Проектирование самонастраивающейся системы автоматизированного электропривода

Рис. 31. График разгонной характеристики скорости двигателя

При увеличении скорости двигателя  больше номинального значения ток обмотки  возбуждения уменьшается, что вызывает уменьшение потока возбуждения, и регулирование  начинает осуществляться во второй зоне.

Рис. 32. График разгонной характеристики потока возбуждения

 

График переходного процесса положения

Рис. 33

Рис. 34

Электропривод обеспечивает заданную точность слежения

Из приведенных графиков видно, электропривод обеспечивает заданную точность слежения  

 

Переходные процессы скорости двигателя при изменении управляющего воздействия на 0.05 В на скоростях 0,1; 0,9; 1,1; 1,9 ω_Н:

Рис. 35. График переходного процесса скорости двигателя при 0,1ω_Н

Рис. 36. График переходного процесса скорости двигателя при 0,9ω_Н

Рис. 37. График переходного процесса скорости двигателя при 1,1ω_Н

Рис. 38. График переходного процесса скорости двигателя при 1,9ω_Н

Динамическая ошибка  удовлетворяет заданным требованиям ( < 5%). 

Разработка схемы электрической  принципиальной

Датчик тока якорной цепи

В качестве датчика тока выбираем шунтовое сопротивление со стандартным падением напряжения на нем . При этом передаточную функцию датчика тока можно представить в виде

 

Сигнал с датчика тока необходимо подать на сумматор, выполненный  на операционном усилителе. Передаточная функция согласующего устройства равна

Рис. 35 датчик тока якорной  цепи

В качестве элемента гальванической развязки принимаем АОД130А. Выходное напряжение при входном токе 7.5 мА 10 В. При токе I_н на выходе датчика должно быть напряжение 10 В.

Рассчитаем элементы датчика:   

R27=R57=0,3 кОм,

R26=R27*K1=0,3*10³*133=39,9 кОм, по ряду Е-24 принимаем R26=39 кОм

_{R25=1,3*133/66,67=2,7 кОм}

R24=R23=1,8 кОм

 

Датчик скорости

В качестве датчика скорости используем тахогенератор, который  можно представить в виде безынерционного  линейного элемента.

Тахогенератор обеспечивает гальваническую развязку

Рис. 36.

R41=0,75 кОм,

R42=6,8 кОм

Датчик тока возбуждения

Рис. 37.

В качестве элемента гальванической развязки принимаем АОД130А. Выходное напряжение при входном токе 7.5 мА 10 В. При токе Iн на выходе датчика  должно быть напряжение 10 В.

Рассчитаем элементы датчика:

 

R30=R58=0.1 кОм,

_{R31=R30*K1=0.1*10³*133=13 кОм,}

_{R32=1,3*133/66,67=2.7 кОм}

Примем R33=0,2 кОм , R28=0,1 кОм.

 

_{Датчик  ЭДС}

Так как E=U-I_Я*R_Я, то ДЭ включает в себя датчик напряжения и элемент, реализующий функцию I*R. Значение I снимается с датчика тока. Т.e. ДЭ представляет собой суммирующий усилитель, на один вход которого подается напряжение с датчика напряжения, а на второй - напряжение с датчика тока якоря.

Рис. 38. Датчик напряжения

Датчик напряжения должен возвращать 10В при напряжении в цепи якоря 220 В.

Принимаем R35=0,68 кОм.

 

R34=15 кОм

При ω<ω_Н ток возбуждения двигателя поддерживается равным номинальному. Когда ω≈ω_Н и достигается дальнейшее увеличение скорости происходит за счет ослабления потока возбуждения при условии .

Рис. 39. Датчик ЭДС

R38=R39=1,5 кОм, 

R40=R38*U_H/R_Я*I_H=10 кОм,

R36=R37=1,8 кОм

Регулятор тока якоря

Рис. 40. Регулятор тока якоря

 

_Т=R3*C1

С=10 мкФ; 

R3=0.022/10^-5=2,2 кОм

R1=R2=R3/0,197=11 кОм

Регулятор скорости

Рис. 41. Регулятор скорости

 

Т=R6*C2,

С2=10 мкФ;

R6=0,064/10^-5=6,4 кОм принимаем R6=6,8 кОм

R4=R5=R6/0,09=75 кОм

 

Регулятор положения

Рис. 42. Регулятор положения

R7=R8=100 кОм;

R9=K_рп*R7=500 кОм. принимаем по ряду Е-24 R9=510 кОм

Регулятор тока возбуждения

Рис. 43. Регулятор тока возбуждения

_Т=R12*C3

С3=10 мкФ;

R12=0.1/10^-5=1кОм;

R10=R11=R12/0,009=111,1 кОм; принимаем R10=R11=110 кОм

Регулятор ЭДС

Рис. 44. Регулятор ЭДС

_Т=R15*C4

С4=10 мкФ; R15=0.09/10^-5=9,1 кОм; R13=R14=R15/0.2=45,5 кОм.=47 кОм

Эталонная модель

Рис. 45. Эталонная модель

В качестве эталонной модели примем модель, реализующую желаемое изменение выходной координаты:

 

R16=R17=13 кОм,

Т²=R17*R19*C6*C5=0,002,

R19=13 кОм,

C6*C5=11,8*10^-12,

C5=C6=3,44 мкФ

R18=9 кОм, принимаем по стандартному ряду Е24 R18=9,1 кОм

Регулятор адаптивного  контура

Рис. 46. Регулятор адаптивного  контура

R20=2 кОм,

С7=1,5 мкФ,

R21=6.2 кОм,

R22=20 кОм 

Заключение

В результате выполнения данной курсовой работы была разработана самонастраивающаяся  система автоматизированного электропривода в условиях двухзонного регулирования  скорости при действии на систему  возмущений. В ходе выполнения работы были разработаны схемы: функциональная, электрическая принципиальная, структурная. Произведен анализ и синтез САР АЭП, результатом которого является вывод  о том, что система удовлетворяет  заданным показателям качества:

-система обладает требуемой  устойчивостью (характер переходных  процессов апериодический);

-стабилизирует характеристики  системы при воздействии различного  рода возмущений;

-максимальное отклонение  графика кривой переходного процесса  выходной координаты системы  электропривода от заданной скорости  двигателя составляет не более  5% текущего значения.

-динамическая ошибка  разработанной системы не превышает  заданную на всем диапазоне  регулирования.

Спроектированная система  удовлетворяет всем поставленным требованиям.

 

Список использованной литературы

1. Методические указания к курсовой работе по дисциплине “Промышленный электропривод”/ Коуров Г.Н., Зориктуев В.Ц. – Уфимск. Гос. Авиац. Техн. Ун-т: – Уфа,2002. -15с
2. Общий курс электропривода/ Чиликин М.Г., Сандлер А.С.. – М.: Энергоиздат, 1981. –576 с
3. Справочник по электрическим машинам: В 2 т./ Под общ. ред. И.П. Копылова и Б. К. Клокова.Т.1. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 456с.
4. Усатенко С.Т., Каченюк Т.К., Терехова М.В. Выполнение электрических схем по ЕСКД: Справочник. – 2-е изд. – М.: Издательство стандартов, 1992.
5. Башарин А.В., Новиков В.А., Соколовский Г.Г. Управление электроприводами: Учебное пособие для ВУЗов. – Л.: Энергоиздат, 1982.