Система управления электроприводом
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
ри изменении направления вращения якоря двигателя знак UДЭ меняется на противоположный, в то время как знак сигнала на входе регулятора ЭДС меняться не должен, т.е. на выходе ДЭ предусмотрен блок выделения модуля (БВМ).
3.4.1 Выбор датчика тока
Выбор датчика тока якоря произведем исходя из курса Элементы автоматизированного электропривода.
Трансформаторный датчик тока состоит из трёх трансформаторов тока TА1…TА3 с нагрузочными резисторами R1…R3, соединёнными в звезду и измерительного выпрямителя VD1…VD6.
Трансформатор тока выбираем по соотношению:
,
где - действующий ток фазы источника питания соответствующий номинальному значению тока якоря, ;
- номинальный ток трансформатора:
.
Из [7] выбираем ТТ типа ТЛ-0,66-I - для передачи сигнала измерительной информации измерительным приборам, устройствам защиты и управления.
Трансформатор ТТ типа ТЛ-0,66-I имеет параметры представленные в таблице 3.1.
Таблица 3.1-Параметры трансформатора тока типа ТЛ-0,66-I
Номинальное напряжение, кВ0,66Номинальный первичный ток, А50Номинальный вторичный ток, А5Номинальная вторичная нагрузка с коэффициентом мощности cos?2=0,8, ВА10Класс точности0,5
Определим величины нагрузочных сопротивлений .
Ом.
Из стандартного ряда сопротивлений Е24 [8] принимаем Ом.
Коэффициент трансформации:
Коэффициент передачи датчика тока:
.
3.4.2 Выбор датчика скорости
В качестве датчика скорости применяем тахогенератор. В данном типе двигателя предусмотрен встроенный тахогенератор типа ТП80 - 20 - 0,2 УХЛ4 [8]. Параметры данного тахогенератора приведены в таблице 3.2.
Тахогенератор ТП80-20-0.2 предназначен для комплектации электродвигателей, работающих в широкорегулируемых электроприводах постоянного тока.
Таблица 3.2 - Параметры тахогенератора типа ТП80 - 20 - 0,2 УХЛ4
Наименование параметраНормаКрутизна тахогенератора, , не менее20Номинальная частота вращения, 3000Максимальная частота вращения, 6000Минимальная частота вращения, 0,1Нагрузочное сопротивление, , не менее10Погрешность в диапазоне частот вращения , , не более0,2Коэффициент пульсаций при максимальной частоте вращения, , не более3,0
Определяем максимальное выходное напряжение:
В.
Определяем номинальное выходное напряжение:
В.
3.4.3 Расчет датчика ЭДС
В качестве датчика ЭДС применяем вычислитель ЭДС, принцип действия которого основан на вычислении ЭДС якоря по второму уравнению Кирхгоффа для якорной цепи:
Примем коэффициент передачи датчика , так как в цепи управления необходим сигнал не выше . Тогда при номинальном значении ЭДС получим: .
3.4.4 Датчик проводимости вентилей
Датчик проводимости вентилей подключается на три входного напряжения преобразователя и на его выходы постоянного тока. Принцип действия датчика основан на измерении падения напряжения на вентилях.
3.5 Линеаризация системы управления
Линеаризация системы управления выполняется для синтеза регуляторов. В качестве режима точки линеаризации выбираем в данном случае точку номинального режима работы. Тогда система операторных уравнений преобразуется в систему линейных операторных уравнений и примет вид:
.6 Синтез системы управления, ограничение координат
). Расчет регулятора тока
В качестве регулятора тока принимаем ПИ - регулятор:
Передаточная функция регулятора тока:
Исходя из модульного оптимума:
.
.
Получаем:
.
Передаточная функция ПИ-регулятора тока имеет вид:
,
где - суммарная некомпенсированная постоянная времени главной цепи;
kот - коэффициент обратной связи по току;
T1 - электромагнитная постоянная времени.
). Расчет регулятора скорости
Произведем оптимизацию контура.
Принимаем
Исходя из модульного оптимума:
Получаем:
.
Отсюда выводим :
.
Тогда: ,
где ,
Таким образом:
.
Звено регулятора скорости представляет собой ПИ-регулятор и с учетом (3.9), для обеспечения относительно высокой точности, выбираем астатическую систему и настраиваем ПИ-регулятор скорости на симметричный оптимум:
.
3.7 Выбор задающего устройства
Исходя из анализа требований к системе управления можно выбирать задающее устройство. Так как по техническому заданию необходимо обеспечить ускорение и замедление при пуске, торможении и изменении скорости, то применяем в качестве задающего устройства задатчик интенсивности (ЗИ).
Постоянную времени интегрирования определим по формуле:
,
где - напряжение ограничение задатчика интенсивности, ;
- напряжение ограничения релейного элемента, ;
- время пуска электродвигателя.
Тогда:
.
3.8 Реализация управляющего устройства
Задаёмся значением сопротивлений и ёмкости:
,
Тогда из найдем сопротивление :
.
Регулировочное сопротивление .
Из справочников [9] и [10] выбираем:
резисторы МЛТ-0,125-20кОм 5%;
конденсатор : K74-5-50В-1мкФ 10%;
резистор : МЛТ-0,125-2,2 МОм 5%;
р