Методические указания по лабораторным работам Факультет: электроэнергетический (стр. 3 из 6)

W_дпт(р)=w(р)/М_с (р)= - R_я(T_яр +1) /(СеФ)² (T_яT_мр² + Т_мр +1).

Структурная схема электропривода

Рис.2

Требуется:

1. Рассчитать величину К_дс, чтобы напряжение задания U_з для получения номинальной скорости не превышало 10В;

2. Настроить электропривод на модульный (технический) оптимум с использованием ПИ- или ПИД-регулятора. Построить л.а.х. и л.ф.х. разомкнутой скорректированной системы. Рассчитать параметры регулятора;

3. Рассчитать коэффициент компенсации b, обеспечивающий астатизм второго порядка по управлению;

4. Рассчитать величину постоянной заводки задатчика интенсивности, позволяющего плавно разгонять нагруженный электропривод с максимально-допустимым динамическим моментом. При этом принять М_с=М_н. ;

5. Определить установившееся значение скоростной ошибки, если момент нагрузки изменяется по закону М_с= 2´t ;

6. Разработать математическую модель системы и, используя любой математический пакет прикладных программ, составить схему для исследования;

7. Провести экспериментальные исследования с использованием ЭВМ по п.п. 1¸5.

Порядок выполнения работы

Параметры тиристорного преобразователя и элемента сравнения: К_тп = 8; T_тп=0,002; К_у= 4; двигатель выбирается согласно № по списку группы (см.Таблицу 3);

Таблица 3

Технические данные электродвигателей постоянного тока

№ Варианта ( по списку в журнале гр.)		Тип двигателя	Мощность РД НОМ, кВт	Напряжение UН, В	Скорость вращения nН, об/мин	Ток IН, А	К. П. Д. h, %	Маховый момент GD2, кГ× м2	Сопротивление обмоток при 20° С, Ом			Число главных полюсов 2р
									Якоря rа, Ом	Добавочных полюсов rдп, Ом	Последовательного возбуждения или компенсационной rК, Ом
1		2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1 ДП-21		4,5	220	1050	26	78,5	0,5	0,66	0,28	—	4
2 ДП-22		6	220	1130	33	82,5	8,62	0,37	0,196	—	4
3 ДП-31		8,5	220	870	47	82,5	1,2	0,325	0,098	—	4
4 ДП-32		12	220	790	65	84	1,7	0,19	0,076	—	4
5 ДП-41		16	220	710	85	86	3,2	0,11	0,057	—	4
6 ДП-42		21	220	660	110	83	4,2	0,0725	0,043	—	4
7 ДП-42		29	440	1040	75	84	4,2	0,132	0,08	—	4
8 ДП-52		32	220	760	164	86	7,5	0,033	0,0215	—	4
9 П42		4,5	220	1500	25,4	90,5	0,18	0,545	0,235	0,0392	4
10 П51		6	220	1500	33,2	82	0,35	0,34	0,132	0,00736	4
11 П52		8	220	1500	43,5	84	0,4	0,185	0,084	0,0068	4
12 П61		11	220	1500	59,5	84	0,56	0,135	0,052	0,006	4
13 П62		14	220	1500	73,5	86,5	0,65	0,0875	0,04	0,004	4
14 П71		19	110	1500	210	82,5	1,4	0,0234	0,0079	0,00098	4
15 П71		19	220	1500	103	84	1,4	0,0912	0,0323	0,00486	4
16 П72		25	220	1500	132	86	1,6	0,0585	0,024	0,00432	4
17 П81		32	220	1500	116	87,5	2,7	0,057	0,018	0,0026	4
18 П82		25	440	1000	66	85,5	3,1	0,27	0,0948	0,00796	4
19 П82		42	220	1500	218	87,5	3,1	0,0263	0,00957	0,00079	4
20 П82		42	440	1500	107	89	3,1	0,105	0,0383	0,00216	4
21 П91		25	110	750	279	81,5	5,9	0,01875	0,0069	0,00102	4
22 П91		55	440	1500	143	87,5	5,9	0,0748	0,0275	0,00407	4
23 П92		42	440	1000	110	87	7,0	0,161	0,0544	0,0048	4
24 П101		42	110	750	446	85,5	10,3	0,00864	0,00323	0,00034	4
Продолжение табл.
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
25 П20-30-7К		1750	630	330	2970	93,5	13600	0,00396	0,000429	0,00258	8
26 П19-50-7к		1750	630	370	2950	94,2	12500	0,00332	0,000517	0,00188	8
27 П19-50-7к		2100	750	350	2970	94,1	14000	0,00389	0,000607	0,00201	8
28 П20-40-7к		2400	860	350	2970	94,1	16100	0,00428	0,00052	0,00276	8
29 П19-45-7к		2400	860	450	2950	94,6	14500	0,00345	0,000563	0,001945	8
30 П20-35-7к		2800	1000	450	2965	94,4	14 900	0,00411	0,000475	0,00267	8
31 П20-30-7К		2800	1000	530	2960	94,5	13600	0,00396	0,000429	0,00258	8
32 П21-35-5к		3300	630	310	5540	94,2	30120	0,00138	0,000174	0,001027	10
33 П21-35-5к		4000	750	370	5620	95	30120	0,00138	0,000174	0,001027	10

Примечание: для всех двигателей перегрузочная способность

l=I_доп/I_н равна 2,4; L_Я=5.5 U_н/2pn_нI_н –индуктивность якоря.

Расчетные формулы для определения параметров системы управления следующие:

СеФ =

, где: R_я = r_a + r_дп , w_н= pn_н/30;

K_д =

; Т_я = ; Т_м = , где: .

1. Принимая во внимание, что САУ электроприводом с применением ПИД- или ПИ- регулятора будет астатической, то требуемое значение коэффициента усиления датчика скорости К_дс можно найти по формуле:

U_з = 10 = К_дс w_н К_дс = 10/ w_н.

2. При настройке системы на модульный оптимум не скомпенсированной малой постоянной времени будет T_тп. При этом передаточную функцию регулятора скорости следует принять в виде: W_рс(р)= (T_яT_мр² + Т_мр +1)/ Т_и р.

Тогда передаточная функция разомкнутой скорректированной

системы будет иметь вид:

,

Откуда определяется величина Т_и регулятора скорости. Структурная схема ПИД-регулятора приведена ниже.

где: ks = (T_яТ_м/Т_и)s, K=Т_м/Т_и , К/s = 1/Т_иs – параметры ПИД-регулятора.

3. Коэффициент компенсации b, обеспечивающий астатизм второго порядка по управлению, можно определить в соответствии с выражением: 1 – b к_тпк_дк_дс=0.

В этом случае из числителя передаточной функции по ошибке от управляющего воздействия можно вынести оператор Р, что соответствует повышению порядка астатизма на 1.

4. Величину постоянной заводки задатчика интенсивности, позволяющего плавно разгонять нагруженный электропривод с максимально-допустимым динамическим моментом можно рассчитать из основного уравнения движения:

М_д - М_с = J_д dw/dt, где: М_д = lI_н (С_мФ); М_с = I_н (С_мФ); (С_мФ)=(С_еФ); dw=w_н.

Тогда dt = t_пуска.

U_з

10

t_пуска t

5. Для определения скоростной ошибки по моменту нагрузки необходимо взять передаточную функцию по ошибке от возмущающего воздействия без учета компенсирующего устройства по управляющему воздействию.