Система автоматичного регулювання асинхронного електродвигуна з фазним ротором - Производство и технологии курсовая работа

Главная

Производство и технологии
Система автоматичного регулювання асинхронного електродвигуна з фазним ротором

Поняття об'єкта керування. Пристрій місцевого зворотного зв'язку у вигляді датчика. Функціональна схема частоти обертання приводного електродвигуна і передатна функція ланцюга. Частотна передатна функція розімкнутої системи. Прямі оцінки якості керування.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Система автоматичного регулювання асинхронного електродвигуна з фазним ротором
1. Характеристика об'єкта керування, опис пристрою й роботи САР, складання її функціональної схеми. Принцип автоматичного керування й вид системи
2. Складання структурної схеми системи
3. Визначення закону регулювання системи
4. Визначення передатних функцій системи й впливах і для помилок по цих впливах
5. Аналіз стійкості системи. Визначення запасів стійкості
5.1 Аналіз стійкості за критерієм Гурвіца
5.2. Аналіз стійкості за критерієм Найквиста
5.3 Визначаємо запас стійкості САР:
6. Аналіз залежності статичної помилки системи від зміни керуючого впливу на систему
7. Спільний аналіз зміни керованої величини об'єкта керування й системи від впливу, що обурює, у статиці. Визначення статичної помилки системи по впливу, що обурює
8. Оцінка якості керування по перехідних функціях
8.4 Визначення статичної помилки системи по перехідній функції
Ціль роботи: закріплення базових знань за курсом «Основи автоматики» на прикладі проведення аналізу системи автоматичного регулювання.
Дати коротку характеристику об'єкта керування, описати пристрій і роботу системи, скласти її функ
ціональну схему. Зробити вивід про принцип автоматичного керування, використаному в системі, і виді системи.
Визначення закону регулювання системи.
Визначити передатні функції системи по керуючий, що обурює впливи і для помилок по цих впливах.
Виконати аналіз стійкості системи за критеріями Гурвіца й Найквиста. Визначити запаси стійкості.
Проаналізувати залежність статичної помилки системи від зміни керуючого впливу на систему. Зробити вивід про характер цієї системи.
Провести спільний аналіз виміру керованої (регульованої) величини об'єкта керування й системи від впливу, що обурює, у статиці. Дати їхню порівняльну оцінку. Визначити статичну помилку системи по впливу, що обурює.
Оцінити якість керування по перехідних функціях.
Дані відповідно до варіанта завдання зводимо в табл. 1.
Рис. 1 - 1 САР частоти обертання приводного електродвигуна стенда для обкатування ДВС
1. Характеристика об'єкта керування, опис пристрою й роботи САР, складання її функціональної схеми. Принцип автоматичного керування й вид системи
САР частоти обертання приводного електродвигуна стенда для обкатування ДВС складається з об'єкта керування й регулятора.
Об'єктом керування (ОУ) розглянутої САР є асинхронний електродвигун з фазним ротором. Регульованою величиною є частота обертання вала двигуна. Метою керування є підтримка частоти обертання на заданому рівні шляхом зміни опору в ланцюзі ротора асинхронного електродвигуна. Керуючим впливом на ОУ є кут повороту вала, приєднаного до реостата. Основний вплив, що обурює, зміна моменту опору Мс на валу двигуна.
1. Датчиком (Д) є тахогенератор постійного струму Uд. Вхідний сигнал для тахогенератора - частота обертання вала двигуна, вихідний сигнал - напруга Uд датчика.
За датчиком системи є опір R1. сигнал - це величина напруги U3, що у певному масштабі відповідає заданому значенню частоти обертання вала ?.
2. Диференціальний підсилювач (ДУ) 2 виконує так само й функції пристрою, що порівнює (СУ), порівняння (вирахування) вхідних сигналів і посилення їхньої різниці. На вхід підсилювача надходять напруги датчика UЗ , напруга з тахогенератора UД і Uос пристрою зворотного зв'язку. Вихідний сигнал підсилювача - напруга Uу, подаване на електродвигун 3.
3. Виконавчий пристрій являє собою виконавчий механізм, що складається з електродвигуна (Дв) 3 і редуктори (Р) 4. Вхідний сигнал для електродвигуна - напруга Uу, вихідний сигнал - кут повороту ?дв вала електродвигуна. Вхідний сигнал для редуктора - ?дв, вихідний сигнал - кут повороту вала ?р редуктора.
4. Пристрій місцевого зворотного зв'язку (УОС) виконано у вигляді датчика (6). Вхідний сигнал УОС - кут повороту ?р, вихідний сигнал - напруга Uос.
5. Регулювальним органом (РО) є рідинної реостат 5 який змінює опір у роторі електродвигуна 7. Вхідний сигнал - кут повороту ?р, вихідний сигнал - опір Rф.
На підставі вищевикладеного складена функціональна схема системи, що наведена на мал.2.
Малюнок 2 Функціональна схема САР частоти обертання приводного електродвигуна стенда для обкатування ДВС.
У сталому режимі при рівності частоти обертання ? ротора двигуна заданої ? з , напруги Uз ,Uос ,Uд взаємно компенсуються й вихідну напругу UУ на ДУ дорівнює 0. При відхиленні частоти обертання від заданої, наприклад, через зміну моменту на валу ДВС Мс, напруга на виході датчика Uд змінюється, з'явиться різниця напруг у результаті чого на виході ДУ з'явиться напруга UУ відмінне від нуля. Напруга UУ подається на електродвигун. Двигун через редуктор змінює положення рідинного опору, тим самим, збільшуючи або зменшуючи частоту обертання вала ротора, повертаючи її до заданого значення. Одночасно вихідний вал редуктора переміщає рухливий контакт датчика місцевого зворотного зв'язку. Вихідна напруга Uос якого подається на ДУ . За рахунок місцевого зворотного зв'язку забезпечується пропорційна залежність між напругою Uд і кутом повороту вала редуктора.
У результаті розгляду пристрою й роботи системи можна зробити наступні виводи:
У системі реалізований принцип керування по відхиленню (помилці).
2. Складання структурної схеми системи
Для складання структурної схеми одержимо передатні функції всіх елементів системи.
Передатна функція по керуючому впливі:
Датчик частоти обертання (тахогенератор):
Структурна схема системи показана на мал. 3
Малюнок 3 Структурна схема САР частоти обертання приводного електродвигуна стенда для обкатування ДВС.
Тому що датчик є безінерційним його коефіцієнт передачі повинен бути таким, що дорівнює коефіцієнту передачі датчика, оскільки задане UЗ і дійсне U напруги повинні відніматися в одному масштабі. Тому для наочності дослідження ці коефіцієнти можна перенести за СУ й уважати, що із заданої напруги UЗ безпосередньо віднімається обмірюване датчиком і формується сигнал помилки .
3. Визначення закону регулювання системи
Визначаємо закон регулювання розглянутої САР частоти обертання приводного електродвигуна стенда для обкатування ДВС. Для цього знайдемо передатну функцію, що визначає взаємозв'язок керуючого впливу RФ на об'єкт і помилку :
Попередньо замінимо ланки, охоплені місцевим зворотним зв'язком (УОС) з коефіцієнтом передачі Kп, одною еквівалентною ланкою.
Передатна функція ланцюга охопленим місцевим зворотним зв'язком, визначається по формулі:
Підставимо в знайдене вираження чисельні значення параметрів і одержимо:
При послідовному з'єднанні ланок їхні передатні функції перемножуються, тому:
Остаточно для безінерційного регулятора одержуємо:
Залежність керуючого впливу RФ від помилки е показує, що в розглянутій системі застосований П - закон регулювання.
4. Визначення передатних функцій системи й впливах і для помилок по цих впливах
Передатна функція САР по керуючому впливу:
Передатна функція САР по впливі, що обурює:
Передатна функція САР для помилки по керуючому впливі:
Передатна функція САР для помилки по впливі, що обурює:
5. Аналіз стійкості системи. Визначення запасів стійкості
5.1 Аналіз стійкості за критерієм Гурвіца
Для аналізу стійкості САР частоти обертання приводного електродвигуна стенда для обкатування ДВС скористаємося кожною з отриманих у пункті 4 передатних функцій, з яких треба що характеристичне рівняння системи:
Для аналізу стійкості скористаємося безпосередньо умовами стійкості для рівняння четвертого ступеня: >0, >0, >0, >0, >0;
Всі коефіцієнти характеристичного рівняння позитивні.
Отриманий результат показує, що система стійка.
5.2 Аналіз стійкості за критерієм Найквиста
Для визначення стійкості САР умовно розімкнемо систему (місце розмикання показане на Рис. 3 хвилястою лінією):
Усе ланки розімкнутої системи стійкі, оскільки одна ланка має 2-й порядок, дві ланки - 1-й порядок і коефіцієнти їхніх характеристичних рівнянь позитивні.
Частотна передатна функція розімкнутої системи.
Підставимо в частотну передатну функцію чисельні значення параметрів.
Для побудови АФХЧ розімкнутої системи представимо частотну передатну функцію у вигляді:
Результати розрахунку зводимо в табл. 2.
Таблиця 2. Результати розрахунку для побудови АФЧХ.
Запас стійкості по амплітуді для даної САР =0,82 , по фазі - , що задовольняють рекомендованим величинам запасів стійкості по амплітуді й по фазі.
6. Аналіз залежності статичної помилки системи від зміни керуючого впливу на систему
При виконанні такого аналізу використовують передатну функцію системи для помилки по керуючому впливі.
Скористаємося передатною функцією для помилки по керуючому впливі, отриманої в розділі 4 для нашої системи:
У статистику р звертається в нуль, тому:
де К - коефіцієнт передачі розімкнутої системи.
Після підстановки чисельного значення K одержимо .
Розглянута система має статичну помилку, пропорційну зміні керуючого впливу на систему.
7. Спільний аналіз зміни керованої величини об'єкта керування й системи від впливу, що обурює, у статиці. Визначення статичної помилки системи по вплив у , що обурює
Скористаємося передатними функціями об'єкта керування й системи по впливі, що обурює.
У статиці р звертається в нуль, тому для об'єкта:
Після підстановки чисельних значень параметрів одержуємо залежність зміни температури на ОУ від зміни зовнішньої температури.
Передатна функція системи для помилки по впливі, що обурює:
Таким чином, температура усередині приміщення без застосування САР змінюється також, як і температура зовнішнього повітря.
При застосуванні САР частота обертання змінюється приблизно на 17% при зміні моменту на валу. Це свідчить про те, що якості обкатування ДВС істотно покращилися.
8. Оцінка якості керування по перехідних функціях
Для перехідної функції по керуючому впливу (мал. 5):
Для перехідних процесів по впливі, що обурює (мал. 6)
Визначимо інтервал часу від початку перехідного процесу до моменту, коли відхилення вихідної величини від її нового значення стає менше певної величини
Для перехідної функції по керуючому впливі:
Для перехідної функції по впливі, що обурює:
8.3 Коливання перехідного процесу
Визначається числом перерегулювання N для перехідної функції по керуючому впливі або числом коливань N для перехідної функції по впливі, що обурює, за час перехідного процесу. Для розглянутого процесу N=1.
Для перехідних процесів, як по керуючому впливі, так і по впливі, що обурює
Але при N=1 , тому для перехідних функцій і
8.4 Визначення статичної помилки системи по перехідній функції
Статична помилка по керуючому впливі:
Що збігається з результатом, отриманим при
Статична помилка по впливу, що обурює:
Оскільки перехідна функція отримана при цей результат збігається з отриманим у пункті 7.
Малюнок 5. Перехідна функція по керуючому впливу САР частоти обертання приводного електродвигуна стенда для обкатування ДВС.
Рис. 6 Перехідна функція по що обурює САР частоти обертання приводного електродвигуна стенда для обкатування ДВС.
Об'єктом керування САР частоти обертання приводного електродвигуна стенда для обкатування ДВС є асинхронний двигун з фазним ротором. Керуючим впливом на ОУ є кут повороту вала, приєднаного до реостата. Основним впливом, що обурює, є зміна моменту на валу ротора.
Система стійка. Запас стійкості по амплітуді 0,82, по фазі 61 о, що задовольняє рекомендованим запасам стійкості. Система є статичною. Статична помилка, як по керуючому впливі, так і по впливі, що обурює, становить: і .
Прямі оцінки якості керування наступні: перерегулювання =19,2%; число перерегулювань і коливань N=1, що задовольняє пропонованим вимогам; час регулювання становить близько 28,80 з, максимальне відхилення регульованої величини від її сталого значення, що доводиться на одиницю східчастого впливу, що обурює, становить 0,086.
Якість системи варто вважати задовільним.
1. Юревич Е. Н. Теорія автоматичного регулювання - К., 2002
2. Бородін Н. Ф. Кирилін Н.Н. Основи автоматики й автоматизації виробничих процесів.
3. Бабанов Н.А., Воронов А.А. Теорія автоматичного керування - К., 2002
4. Солодовників В. В., Тесль В. Н., Яковлев А. В. Основи теорії й елементи систем автоматичного регулювання - К., 2003
5. Бохан И.И., Бородін Н.Ф., Дробышев Ю.В., Фурсенко С.Н., Герасенков А.А. Засоби автоматики й телемеханіки - К., 2002
Розробка системи автоматичного керування буферного насоса. В якості електроприводу використовується частотно-керованого асинхронний короткозамкнений двигун. Керування здійснює перетворювач частоти Altivar 61. Розрахунок економічних затрат проекту. дипломная работа [1,5 M], добавлен 13.06.2012
Дослідження принципів керування в системах автоматичного керування об’єктами і процесами за збуренням і відхиленням. Основні переваги та недоліки керування за збуренням. Аналіз якості способу керування швидкістю обертання двигуна постійного струму. лабораторная работа [333,0 K], добавлен 28.05.2013
Властивості та функціональне призначення елементів системи автоматичного керування. Принцип дії, функціональна схема, рівняння динаміки. Синтез коректувального пристрою методом логарифмічних частотних характеристик. Граничний коефіцієнт підсилення. курсовая работа [2,9 M], добавлен 22.09.2013
Структурний синтез як перехід від формалізованого алгоритму керування. Розробка технологічної установки схеми керування. Схема керування асинхронним двигуном з коротко замкнутим ротором і двома статорними обмотками. Механічні характеристики двигуна. курсовая работа [74,2 K], добавлен 22.12.2010
Класифікація насосних станцій водопостачання. Вимоги до електроприводу та вибору двигуна. Розробка схеми керування та взаємодії електроприводу насоса з електроприводом засувки. Конфігурування перетворювача частоти для реалізації поставленої задачі. дипломная работа [980,5 K], добавлен 03.09.2013
Функціональна схема передаточної функції, її опис. Передаточні функції замкнутої системи. Побудова логарифмічної амплітудно-частотної характеристики розімкненої системи. Визначення стійкості САК за допомогою алгебраїчного та частотного критерію. курсовая работа [1,5 M], добавлен 19.06.2013
Програмно-технічний комплекс для реалізації автоматизованої системи керування процесом виготовлення напівфабрикату. Побудова розрахункової перехідної функції об'єкта керування. Аналіз існуючих сучасних систем керування переробкою молочних продуктів. дипломная работа [2,0 M], добавлен 22.08.2013
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Система автоматичного регулювання асинхронного електродвигуна з фазним ротором курсовая работа. Производство и технологии.
Реферат: Дианетика современная наука душевного здоровья. Скачать бесплатно и без регистрации
Николай Гоголь Реферат
Почему Важно Сохранять Культурное Наследие Сочинение
Курсовая работа: Состав АЛУ и принципы выполнения операций. Скачать бесплатно и без регистрации
Курсовая На Тему Информационная Система
Реферат по теме Поиск жизни во Вселенной
Курсовая работа: Электронные магазины России и США
Курсовая работа по теме Тестовая оценка результатов обучения
Реферат: О взаимодействии средней и высшей школы в области
Дипломная работа по теме Епоха "розвиненого соціалізму" або "роки застою" в Радянському Союзі (1965-1985)
Сочинение: Мое прочтение романа Булгакова «Мастер и Маргарита»
Оформление Курсовых По Госту 2022
Реферат На Тему Конституция - Основной Закон Государства
Доклады На Тему Заболевания Головного Мозга
Реферат На Тему Обучение Младших Школьников Письму
Курсовая работа по теме Комплексный тюнинг автомобиля ВАЗ-2121Х 'Нива' с целью увеличения его проходимости
Recycling Сочинение На Английском
Реферат: «концепт»
Сочинение: «Нужно, чтобы общество осознало себя и ужаснулось…»
Реферат по теме Гудпасчера синдром
Рекламно-информационная поддержка продвижения продукции предприятия (на примере ООО "НПП Белэнергокип") - Маркетинг, реклама и торговля дипломная работа
Расчет значений ЛПЭ в радиобиологических экспериментах с тяжелыми ионами - Биология и естествознание курсовая работа
Участие прокуратуры в гражданском процессе как форма защиты государственных, общественных и интересов других лиц - Государство и право курсовая работа