Автоматизированный электропривод центрифуги (стр. 9 из 10)
Рисунок.10.5. Схема распределителя импульсов (а) и диаграмма напряжений (б).
Диаграмма напряжений на прямых и инвертирующих выходах триггеров показана на рис.10.5, б. С помощью D4-D9 формируются импульсы длительностью 120°. В качестве элементов И-НЕ (D4-D9) желательно выбирать элементы с повышенной нагрузочной способностью с тем, чтобы их выходные импульсы можно было непосредственно подавать на входы усилителей-формирователей без какого-либо промежуточного усиления.
Усилители-формирователи AD управляющих импульсов предназначены для усиления по мощности выходных импульсов UА их потенциального разделения, что необходимо для управления тиристорами мостового инвертора. Поэтому AD кроме ключевых транзисторов содержат, как правило, импульсные трансформаторы. С целью уменьшения габаритов импульсных трансформаторов для обеспечения возможности формирования широких управляющих импульсов.
Расчет тиристоров.
Среднее значение выпрямленного напряжения:
.где
- значение выпрямленного напряжения при угле управления α=0; 
- коэффициент схемы по ЭДС.Ud=Ud0=2,34∙220=514.8В.
Номинальный ток двигателя Iф, н=56.12А.
Среднее и действующее значения
и 
тока через тиристор, А: 
Необходимо, чтобы выполнялось соотношение:
;где
- коэффициент, учитывающий отклонение условий работы вентиля от номинальных.Значения
принимают из меньших значений, если условия работы выпрямителя лучше. 
- коэффициент, запаса по току в рабочем режиме. 
.Максимально допустимое напряжение, прикладываемое к вентилю в схеме преобразователя не должно превышать допустимого значения повторяющегося импульсного напряжения, определяющего класс вентиля по напряжению:
;где
- коэффициент запаса по напряжению; 
- коэффициент, учитывающий повышение напряжения сети; 
- максимальное значение напряжения на вентиле.Для трех фазной мостовой схемы выпрямления:
kз. и ∙kс ∙Uобр. м=1,3∙1,1∙930,806=1331В.
С учетом перегрузочной способности из справочника выбираем тиристоры Т131-40 со следующими параметрами:
Расчет и выбор силовых полупроводниковых приборов выпрямителя
Номинальный ток двигателя Iф, н=56.12А.
а) среднее значение тока вентиля
б.) действующее значение тока вентиля
в.) коэффициент формы тока
г.) условие выбора диодов по току
где: Кzo - коэффициент запаса по охлаждению, Кzo=0,9;
Кzpi - коэффициент запаса по рабочему току, Kzpi=1,3;
Ifav - максимально допустимый средний ток при заданных условиях,
Ifav = Ia = 37.4
Ifavmax - максимально допустимый средний ток;
д) максимальное напряжение на вентиле
Uвmax=Кео Кс Кр Еdo
где Кео - кратность напряжений, для трехфазной мостовой схемы
Кео=1,045;
Кс - коэффициент схемы, для трехфазной мостовой схемы Кс=1,1;
Кр - кратность мощностей, для трехфазной мостовой схемы Кр=1,05;
Еdo - выпрямленная ЭДС;
где Ке - кратность напряжений, для трехфазной мостовой схемы Ке=0,427;
Ufc - напряжение фазное сети, Ufc=220 В;
, 
.Выбираем диод 2Д230Ж
Iпр. ср. мах = 60 А;
Uобр. и пр. мах = 800 В.
Выбор элементной базы регуляторов и задатчика интенсивности.
Задатчик интенсивности и регуляторы построены на ОУ типа К140УД7 со следующими параметрами:
Коэффициент усиления: 50000.
Коэффициент ослабления синфазного сигнала: 70дб.
Напряжение смещения: 4мВ.
Напряжение питания: от 5 до 20В.
Потребляемый ток: 3мА.
Все сопротивления выбираем типа МЛТ-0,125 с номиналами, рассчитанными для соответствующих схем.
Конденсаторы выбираем типа К10-17-25В с соответствующими рассчитанными номиналами.
Датчик тока.
В системах автоматического управления электроприводом сигналы, пропорциоанальные току, снимаются с шунтов, трансформаторов тока. Эти сигналы используются как в чистом виде, так и преобразованные для выделения сигналов, соответствующих ЭДС, мощности, потоку и т.д.
Основными проблемами при создании датчиков тока и напряжения являются проблемы гальванического разделения силовых цепей и цепей управления, проблемы обеспечения высокого быстродействия и точности.
Устройства потенциальной развязки бывают двух типов:
трансформаторные, типа модулятор - демодулятор;
оптоэлектронные с модуляцией светового потока и линейные.
В нашей системе управления электроприводом сигналы тока, снимаются с помощью трансформаторов тока ТЛ-10 в нагрузку которых включено сопротивление МЛТ-0,125-1.2Ом. Далее эти сигналы поступают на неуправляемый трехфазный выпрямитель, где преобразуются в пропорциональный току сигнал напряжения. Далее сигнал поступает на блок гальванической развязки, реализованный на оптроне.
Номиналы на регуляторах задаются исходя из их настроек. Все ОУ применяемые в схеме регулирования марки LM101A
| Поз. обозначение | Наименование | Кол-во | Примечание |
| VD1 - VD6,VD7, VD10,VD11,VD14, VD15, VD18 | Тиристор 131-40 | 18 | |
| Резистор | |||
| R1 | МЛТ-0,125-100KОм | 1 | |
| R2=R3 | МЛТ-0,125-220KОм | 2 | |
| R4 | МЛТ-0,125-1МОм | 1 | |
| R6-R8 | МЛТ-0,125-1Ом | 3 | |
| R9 | МЛТ-0,125-36кОм | 1 | |
| R10 | МЛТ-0,125-1кОм | 1 | |
| R12 | МЛТ-0,125-1кОм | 1 | |
| R13 | МЛТ-0,125-0.36МОм | 1 | |
| R14 | МЛТ-0,125-0.36МОм | 1 | |
| R15 | МЛТ-0,125-180KОм | 1 | |
| R16-R17 | МЛТ-0,125-220KОм | 3 | |
| R18 | МЛТ-0,125-200KОм | 1 | |
| R19 | МЛТ-0,125-100KОм | 1 | |
| R20 | МЛТ-0,125-150кОм | 1 | |
| R21 | МЛТ-0,125-100кОм | 1 | |
| R23-R24 | МЛТ-0,125-1МОм | 2 | |
| Конденсатор | |||
| С1 | К10-17-25В-10нФ | 1 | |
| С2-C7 | К10-17-25В-0.1нФ | 6 | |
| С8 | К10-17-25В-1мкФ | 1 | |
| С9 | К10-17-25В-0.1нФ | 1 | |
| С10 | К10-17-25В-100нФ | 1 | |
| С11 | К10-17-25В-10мкФ | 1 | |
| С12 | К10-17-25В-1мкФ | 1 | |
| С13 | К10-17-25В-330мкФ | 1 | |
| С14 | К10-17-25В-430нФ | 1 | |
| VD8-VD9-VD12VD13-VD16 - VD17 | 2Д230Ж | 1 | |
| Операционный усилитель | |||
| DA1.1-1.6 | LM101A | 6 |
Заключение
Целью данного курсового проекта являлась разработка автоматизированного электропривода центрифуги. Исходя из требуемых данных, была рассчитана мощность двигателя. Для обеспечения требуемого технологического режима была синтезирована система управления электродвигателем. Данная система является системой векторного управления. Для неё были рассчитаны параметры регуляторов. Система была промоделирована в Simulinkпакета Matlab6.5 В процессе моделирования мы выяснили, что рассчитанная система удовлетворяет заданным требованиям.
При выполнении курсового проекта использовались пакеты Matlab 6.5, MathCAD13.
Список используемой литературы
1. Справочник по автоматизированному электроприводу // Под редакцией Елисеева В.А., Шинянского А.В. - М.; "ЭНЕРГОАТОМИЗДАТ", 1983г. "Химия", 1978г.