Разработка системы стабилизации скорости электропривода постоянного тока

Министерство образования Российской Федерации

Магнитогорский государственный технический университет

им. Г.И. Носова

 

Кафедра электропривода и автоматизации  промышленных

установок

 

 

 

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

 

по курсу "Системы управления электроприводами"

по теме: “Разработка системы стабилизации скорости

электропривода постоянного тока”

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: студент группы

ЭА-98-2

ГРЕВЦОВ В.  .

Дата__________ Подпись________

 

Проверил: доцент, кандидат

технических наук

Оглоблин  а.я.

Дата__________ Подпись________

 

 

 

 

 

 

 

 

Магнитогорск

2002

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ       

ВВЕДЕНИЕ  

1. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА РЕГУЛИРОВАНИЯ
1. Технические данные двигателя  
2. Выбор и характеристика тиристорного преобразователя
3. Основные параметры объекта регулирования
2. ПОСТРОЕНИЕ САР СКОРОСТИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА

2.1. Построение контура  регулирования тока

2.1.1. Стандартный вариант  пропорционально-интегрального регулятора тока

2. Построение адаптивного регулятора тока с эталонной моделью
3. Оценка действия ЭДС двигателя в контуре тока
4. Оценка нарастания скорости якорного тока
2. Построение контура регулирования скорости

    3.  РЕАЛИЗАЦИЯ  САР ЭЛЕКТРОПРИВОДА

1. Принципиальная схема САР. Общая характеристика основных элементов
2. Расчет контура тока
3. Расчет контура скорости
4. РАСЧЕТ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В СИСТЕМЕ СПРК НА ЭВМ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ          

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ           

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Бланк задания на курсовой проект

“Разработка САР скорости электроприводом постоянного тока”

 

Электродвигатель, ПВ=40%				Механизм		Система управления				(dIя/dt)/Iн
Тип	Рн, кВт	Uн, В	n, об/мин	Jпр/Jдв	Мхх/Мдв	ΔIя/Iя max	Тип ОС	TП, мс	Δw/wН, %
Д810	35	220	600	0,6	0,05	10	ТГ	5	0,6	130

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА РЕГУЛИРОВАНИЯ

 

1.1. Технические данные  двигателя

Технические данные двигателя  представлены в таблице 1.1

Таблица 1.1

Технические данные двигателя  Д810

Наименование	Обозначение	Единица  измерения	Величина
Мощность		кВт	35
Напряжение		В	220
Ток		А	148
Скорость		об/мин	600
Перегрузочная способность		-	2,5
Момент инерции		кг×м2	3,65
Сопротивление обмотки якоря и добавочных полюсов		Ом	0,035
Число главных полюсов		-	4
Сопротивление обмотки  возбуждение		Ом	46

 

 

2. Выбор и характеристика тиристорного преобразователя

 

На основании технических условий  на разработку и номинальных данных двигателя выбирается тиристорный  преобразователь из серии КТЭ /2/ в соответствии с условиями:

С учетом перегрузочной способности  двигателя и тиристорного преобразователя, номинальный ток преобразователя

где  - перегрузочная способность тиристорного преобразователя при длительности перегрузки 10 с.

Этим условиям удовлетворяет преобразователь  КТЭ-200/220-532-1ВТМО-УХЛ4 со следующими техническими данными:

;   ;   ,

5 - однодвигательный с  линейным контактором;

3 - реверсивный с реверсом  тока в якорной цепи;

2 - трансформаторное исполнение;

1 – АСР скорости  однозонная;

ВМТ – встроенные устройства: питание возбуждения двигателя, электромагнитного тормоза, возбуждение тахогенератора;

О – без динамического  торможения;

УХЛ4 – климатическое исполнение: умеренно холодный климат, категория размещения по ГОСТ 15150-69

В комплектность поставки входит силовой трансформатор ТСП 25/0,7 УХЛ4, технические данные которого приведены в таблице 1.2.

Таблица 1.2

Технические данные ТСП 63/0,7 УХЛ4

Сетевая обмотка		Вентильная обмотка		Преобразователь		PXX	PКЗ	UКЗ	IXX	Схема соединения
S	UС	U2Л	I2Л	UdН	IdН
кВА	В	В	А	В	А	Вт	Вт	%	%
58	380	205	164	230	200	330	1900	5,2	6	D / U

 

Полное сопротивление фазы трансформатора, приведенной к вторичной обмотке:

.

Активное сопротивление  фазы трансформатора:

.

Индуктивное сопротивление  фазы трансформатора:

.

Индуктивность трансформатора:

.

Рассчитаем и построим регулировочную характеристику тиристорного преобразователя. В КТЭ в качестве синхронизирующего опорного напряжения используется линейное (пилообразное) напряжение. В этом случае регулировочные характеристики могут быть рассчитаны по уравнению

,

где   - максимальная ЭДС ТП при ;

- линейное напряжение сети;

- начальный угол регулирования;

- опорное напряжение СИФУ.

Данные расчета приведены в  таблице 1.3, а зависимости  на рисунке 1.1.  На рисунке 1.2 – принципиальная электрическая схема силовых цепей электропривода.

Таблица 1.3

Регулировочная характеристика тиристорного преобразователя

Uу	В	-8	-6	-4	-2	0	2	4	6	8
Ed1	В	-275,7	-245,5	-177,3	-82,9	24	127,3	211,2	263	-
Ed2	В	-	-263	-211,2	-127,3	-24	82,9	177,3	245,5	275,7

 

Регулировочная характеристика тиристорного преобразователя 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1.1

 

 

 

 

 

 

Принципиальная электрическая схема силовых цепей электропривода

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1.2

 

Максимальный угол регулирования:

,  

где

- угол коммутации,

- номинальный угол регулирования,

- угол восстановления запирающих  свойств тиристора,

- наибольшее значение асимметрии  управляющих импульсов.

Примем  , тогда

.

 

 

 

3. Основные параметры объекта регулирования

 

Активное сопротивление  якорной цепи двигателя с учётом сопротивления  добавочных полюсов, приведенное к рабочей температуре 80 ^оС:

.

Эквивалентное активное сопротивление цепи выпрямления:

Индуктивность якорной обмотки  двигателя:

где  - эмпирический коэффициент для некомпенсированных машин;

 - номинальная угловая скорость вращения двигателя,

.

Эквивалентная индуктивность  цепи выпрямления:

.

Эквивалентная электромагнитная постоянная времени якорной цепи:

.

Постоянная двигателя  при номинальном магнитном потоке:

.

Суммарный момент инерции  электропривода, приведённый к валу двигателя:

.

Электромеханическая постоянная времени электропривода:

.

Коэффициент обратной связи  по скорости:

,

,

где - коэффициент датчика напряжения;

-коэффициент делителя,

-коэффициент тахогенератора.

Выбирается тахогенератор  типа ПТ-32 со следующими техническими данными:

• напряжение тахогенератора 230 В,
• ток тахогенератора 0,5 А,

частота вращения тахогенератора 62,832 с^-1.

          Тогда                  .

Коэффициент обратной связи по якорному току:

,

,

где - коэффициент шунта,

- коэффициент датчика тока.

Выбирается шунт P114/1 со следующими техническими данными: