Разработка регулируемого электропривода (стр. 1 из 2)
Содержание
Введение
1.Определение структуры и параметров объекта управления
2.Разработка алгоритма управления и расчет параметров устройств управления
3.Моделирование процессов управления, определение и оценка показателей качества
4.Разработка принципиальной электрической схемы
Список литературы
Введение
На современном этапе развития техники существенную роль в производстве играет автоматизированный электропривод. Именно с его помощью возможно повышение качества и эффективности труда, экономия затрат на единицу продукции, увеличение количества производимой продукции в единицу времени. Электропривод состоит из двух основных частей: силовой – электрический, электромеханический и механический преобразователи, и информационной – система управления электропривода. Выбор надлежащих элементов силовой части позволит сэкономить потребление электроэнергии. Правильный выбор настройки информационной части поможет сэкономить не только электроэнергию, но и повысить надежность и качество технического процесса, увеличить быстродействие. В данной курсовой работе рассматривается система управления ДПТ путем регулирования тока возбуждения.
1. Определение структуры и параметров объекта управления
В состав объекта управления входит двигатель постоянного тока серии Д-12, ШИП в цепи возбуждения с частотой коммутации 5кГц, тиристорный стабилизатор тока якоря, рабочий орган упруго связанный с двигателем.
Технические данные двигателя Д12:
Номинальная мощность 2.5кВт
Напряжение питания якоря 220В
Напряжение питания ОВ 220В
Номинальный ток якоря 14.6А
Номинальная частота вращения 1140 об/мин
Максимальная частота вращения 3600 об/мин
Момент инерции якоря 0.05 кг*м2
Расчитаем недостающие параметры двигателя, необходимые в дальнейших расчётах.
Номинальная скорость привода:
Максимальная скорость привода:
Номинальный момент:
Машинная постоянная:
Скорость идеального холостого хода:
Сопротивление обмотки якоря:
Индуктивность обмотки якоря:
Жесткость механической характеристики:
Электромагнитная постоянная времени:
Механическая постоянная времени:
Принимаем ток возбуждения равным:
Для двигателя данной мощности постоянная времени обмотки возбуждения:
Сопротивление обмотки возбуждения:
Индуктивность обмотки возбуждения:
Расчитаем параметры упругой двухмассовой системы.
Согласно заданию на курсовой проект
Частота упругих колебаний
Коэффициент соотношения масс
, тогда 
,тогда жесткость двухмассовой системы
Постоянная времени двухмассовой системы
По заданию электропривод имеет нагрузку в видя вязкого трения первого рода с
ТП в цепи якоря
Проверим цепь якоря на необходимость применения сглаживающего реактора.
Условие сглаживания тока:
, 
Условие не выполняется, необходимо ввести сглаживающий реактор
ШИП в цепи возбуждения
Учитывая большую индуктивность обмотки возбуждения и частоту коммутации ключей, пульсаций тока возбуждения не будет.
3. Разработка алгоритма управления и расчет параметров устройств управления
Составим структурную схему модели электропривода
Рис. 1 Структурная схема СЭП.
Настройка.
1. Контур тока якоря.
Задание на номинальный ток якоря 10В, тогда
,коэффициент передачи тиристорного стабилизатора:
.Принимаем постоянную времени тиристорного стабилизатора напряжения
. 
2. Контур тока возбуждения
Задание на номинальный ток 10В, тогда
.Учитывая возможность форсирования привода по обмотке возбуждения в 2 раза, то
. Принимаем 
. 
3. Контур скорости
Задание на скорость 10В, тогда
. 
Для разгона ЭП до
нужно подать задание на скорость 
.4. Моделирование процессов управления, определение и оценка показателей качества
Расчетный режим работы
Максимальное ускорение, развиваемое электроприводом
Максимальная скорость в режиме слежения
Расчетная частота
Синтезируем систему комбинированного управления, добавив в неё дополнительное задание по скорости, которое выглядит следующим образом:
, принимаем 
Установившаяся ошибка должна быть
Рис. 2 Модель ЭП с учетом дискретности преобразователей.
На рис. 4 блок Subsystem – блок, моделирующий стабилизатор напряжения, Subsystem1 – блок, моделирующий определения угла управления из уравнения
. Где Uу – напряжение управления, приведенное к стандартному ряду -10…10В, Um – максимальное напряжение пилообразного сигнала, приведенный к стандартной шкале -10…10В.В модели не учитывается дискретность ШИМ преобразователя в цепи возбуждения, так как частота коммутации достаточна для данного допущения.
Моделирование.
1. Пуск привода на номинальную скорость (7.78В) при линейном изменении задания.
Рис. 3 Графики зависимостей
.Статическая ошибка по скорости составляет 2.2 рад/с, что удовлетворяет требованиям.
Рис. 4 Переходный процесс по току якоря
Рис. 5 Пульсации тока якоря в установившемся режиме
Из рис. 5 видно, что амплитуда пульсаций тока составляют 1.2 А, для двигателя допустимая амплитуда пульсаций 0.2*Iном = 0.2*14.6 = 2.92 А
Отработка приводом синусоидального задания с
Рис. 6 Графики зависимостей
.Проведем эксперимент отработки приводом задания
