Электрический привод системы ТП-Д. Курсовая работа (т). Физика.
💣 👉🏻👉🏻👉🏻 ВСЯ ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!
Похожие работы на - Электрический привод системы ТП-Д
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Нужна качественная работа без плагиата?
Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу Без плагиата!
Правильный выбор элементов системы электропривода и получение
нужных статических и динамических характеристик определяют не только
производительность рабочего механизма, но и качество выпускаемой продукции. Для
решения этих задач необходимы всесторонние знания теории и практики
электропривода, которые приобретаются при проектировании электроприводов, а
также при эксплуатации приводов различных механизмов на промышленных
предприятиях.
При выполнении проекта предполагается овладеть определенными
навыками анализа данных о режимах нагрузки, построения нагрузочных диаграмм
механизма и электропривода, научиться правильно, выбирать электрические машины
и преобразовательные устройства с учетом требований технологического процесса и
современных тенденций развития автоматизированного электропривода, обосновывать
целесообразность применения разомкнутой или замкнутой системы, исходя из
заданных условий, рассчитывать параметры и выбирать элементы принятой системы,
оценивать энергетические показатели спроектированной системы электропривода.
Выполнение данного курсового проекта будет способствовать
закреплению и углублению знаний по теории электромеханических систем и
специальности в целом, развитию творческой инженерной инициативы, приобретению
и закреплению навыков использования средств вычислительной техники, справочной,
учебной и специальной технической литературы, навыков выполнения графической
работы и оформления технической документации.
Исходные данные для проектирования представлены в табл. 1 и
табл. 2. В табл. 1 приведен вариант тахограммы, по которой работает механизм, и
которая составляет повторяющийся цикл работы. Здесь 1м, 2м,
3м - скорости работы механизма в установившихся
режимах; t 1 , t 2 , t 3 - время работы механизма с
установившейся скоростью (сюда не входит время переходных процессов пуска,
торможения, изменения скорости); t 0 - время паузы. Точность поддержания
установившейся скорости з задана в процентах от скорости
идеального холостого хода двигателя на регулировочной характеристике.
Таблица 1. Вариант тахограммы механизма
В табл. 2 приведены варианты механических характеристик
рабочих машин, причем закон изменения момента сопротивления (нагрузки)
механизма задан в виде уравнения. Здесь же указаны значения момента инерции
механизма в долях от момента инерции двигателя.
Таблица 2. Варианты механических характеристик механизмов
Закон изменения
момента сопротивления раб. машины М см , Н*м
Момент инерции
рабочей машины J м в долях от момента инерции двигателя, кг*м 2
2. Построение механической характеристики М см i = f ( w м i ) рабочей машины
Механическая характеристика рабочей машины задана уравнением
в табл. 2. Построенная характеристика изображена на рис. 2 (по данным табл.
3.).
Таблица 3. Механическая характеристика рабочей машины
Рис. 2 Механическая характеристика рабочей машины
3. Построение нагрузочной диаграммы М см i = f ( t ) рабочей машины
Нагрузочная диаграмма рабочей машины строится на основании ее
тахограммы и механической характеристики. Для каждой из трех рабочих скоростей
по механической характеристике определяются моменты сопротивления. Нагрузочная
диаграмма получается путем замены на тахограмме скорости соответствующим ей
моментом сопротивления. Построенная диаграмма изображена на рис. 3.
Рис. 3 Нагрузочная диаграмма рабочей машины
4. Предварительное определение мощности двигателя
Предварительная мощность двигателя рассчитывается по
нагрузочной диаграмме и тахограмме рабочей машины. При этом можно использовать
формулу:
где - коэффициенты, учитывающие, соответственно, пульсирующий
характер питающего напряжения; возможный режим ослабления магнитного потока
двигателя; динамические нагрузки двигателя в переходных процессах. - номинальный момент механизма, который
определяется по следующей формуле:
где - средний и среднеквадратичный моменты механизма, определяемые
по нагрузочной диаграмме рабочей машины.
где - число, установившихся режимов работы в
цикле и их длительность.
- основная
скорость вращения механизма. Примем из предположения применять однозонное регулирование, т.к. М см
не уменьшается с ростом скорости.
Подставим численные значения в формулы (4.3) и (4.4):
Т.о. предварительно рассчитанная мощность по выражению (4.1)
Найденную расчетную мощность пересчитаем на номинальную ПВ % н =40%
по следующей формуле:
5. Выбор электродвигателя и редуктора
По вычисленному расчетному значению мощности выберем
двигатель согласно условию
Данному условию удовлетворяет двигатель серии Д812
(тихоходный). Его технические характеристики представлены в табл. 4
Передаточное число рассчитано по формуле:
По расчетному передаточному числу и мощности двигателя Р НД выберем тип редуктора.
Предварительно найдем расчетную мощность редуктора типа ЦОН:
Р Р = Р НД К З = 38. 1,7 = 64,6 кВт
где К З = 1,7 - коэффициент, учитывающий режим работы
(соответствует тяжелому режиму работы).
Выберем редуктор типа ЦОН по условию: Р НР ≥ Р Р
Данному условию удовлетворяет редуктор ЦОН-25. Его характеристики
представлены в табл. 5.
Таблица 5. Характеристики редуктора типа ЦОН - 20.
Скорость
вращения быстроходного вала n H ,
об/мин
По фактическому передаточному числу редуктора определим
момент инерции электропривода, приведенный к валу двигателя:
где δ = 1,1÷1,3 - коэффициент, учитывающий момент
инерции вращающихся частей редуктора и полумуфт.
Проверим также выбранный двигатель на перегрузочную способность по
выражению:
Таким образом, видно, что условие выполняется,
следовательно, двигатель проходит по перегрузочной способности и подлежит
дальнейшим расчетам. (Значения М СМ - максимального статического
момента и М Н - номинального момента вычислены в п. 8 настоящего
проекта. Здесь М МАКС = М ДОП . Значение М ДОП
представлено в табл. 4.).
6. Выбор тиристорного преобразователя и питающего
трансформатора
Тиристорный преобразователь для двигателя постоянного тока
выберем по номинальному току и напряжению (I H = 192 A, U H = 220 B).
Условие: I dH П ≥ I H ; U dH П ≥ U H
где I dH П - номинальный выпрямленный ток, U dH П - номинальное
выпрямленное напряжение
Условию удовлетворяет реверсивный тиристорный агрегат ТЕР4 -
200/230. Его параметры представлены в табл. 6.
Таблица 6. Параметры тиристорного преобразователя
ТЕР4-200/230.
Примечание: к.п.д. преобразователя η НВ = 0,96.
Выберем типоразмер и мощность питающего трансформатора.
Расчетное значение его полной мощности:
где Р Н - номинальная мощность двигателя;
η Н - номинальный к.п.д.
двигателя (η Н = P H / (U H I H ) = 38000 / (220. 192) =
0.899);
η НВ - номинальный к.п.д.
преобразователя (η НВ = 0,96);
η НТ - номинальный к.п.д.
трансформатора (η НТ = 0,96);
К ИТ - коэффициент использования трансформатора, (К ИТ
= 0,955 при m=6)
Условие выбора трансформатора следующее:
Данному условию удовлетворяет питающий трансформатор типа ТСП
- 63/07 с U 1 H = 380 B. Его параметры представлены в табл. 7
Таблица 7. Параметры трансформатора ТСП - 63/07.
Построим тахограмму работы двигателя ω(t) с установившимися скоростями по тахограмме рабочей машины
(рис. 1) с учетом передаточного отношения редуктора ( ). Данная характеристика представлена на
рис. 4.
8. Расчет, приведенных к валу двигателя,
статических моментов рабочей машины
При определении, приведенных к валу двигателя, статических
моментов учтем момент холостого хода двигателя. Он определяется соотношением:
где М Н - номинальный электромагнитный момент двигателя,
вычисляемый по паспортным данным;
М НВ - номинальный момент на валу двигателя.
Определим номинальный электромагнитный момент двигателя
где R Я = R Я.ХОЛ (1+α(t НАГР - t ОС )) = 0,023. (1 + 0,004. (115 - 20)) =
0,0317 Ом. - пересчитанное на рабочую температуру t = 115 o C сопротивление якоря двигателя.
Определим номинальный момент на валу двигателя:
Подставив численные значения М Н и М НВ в
формулу (8.1), получаем, что момент холостого хода составляет:
М ХХ = 686,1 -653,82 = 32,28 Н . м.
Фактический момент сопротивления рабочей машины определится как:
где M’ Ci - приведенный момент сопротивления рабочей машины для
двигательного режима.
Т.о. находим фактические моменты сопротивления рабочей машины:
Скорости на валу двигателя, соответствующие статическим моментам,
определены в п. 7. Отложив на графике значения момента сопротивления и
скорости, построим характеристику момента сопротивления на валу двигателя,
которая используется в дальнейших расчетах. Рисунок см. в пункте 10.
9. Обоснование способов пуска, регулирования
скорости и торможения двигателя
Реверсивный вентильный преобразователь позволяет осуществлять
плавный пуск, регулирование скорости, как в сторону уменьшения, так и
увеличения ее, а также и рекуперативное торможение путем изменения, подводимого
к двигателю постоянного тока, напряжения.
Напряжение преобразователя будем регулировать с помощью
изменения угла управления α. Так как за основную
скорость ω ом мы приняли максимальную
скорость механизма (ω ом = 20 с -1 ), то
в увеличении скорости путем ослабления магнитного потока двигателя нет
необходимости.
10.
Расчет статических механических характеристик двигателя за цикл работы
Статические механические характеристики проектируемого
электропривода в первом приближении можно считать линейным (с учетом некоторых
допущений). Поэтому данные характеристики построим по двум точкам:
· I точка с координатами (ω = ω о i ; M = 0);
· II точка с координатами (ω = ω с i ; M = M Ci ).
где первая точка является точкой холостого хода, а вторая -
точкой i-установившегося
режима.
Для расчета и построения статических механических
характеристик в системе ТП - Д, соответствующих установившимся скоростям
двигателя, необходимо предварительно определить эквивалентное сопротивления
якорной цепи, которое определяется как:
где m - пульсность выпрямленного напряжения,
для 3-фазной мостовой схемы m = 6.
Активное и реактивное сопротивление трансформатора, приведенные к
его вторичной обмотке, рассчитаем по формулам:
где ΔP КЗ - мощность короткого замыкания трансформатора, Вт; m 1 - число фаз;
U КЗ % -
напряжение короткого замыкания трансформатора, %
Определим коэффициент трансформации трансформатора по формуле:
К ТР = U 1Ф / U 2Ф = 220 /
118 = 1,86.
Подставив численные значения величин в уравнения (10.2), (10.3),
получаем, что
Определим сопротивления сглаживающего и уравнительного дросселей:
Ом, где ΔU СД.Н = ΔU УД.Н ≈ 0,0075 U dH .
Тогда, после подстановки численных значений всех величин, входящих
в (10.1), получаем, что эквивалентное сопротивления якорной цепи:
Статические механические характеристики рассчитываем по формуле:
Угол задержки открывания вентилей α i , необходимый для установления скорости ω ci определяется как:
I Ci - ток статической нагрузки, которому
соответствует приведенный момент М Ci .
Найдем скорости идеального холостого хода и статические
скорости в установившихся режимах из выражения (10.4):
Для уменьшения зоны прерывистых токов, которая возникает в
нереверсивных схемах, и в реверсивных при раздельном управлении вентилями,
сглаживания пульсаций выпрямленного тока, ограничения тока через тиристоры в
первый полупериод питающего напряжения при коротком замыкании на стороне
выпрямленного тока в тиристорном электроприводе постоянного тока применяют
дроссели, включаемые в якорную цепь.
В данном курсовом проекте преобразователь реверсивный, с
уравнительными реакторами. Следовательно, зоны прерывистых токов нет, т.к.
уравнительные токи уже являются нагрузкой для тиристоров. Добавочная
индуктивность в данном случае нужна для сглаживания пульсаций выпрямленного
тока.
Определим суммарную индуктивность, необходимую для сглаживания
пульсаций тока:
где i e = 0,04 - относительная величина пульсаций
первой гармоники выпрямленного тока;
е е - относительная величина пульсаций первой гармоники
выпрямленного напряжения;
Расчетная индуктивность сглаживающего дросселя:
где K 1 = 0.5 для некомпенсированных машин, р П - число пар
полюсов.
Индуктивность согласующего трансформатора:
Индуктивность уравнительного дросселя:
т.к. в системе установлено 4 не насыщающихся дросселя.
Подставив в уравнение (10.6) все необходимые величины, получаем,
что
L СД = 27,3 . 10 -3
- 4,9 . 10 -3 - 2 . 1,26 . 10 -4
-0 = 20,66 мГн.
Построим статическую механическую характеристику, согласно уравнению.
Результаты расчета приведены в табл. 8
Таблица 8. Расчет статической механической характеристики
Статическая механическая характеристика привода, построенная
согласно данным табл. 8, показана на рис. 5.
Расчет переходных процессов в разомкнутой системе
электропривода при питании двигателя от тиристорного преобразователя в данном
проекте выполняется в предположении того, что управление приводом осуществляется
путем линейного изменения во времени скорости идеального холостого хода (ω 0 i ), т.е. по следующему закону:
где ε о - ускорение идеального
холостого хода, определяемое из условия полного использования двигателя по
моменту.
Так как скорость нарастания управляющего сигнала
ограничивается, электромагнитная инерция силовой цепи двигателя в переходном
процессе проявляется незначительно и ею можно пренебречь.
При определении длительности изменения ω о учитывается знак ускорения ε о .
· ε о > 0 - при пуске в области положительных скоростей и торможении
в области отрицательных;
· ε о < 0 - при пуске в области отрицательных скоростей и торможении
в области положительных.
Суммарная длительность переходных процессов не должна
превышать 2%-4% от суммарного времени цикла работы механизма.
Скорость двигателя и его момент в переходных режимах
изменяются по законам:
где β, β С - соответственно коэффициенты жесткости
механических характеристик двигателя рабочей машины.
Получим численные значения жесткостей механических характеристик:
Найдем также ускорение идеального холостого хода:
где М М , М СМ - максимально допустимый
момент двигателя (М М = 1500 Н . м) и максимальный
статический момент соответственно.
Знак «-» возьмем при разгоне, а «+» - при торможении.
Следовательно, подставив в выражение (11.3) численные значения всех величин,
получаем два значения :
Определим электромеханическую постоянную времени привода:
Переходные процессы при пуске из неподвижного состояния
В этом случае переходный процесс разбивается на три этапа.
На I этапе, 0 t t 0 , двигатель остается неподвижным,
поскольку момент двигателя меньше статического. Начальная механическая
характеристика двигателя проходит через начало координат, конечная - через
точку с координатами w=0, М=М С0 (ей соответствует скорость
идеального холостого хода, равная w 0.КОН. I ).
Для данного этапа справедливы начальные условия:
Момент двигателя на этом этапе изменяется по закону
Скорость идеального холостого хода двигателя на этом этапе
изменяется по закону:
Заканчивается I этап при увеличении М до М С0 , когда
скорость w 0 достигает значения:
Изменение момента и скорости во времени
00,0020,0040,0060,0080,010,0120,0132
044,8989,79134,7179,6224,5269,4296,8
00,4920,9841,4761,9682,4612,9533,25
На II этапе происходит разгон
двигателя при линейном изменении w 0 во времени. Начальные
условия этого этапа:
Скорость и момент на данном этапе описываются уравнениями:
Величина e 0 имеет то же значение, что и на первом
этапе.
Начальная механическая характеристика двигателя на II этапе совпадает с конечной
характеристикой I этапа, конечная характеристика II этапа проходит через точку I заданного установившегося режима работы.
Заканчивается этап в момент времени t 1 , когда
двигатель выходит в точку а на характеристику, обеспечивающую заданную скорость
рабочей машины, при этом w 0 достигает значения w О.КОН = 35,12 1/с.
Изменение момента и скорости и во времени
296,83706,881048,11332,11568,81766,11930,71998,9
3,258,17513,118,0222,9427,8632,7835,11
На III этапе t>t 1 происходит окончательный
разгон двигателя до установившегося режима при постоянном значении скорости
идеального холостого хода w О.КОН. =35,11 с -1 Для этого этапа начальные
условия:
Уравнение скорости на этапе имеет вид:
, продлим время этапа до 0,83 с чтобы момент и скорость двигателя достигли
установившихся значений
Изменение момента и скорости во времени
1998,9705,24413,9348,29333,51330,18329,9
Переходные процессы при реверсе системы
Реверс осуществляется линейным изменением w 0 от w О.НАЧ до w О.КОН со сменой её знака в
процессе изменения.
I этап реверса - торможение до нулевой
скорости
Торможение системы от начальной скорости w НАЧ , которую она имела в исходном установившемся режиме
работы, до полной остановки. Переходный процесс проведем за один этап. На этом
этапе w 0 снижается по линейному закону от w О.НАЧ
до 0. Далее происходит смена знака w 0 и ее
рост при снижении w до 0. При этом
e 0 <0.
Скорость и момент на данном этапе описываются выражениями:
Этап заканчивается при w=0 длительность этапа
Изменение момента и скорости и во времени
00,030,060,090,109940,120,150,180,1885
329,9-433,9-1013,8-1454,8-1688-1790,6-2047-2243,3-2290,1
31,530,2927,0722,3218,5116,429,6522,2240
35,1225,5315,956,3690-3,211-12,79-22,37-25,09
Дальнейший ход переходного процесса
определяется соотношением между моментами двигателя и рабочей машины при
достижении нулевой скорости в момент времени t 3 .
В нашем случае т.к. Н•м и Н•м,
следовательно, этап нулевой скорости при разгоне отсутствует. В этом случае
переходный процесс разгона разбивается на два этапа:
а) этап разгона при линейном
изменении ω 0 во времени (II этап реверса, t 3 < t < t 4 );
б) этап разгона при постоянном
значении ω 0 (III этап реверса, t>t 4 ).
Скорость и момент на данном этапе описывается выражениями:
Изменение момента и скорости и во времени
-2290,1-2365,2-2428,3-2481,6-2526,7-2564,9-2597,6-2625,6-2660,6
0-4,099-8,328-12,66-17,09-21,59-26,16-30,77-37,81
-25,09-30,01-34,93-39,85-44,77-49,69-54,61-59,53-66,96
III этап проходит аналогично III этапу разгона двигателя. На нем
происходит окончательный разгон двигателя до установившегося режима при
постоянном значении скорости идеального холостого хода w 0.КОН. Для этого этапа начальные условия:
w НАЧ. III = w КОН. II = -37,81 c, М НАЧ. III = М КОН. II = -2660,6 Н•м, e 0 =0
Уравнение скорости на этапе имеет вид:
Изменение момента и скорости во времени
-2260,6-1113,8-608,08-442,75-388,7-371,03-365,25-363,36-362,97
-37,81-54,77-60,31-62,12-62,72-62,91-62,97-62,99-63
, продлим время этапа до 0,9 чтобы момент и скорость двигателя достигли установившихся
значений
Переходные процессы при снижении скорости
Переходный процесс разбивается на два этапа. На I этапе ( ) ω 0 снижается от ω 0нач до ω 0кон с постоянным замедлением ε 0 .
Скорость и момент на данном этапе описывается выражениями:
Изменение момента и скорости и во времени
-362,9169,22612,06980,741287,91543,91757,619362148,1
-63-62,45-60,91-58,57-55,55-51,97-47,92-43,49-36,36
-66,97-60,59-54,2-47,82-41,43-35,04-28,66-22,27-12,81
На II этапе происходит дальнейшее снижение скорости двигателя при работе его
с постоянным значением .
Уравнения скорости и момента на этапе имеют вид:
Изменение момента и скорости во времени
2148,1495,81-44,372-220,97-278,71-297,58-303,75-306,43
-36,36-18,25-12,33-10,39-9,757-9,55-9,483-9,454
продлим время этапа до 0,96 чтобы момент и скорость двигателя достигли установившихся
значений
В связи с тем, что конечная скорость перед торможением имеет
малую величину, а именно
ω С3 = -9,45 с -1 ,
торможение будем осуществлять свободным выбегом двигателя.
Время свободного выбега определим как:
В результате расчета переходных процессов оценим
быстродействие спроектированной системы. Для этого определим суммарное время
переходных процессов за цикл работы:
Определим суммарное время цикла работы системы с учетом времени
переходных процессов:
Определим время переходных процессов в процентах от времени цикла:
при заданном быстродействии в (2÷3)% от времени переходного процесса.
Определим фактическую продолжительность включения:
Проанализировав, представленные выше соотношения, можно прийти к
выводу, что спроектированная система обладает достаточным быстродействием.
Кроме того, двигатель полностью использован в переходных процессах
по моменту и максимальный момент не превышает допустимого.
12. Проверка двигателя на нагрев и перегрузочную
способность
Проверим выбранный двигатель на нагрев методом эквивалентного
момента. При этом необходимо учитывать изменение условий охлаждения при паузах
и изменениях скорости. Для этого построим в отдельной системе координат кривую
М(t) за цикл работы с учетом
установившихся режимов. Выполним линеаризацию кривой стандартными фигурами -
треугольниками, трапециями и прямоугольниками. Вид кривой показан в графической
части данного проекта.
Кривая М(t) была разбита на 18 фигур: 5 треугольников, 3
прямоугольников и 10 трапеций. Для каждой из фигур определим эквивалентный
момент М Э i по следующим выражениям:
где М М , М 1 , М 2 , М С i - максимальные моменты
соответствующих фигур.
Результаты расчетов по формулам (12.1) представлены в таблице
9:
Таблица 12.1. Результаты расчетов эквивалентных моментов для
стандартных фигур
Определить эквивалентный момент за цикл:
где - суммарное время переходных процессов за
цикл (см. п. 11).
α, β i - коэффициенты, учитывающие ухудшение
(улучшение) условий охлаждения двигателя в переходных режимах и статических
режимах при скорости отличной от номинальной.
Для двигателей закрытого исполнения с естественным охлаждением или
самовентиляцией принимают b 0 »0,5.
Теперь, зная все необходимые численные значения, вычислим
эквивалентный момент за цикл:
Определим фактическую продолжительность включения:
Пересчитаем найденное значение на номинальную продолжительность включения:
где , и а - относительные продолжительности включения и коэффициент
постоянных потерь мощности.
С учетом найденных значений коэффициентов, получаем результат
расчета по формуле (12.1):
Проверим двигатель на нагрев, согласно условию:
Откуда видно, что двигатель по нагреву проходит.
Ранее выбранный двигатель был проверен на перегрузочную
способность (п. 5) и проверен на нагрев. Он удовлетворил обоим параметрам,
следовательно, двигатель можно рекомендовать к внедрению.
13. Структурная схема разомкнутой системы
электропривода
Для построения структурной схемы электропривода постоянного
тока независимого возбуждения запишем уравнение динамической характеристики
этого двигателя совместно с уравнением движения в операторной форме в
предположении жестких механических связей и с учетом ЭДС управляемого
преобразователя и его передаточной функции.
К П - коэффициент усиления преобразователя
Т М -
электромеханическая постоянная времени
- жесткость естественной механической
характеристики
Т Я -
постоянная времени цепи якоря
- жесткость статической механической
характеристики
Подставим численные значения в структурную схему:
14.
Статическая ошибка по скорости в разомкнутой системе
Точность поддержания скорости привода в установившемся режиме
работы (статическая ошибка по скорости) определяется по соотношению:
где , , - скорость идеального холостого хода,
статическая скорость и статическое падение скорости вращения при на i -ой регулировочной
характеристике.
Определим точность поддержания скорости на каждом из участков
работы ЭП:
Разомкнутая система не удовлетворяет заданной точности поддержания
установившейся скорости, т.е. 2%, следовательно, необходимо произвести
синтез замкнутой системы регулирования координат, которая должна будет
обеспечить заданную точность поддержания установившейся скорости.
15.
Синтез замкнутой системы ЭП
В качестве замкнутой системы примем систему с подчиненным
регулированием координат и стандартной настройкой на технический оптимум, когда
соотношение постоянных времени контуров регулирования а=2 .
При питании двигателя постоянного тока в разомкнутой системе
от тиристорного преобразователя рекомендуется применить замкнутую систему ТП-Д
с подчиненным контуром регулирования тока и внешним контуром регулирования
скорости.
Для синтеза замкнутой системы, настраиваемой на технический
оптимум, определим желаемую передаточную функцию разомкнутой системы , передаточную функцию объекта
регулирования, включающего в себя преобразователь, двигатель и механическую
часть электропривода, характеризуемую суммарным моментом инерции , а также передаточную функцию регулятора
Желаемые передаточные функции разомкнутых контуров регулирования
скорости и тока определяются по формулам:
где К ОС, К ОТ - коэффициенты обратной
связи по скорости и току;
T μ - малая некомпенсированная постоянная времени Т μ = (0,005÷0,01) с;
β - жесткость естественной
характеристики двигателя.
К - коэффициент ЭДС. двигателя ( );
Т М - электромеханическая постоянная времени (Т М =
0,107 с).
Передаточные функции объектов регулирования тока и скорости
имеют вид:
Передаточные функции регуляторов скорости и тока определяют по
формулам:
Т.е. в этом случае необходим - скорости с коэффициентом .
где - постоянная интегрирования ПИ-регулятора:
Для уменьшения объема расчетов замкнутой системы электропривода
расчет параметров выполним только для регулятора скорости. Напряжение задания
скорости, соответствующее наибольшей заданной установившейся скорости, примем . Напряжения, соответствующие двум другим
установившимся скоростям, найдем пропорционально уменьшив.
Коэффициент усиления тахогенератора примем
Коэффициент обратной связи по скорости:
где - скорость идеального холостого хода
двигателя, соответствующая наибольшей заданной установившейся скорости.
Коэффициент усиления регулятора скорости при настройке токового
контура и контура скорости на технический оптимум ( ):
здесь - коэффициент обратной связи по току. Его
можно определить, зная параметры датчика тока и шунта, включенного в цепь якоря
двигателя.
Для облегчения работы над проектом коэффициент датчика тока примем
, ток шунта равным двойному номинальному
току двигателя , напряжение на шунте при этом токе примем
, также примем . Тогда
Затем определяем ЭДС тахогенератора при :
18. Расчет статических механических характеристик
в замкнутой системе ТП-Д
Расчет характеристик можно выполнить по формуле:
- модуль жесткости статической механической характеристики в
замкнутой системе;
- модуль жесткости естественной характеристики двигателя;
Напряжение задания скорости, соответствующее наибольшей заданной
установившейся скорости примем
Найдем напряжения соответствующие другим установившимся скоростям.
Таблица 10. Расчет статических механических характеристик в
замкнутой системе
19. Анализ динамических качеств замкнутой
системы
Произведем анализ динамических качеств замкнутой системы,
необходимый для проверки соответствия качества динамических процессов заданным.
Определим установившуюся динамическую ошибку и просуммируем ее со статической,
т.е. найдем
Статическая ошибка по скорости в замкнутой системе:
Перерегулирование по скорости определим по соотношению:
20. Принципиальные схемы разомкнутой и
замкнутой систем
21. Расчет энергетики разомкнутой системы
Произведем расчет энергетики спроектированной разомкнутой
системы электропривода.
Определим КПД проектируемой системы электропривода:
где P i , P 1 i , ΔP Σ i , W У i , ΔW У i - соответственно, мощность на валу
двигателя и потребляемая из сети, суммарные потери мощности в силовой части
привода, энергия, затраченная на совершение полезной работы и соответствующие
ей потери энергии в i-установившемся режиме.
Общий расход энергии за цикл работы:
Энергию, затраченную двигателем на совершение полезной работы в
установившихся режимах, определим как:
Потери энергии в установившемся режиме состоят из потерь в
двигателе и тиристорном преобразователе:
Потери
Похожие работы на - Электрический привод системы ТП-Д Курсовая работа (т). Физика.
Реферат: Суицид и его причины
Реферат: Ямщик
Эссе На Тему Мой Университет
Положение Конкурса Презентаций И Эссе
Реферат: Договор найма (аренды) жилища
Произведения О Войне Для Итогового Сочинения
Положительная Курсовая Разница Возникает
Альтернативная антропология
Контрольная работа по теме Основы филологии
Теория Социального Обмена Реферат
Контрольная Работа На Тему Аудит Расчетов По Заработной Плате
Дипломная работа по теме Совершенствование организации оплаты труда на предприятии (на примере ТОО 'Чунджинский ПАТП' Уйгурского района Алматинской области)
Реферат по теме Преступность несовершеннолетних в Новгородской области
Реферат На Тему Участие Субабонентов В Отношениях, Возникающих Из Договора Энергоснабжения
Картина В Д Поленова Золотая Осень Сочинение
Шпаргалки: Теория обучения
Реферат Анализ Финансового Состояния Предприятия
Реферат: Dream Theory Essay Research Paper
Контрольная работа: Соотношение сельского и городского населения. Проблемы урбанизации мировой экономики
Реферат: Случайные функции. Скачать бесплатно и без регистрации
Похожие работы на - Этапы развития теории организации
Похожие работы на - Международное сотрудничество по борьбе с преступностью
Похожие работы на - Техники медитации в учении Гурджиева