векторного управления строятся аналогично системам подчиненного управления электродвигателями постоянного тока.
При синтезе систем управления частотных электроприводов исходную систему дифференциальных уравнений, описывающих электроприводы в трехфазной системе, преобразуют в системы дифференциальных уравнений в ортогональных системах координат:
? - ?, жестко связанной с неподвижным статором;- q, жестко связанной с вращающимся с угловой частотой ? ротором;
х - у, вращающейся с угловой частотой ?1 магнитного поля статора.
Такие преобразования дают возможность представить симметричную трехфазную электрическую машину двухфазной, что значительно упрощает математическое описание процессов электромеханического преобразования энергии в электроприводах.
При синтезе систем управления частотным электроприводом, обеспечивающих закон управления ?2 = const системы дифференциальных уравнений асинхронного двигателя преобразуют в ортогональную систему координат х - у. Векторная диаграмма для этого случая приведена на рисунке 1.7. Векторная диаграмма тока статораI1и потокоiепления ротора ?2 в преобразованной ортогональной системе координат х - упредставлена на рис. 1.
Проекция тока статора на ось хявляется потокообразующей, I1х ? ?2.
Проекция тока статора на ось уявляется моментообразующей, I1у ? М.
Рисунок 1.7 - Векторная диаграмма тока статора I1 и потокоiепления ротора ?2 в преобразованной ортогональной системе координат х - у
Идея векторного управления при законе управления ?2 = const основывается на регулировании составляющей тока статора I1х ? ?2.
Возможны 2 принципа векторного управления:
- регулируют модуль тока статора и угол ;
регулируют проекции тока статора и .
Первый принцип не получил распространения из-за сложности измерения угла ?? в динамических режимах, из-за чего в электроприводе возникают неуправляемые сверхтоки и значительные динамические моменты.
Второй принцип управления используется во всех современных частотных электроприводах.
Для реализации этого принципа управления необходимо вначале трехфазную систему токов статора двигателя преобразовать в двухфазную, выделив проекции тока статора на ось х и у.
В современных частотных электроприводах с векторным управлением потокоiепление и скорость вычисляют с помощью контроллеров по алгоритмам, основанных на различных косвенных методах с достаточной точностью.
При переменном моменте сопротивления экономически более выгодным является закон векторного управления, при котором ?2является функцией от момента сопротивления. Поэтому будем реализовывать регулятор потокоiепления обеспечивающий переменность потокоiепления ротора.
2. Расчётно-конструкторская часть
.1 Выбор двигателя и нагрузочная диаграмма листоправильной машины
Исходные данные суммарных крутящих моментов на рабочих роликах представлены в таблице 2.1
Таблица 2.1 - Суммарные крутящие моменты на рабочих роликах
ПараметрыЗначенияОбозначенияСуммарные крутящие моменты на рабочих валках с распределением по приводам, НтАвм: Расчётная схема №1 - правка полос толщиной до 50 мм в пятивалковом режиме (рабочие валки №№1, 5, 7 и нижние рабочие валки №№4, 6):Привод №1 (валки №№1, 4, 5): Ролик №1 Ролик №4 Ролик №5 1877 23924 11522 M1 M4 M5Привод №2 (валки №№6, 7): Ролик №6 Ролик №7 8451 1427 M6 M7Суммарные крутящие моменты на рабочих валках с распределением по приводам, НтАвм: Расчётная схема №2 - правка полос толщиной до 20 мм в одиннадцативалковом режиме (в правке участвуют все рабочие валки: №№1тАж11):Привод №1 (верхние валки №№1, 3, 5 и нижние валки №2 и №4): Ролик №1 Ролик №2 Ролик №3 Ролик №4 Ролик №5 1179 20646 14822 15565 13927 M1 M2 M3 M4 M5Привод №2 (верхние валки №№7, 9, 11 и нижние валки №№6, 8, и 10): Ролик №6 Ролик №7 Ролик №8 Ролик №9 Ролик №10 Ролик №11 12988 11914 10966 10052 8385 871 M6 M7 M8 M9 M10 M11
Рассчитаем мощности двигателей в пятивалковом режиме
Суммарный крутящий момент для привода №1
Суммарный крутящий момент для привода №2
Номинальная мощность двигателя привода роликов определяется по формуле
где ?пр - номинальная угловая частота привода валков, которая рассчитывается по формуле
Номинальная мощность двигателя привода №1
Номинальная мощность двигателя привода №2