Расчет и проектирование автоматизированного тиристорного электропривода
Контрольная работа - Разное
Другие контрольные работы по предмету Разное
Министерство образования и науки Украины
Севастопольский национальный технический университет
Кафедра автоматизированных технологических процессов и производств
Контрольная работа
по дисциплине Основы автоматизированного электропривода
на тему Расчет и проектирование автоматизированного тиристорного электропривода
Выполнил: студент группы АКТ-41з Барзилович В.
Проверил: Сопин Юрий Константинович
Севастополь 2011
Дано:
. Выбор электродвигателя
Эквивалентная мощность электродвигателя определяется по формуле
где мощность, затрачиваемая на технологических операциях длительностью
Мощность электродвигателя выбирается по величине
где =1,2...1,4 -коэффициент запаса мощности.
По рассчитанной мощности выбираем электродвигатель ПБВ 112 L постоянного тока со встроенным тахогенератором из [1].
2. Определение передаточных функций электродвигателя
Динамика электродвигателя постоянного тока полностью описывается системой двух уравнений, первое из которых является основным уравнением двигателей постоянного тока и описывает переходные процессы в электрических цепях электродвигателя, а второе уравнение описывает механическую систему электродвигателя и построено на основании второго закона Ньютона для вращательного движения.
(1)
(2)
где U- напряжение, приложенное к якорной цепи; E - э.д.с. двигателя; -активное сопротивление, ток и индуктивность якорной цепи; - активный момент двигателя и момент сопротивления, приведенный к валу двигателя; -круговая частота вращения якоря двигателя.
Переходя в область изображений по Лапласу уравнение (1) принимает вид
(3)
где - комплексное сопротивление якорной цепи двигателя.
Уравнение (2) в операторной форме примет вид
(4)
где - механическое сопротивление электропривода.
Э.д.с. двигателя пропорциональна частоте вращения
,
где c- конструктивный коэффициент двигателя, Ф- магнитный поток возбуждения, n- частота вращения в об/мин, c- коэффициент пропорциональности.
Активный момент двигателя пропорционален току якоря
,
где - конструктивный коэффициент.
Подставив значения E и M в уравнения (3) и (4), получим новую систему уравнений
.
Решив полученные выражения относительно w, получим передаточные функции двигателя по управляющему и возмущающему воздействиям:
, ,
где - электромеханическая и электромагнитная постоянные двигателя.
Коэффициент передачи двигателя может быть определен по формуле
где - номинальная круговая частота вращения, - частота вращения в об/мин, - номинальное напряжение двигателя, -номинальный ток якоря.
Конструктивные постоянные определяются по формулам
,
где - номинальный момент двигателя, Iн - номинальный ток.
Постоянные времени двигателя определяются из выражений
мс;
мс;
где J- момент инерции элементов электропривода, приведенный к валу электродвигателя:
.
Момент сопротивления, приведенный к валу двигателя находится по формуле
двигатель электропривод сопротивление напряжение
где - момент сопротивления, приложенный к производственному механизму, - к.п.д. механизмов привода.
Кинематическая схема электропривода показана на рис.1
Рисунок 1 - Кинематическая схема привода
. Определение требуемого диапазона изменения напряжения на двигателе
При выборе двигателя из справочника находят значения номинального напряжения и значения частот вращения: минимальной и максимальной . Предполагается, что номинальное напряжение соответствует середине диапазона регулирования частоты вращения, тогда максимальное напряжение, обеспечивающее наибольшую частоту вращения можно определить по формуле
; ,
где - среднее значение частоты вращения.
. Определение передаточной функции разомкнутого электропривода
Функциональная схема автоматизированного электропривода представлена на рисунке 2.
Рисунок 2 - Функциональная схема электропривода.
-задающее воздействие, -напряжение обратной связи, -коэффициент усиления усилителя, - коэффициент передачи системы импульсно-фазового управления (СИФУ), передаточные функции тиристорного преобразователя , двигателя по управляющему и возмущающему воздействиям и звена обратной связи соответственно, - момент сопротивления, приведенный к валу электродвигателя, - угловая частота вращения вала электродвигателя.
Как известно из теории автоматического управления при последовательном соединении звеньев, их передаточные функции умножаются, таким образом, передаточная функция разомкнутого электропривода (без обратной связи) может быть найдена следующим образом
.
Коэффициент усиления усилителя определяется по формуле
где - изменение напряжения на входе усилителя, - изменение выходного напряжения (подаваемого на вход СИФУ). Усилите