Разработка системы управления двигателя постоянного тока (стр. 1 из 5)

Содержание

Введение…………………………….…………………………………..................2

1. Определение параметров и структуры объекта управления.….…………….3

2. Разработка алгоритма управления и расчёт параметров устройств управления……………………………………………………………………...…7

3. Моделирование процессов управления, определение и оценка показателей качества…………………………………………………………………………..16

4. Разработка принципиальной электрической схемы и выбор её элементов.23

Список литературы.………………………………………….………………..…39

Введение

На современном этапе, характеризующемся приоритетным развитием машиностроения и автоматизации производства, автоматизированный электропривод сформировался как самостоятельное научное направление, в значительной степени определяющее прогресс в области техники и технологии, связанных с механическим движением, получаемым путем преобразования электрической энергии. Этим объясняется большой интерес специалистов к новым разработкам в данной отрасли техники и к ее научным проблемам.

Четко определился объект научного направления – система, отвечающая за управляемое электромеханическое преобразование энергии и включающая два взаимодействующих канала – силовой, состоящий из участка электрической сети, электрического, электромеханического, механического преобразователей, технологического рабочего органа, и информационный канал. В рамках данного курсового проекта рассматривается разработка информационного канала.

1. Определение параметров и структуры объекта управления

В состав объекта управления входит двигатель постоянного тока независимого возбуждения

с параметрами по табл. 10.11 [1, стр. 277]:

- номинальная мощность,

- номинальное напряжение питания обмотки возбуждения и якорной цепи,

- КПД,

- номинальная частота вращения,

- максимальная частота вращения,

- сопротивление обмотки якоря,

- сопротивление добавочных полюсов,

- индуктивность обмотки якоря,

- сопротивление обмотки возбуждения,

- момент инерции якоря.

- число пар полюсов.

- коэффициент инерционности механизма.

Данный ЭД предназначен для работы в широкорегулируемых электроприводах, соответствует

, имеет защищенное исполнение, с независимой вентиляцией (асинхронный двигатель ).

Номинальная угловая скорость вращения

Максимальная угловая скорость вращения:

Номинальный ток якоря:

Суммарное сопротивление якорной цепи:

Произведение постоянной машины на номинальный поток:

Постоянная времени якорной цепи:

Номинальный момент:

Номинальный ток обмотки возбуждения:

Исходя из высоты оси вращения

по табл. 1 [2, стр. 5]:

По рис. 4 [2, стр. 10]:

По рис. 2б [2, стр. 8]:

По табл. 2 [2, стр. 9] для класса изоляции

:

По табл. 3 [2, стр. 10] для

:

Окончательно получим:

По рис. 3 [2, стр. 9]:

Полюсное деление равно:

Число витков обмотки возбуждения [2, стр. 27]:

Номинальный магнитный поток:

Постоянная машины:

Коэффициент рассеяния [3, стр. 38]:

Индуктивность обмотки возбуждения:

Постоянная времени обмотки возбуждения:

Постоянная времени обмотки возбуждения:

Суммарный момент инерции механизма:

Так же объёкт управления содержит

возбуждения и напряжения якоря, частота коммутации которых:

Постоянная времени преобразователей равна:

Так как

и представим преобразователи в виде пропорциональных звеньев, откуда с учетом диапазона стандартных управляющих сигналов ( ) имеем и максимальной скважности ( ) получим:

2. Разработка алгоритма управления и расчёт параметров устройств управления

Объект управления описывается следующими уравнениями [3, стр.38-39]:

Выберем двухконтурную систему управления скорости с внутренним контуром потока (рис. 1).

Рис. 1. Двухконтурная система регулирования скорости.

Универсальная кривая намагничивания представлена на рис. 3.

Так как регулирование происходит изменением потока, минимальный поток будет при максимальной скорости:

Минимальный ток возбуждения (по рис. 3):

Рис. 3. Универсальная кривая намагничивания.

При этом коэффициент линеаризации кривой намагничивания лежит в диапазоне:

Максимальная постоянная времени потока:

Коэффициент форсирования тока возбуждения [4, стр. 559]:

Малая постоянная времени:

Желаемая передаточная функция замкнутого контура потока: