Система управления электроприводом
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
¶ения (ДН), а на второй вход - с резистором R2 - напряжение Uд.т.я. датчика тока якоря (ДТЯ). Таким образом, ДЭ воспроизводит ЭДС с запаздыванием, равным постоянной времени якорной цепи двигателя. Так как изменяется направление вращения двигателя знак Uд.э. меняется на противоположный, в то время как знак сигнала на входе РЭ меняться не должен, на выходе ДЭ предусмотрен блок выделения модуля (БВМ).
Работа электропривода с двухзонным регулированием скорости в общем случае характеризуется следующей системой уравнений:
(3.1)
где - суммарный момент, приведенный к валу двигателя;
- статический момент нагрузки; е - ЭДС двигателя;
епр - ЭДС преобразователя;
- коэффициент неполного потокосцепления;
- ток возбуждения в обмотке возбуждения;
- вихревые токи;
- магнитный поток;
- количество витков в обмотке возбуждения;
М - электромагнитный момент двигателя.
Представим систему 3.1 в виде операторных уравнений:
(3.2)
При изменении магнитного потока в массивных частях магнитопровода возникают вихревые токи, действие которых может быть учтено эквивалентной, фиктивной обмоткой.
3.3 Определение передаточных функций и коэффициентов звеньев объекта управления
Распространенным методом настройки регуляторов является технический оптимум, при котором перерегулирование составляет 4,3% от установившегося уровня сигнала, а время переходного процесса , где Тп - электромагнитная постоянная времени тиристорного преобразователя. В схемах подчиненного регулирования используется также симметричный оптимум, который позволяет получить абсолютно жесткие статические характеристики, но переходные процессы в этом случае характеризуются большим перерегулированием, доходящим до 55%. При настройке на симметричный оптимум регулятор скорости РС выполняется пропорционально-интегральным.
Проверим соответствие технического задания возможностям системы статического и астатического регулирования. Т.к. система статического регулирования скорости имеет большее быстродействие, то начнем расчет с первой системы. Методика расчета приведена в [5,c.100]:
1)определим значение ЭДС в номинальном режиме:
; (3.3)
)определим значение коэффициента :
; (3.4)
)определим относительное статическое отклонение :
; (3.5)
4)определим максимальное отклонение скорости при ступенчатом возмущающем воздействии:
; (3.6)
где к - коэффициент производной тока двигателя [5,c.41].
5)рассчитываем коэффициент k:
; (3.7)
6)определим электромеханическую постоянную времени:
; (3.8)
7)по формуле 3.7 найдем значение максимального отклонения:
; (3.9)
)определяем отношение :
. (3.10)
Из полученного соотношения следует, что требования к точности достаточно высоки и т.к. , то целесообразно применить астатический регулятор. В случае недостаточной статической точности необходимо будет применить систему комбинированного управления.
Определение параметров цепи обмотки возбуждения
Для расчета постоянной времени обмотки возбуждения воспользуемся кривой намагничивания машины постоянного тока серии П, имеющего наиболее приближенные параметры к применяемому в данном проекте двигателю. Параметры двигателя серии П и кривую намагничивания для данного двигателя возьмем из источника [6]. Данная характеристика представляет собой зависимость магнитного потока Фя от ампер-витков цепи возбуждения F = IВWB. Здесь IВ - ток, протекающий по обмотке возбуждения, WB - число витков обмотки возбуждения.
Выбираем двигатель П72 со следующими параметрами:
;
;
;
- число витков обмотки возбуждения на полюс;
.
Определим ток обмотки возбуждения:
.
Так как в справочнике дано сопротивление обмотки возбуждения при температуре , то необходимо привести это сопротивление к рабочей температуре ():
,
где - сопротивление обмотки возбуждения при температуре , ;
- температурный коэффициент сопротивления, .
Тогда .
.
Определим магнитодвижущую силу:
.
Рассчитываем индуктивность обмотки возбуждения:
,
где .
Тогда .
Таким образом, постоянная времени обмотки возбуждения:
.
Постоянная времени вихревых токов:
.
3.4 Выбор принципов реализации структуры СУЭП, выбор датчиков
Схема системы двухзонного регулирования включает в себя две взаимосвязанные части. Первая часть соответствует регулированию скорости изменением напряжения на якоре двигателя, т.е. она включает в себя регуляторы скорости и тока.
Вторая часть соответствует системе регулирования скорости двигателя по цепи возбуждения изменением тока обмотки возбуждения, т.е. она включает в себя регуляторы ЭДС и тока возбуждения.
На вход системы управления напряжением преобразователя подается задающее воздействие UЗС и напряжение обратной связи по скорости, измеренную с помощью датчика скорости - тахогенератора, встроенного в двигатель.
На вход системы управления магнитным потоком поступает задающее воздействие пропорциональное ЭДС двигателя, и напряжение обратной связи, пропорциональное измеренному значению ЭДС с помощью датчика ЭДС.
Так как п