Файл: Курсовая работа по дисциплине Электропривод промышленных установок.docx

При составлении математической модели автономного инвертора вводятся следующие допущения:

- считается, что АИ работает только в режиме непрерывного тока;

- время переходного процесса внутри вентилей пренебрежимо мало по сравнению с периодом коммутации;

Свойства АИ определяются частотой коммутации ключей fk. При этом передаточная функция АИ имеет вид звена чистого запаздывания:

(4.6)

T=1/f_k (4.7)

5. РАСЧЕТ СТАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

Номинальный ток обмотки возбуждения



Номинальный ток электродвигателя



Номинальный ток якоря



Сопротивление обмотки якоря



Номинальная частота вращения двигателя



Номинальный коэффициент ЭДС двигателя



Скорость идеального холостого хода при номинальном потоке



Номинальный электромагнитный момент двигателя



Уравнение механической характеристики имеет вид



Номинальный статический момент двигателя



Найдем относительную разницу между электромагнитным моментом и моментом на валу:


Так как разница более 5%, то для дальнейших расчетов найдем конструктивный коэффициент двигателя, связывающий статический момент на валу двигателя с электромагнитным моментом:

---

Уравнение механической характеристики можно записать в виде:



Построим механическую и электромеханическую характеристику электродвигателя.



Рисунок 5.1 - Механическая естественная характеристика электродвигателя.


Рисунок 5.2 - Электромеханическая характеристика электродвигателя.
Найдем конструктивный коэффициент двигателя, связывающий статический момент на валу двигателя с величиной тока обмотки якоря:



Номинальные потери мощности в двигателе:



Номинальные потери в обмотке возбуждения:



Номинальные переменные потери:



Номинальные постоянные потери:



Коэффициент потерь:



2) Выбор тахогенератора BR

Выбор производим по скорости вращения

ПТ-3111 ТУ 16-512.421-77

- Ном.скорость вращения : nн=315 об/мин;

- Ном.напряжение питания : Uя=220 В;

- Ном.ток якоря: Iя=0,5 А ;

- Ном.сопротивления якорной цепи: Rя=0,031 Ом .

Принимаем жесткость характеристик тахогенератора равной 30 . При выбранной жесткости при номинальной частоте вращения с тахогенератора поступает напряжение равное:

. (5.1)

Задаемся значением сопротивления R1 равным 10 кОм. Тогда для приведенного делителя можем записать:

(5.2).

Тогда рассеиваемая на резисторах мощность:

(5.3)

(5.4)

Выбираем резистор R1 типа МЛТ-0,25-10кОм±5% ГОСТ 7113-77 и подстроечное сопротивление R2 типа СП5-14-1Вт, 4,7кОм.

Выбор сопротивлений для понижения выходного напряжения тахогенератора:

---

R1-МЛТ-2 33кОм; R2-МЛТ-0,25 0,75кОм; R3-МЛТ-0,5 4,3кОм.

Сопротивления R1, R2 служат, чтобы согласовать выходное напряжение тахогенератора 220 В с входным напряжением управления 0-10В, сопротивление R3 служит для включения пониженной скорости 15% от номинальной.

Датчики обратных связей описываются безинерционными звеньями.

Для определения полосы пропускания должно выполняться условие

К(_{пред.дв.})=0,8К(₀) (5.5)

где К(_{пред.дв.}) и К(₀) – модули АЧХ соответственно для предельной частоты _{пред.дв.} и нулевой частоты ₀ (1/с). Модули АЧХ находятся по выражению (для передаточной функции двигателя)

, (5.6)

где: Rя – сопротивление обмотки якоря, определяется по формуле

R_я=0.1*U_н/I_н=0.1*300/4,9=6,1 Ом, (5.7)

где Тя – электромагнитная постоянная определяется по формуле

Т_я=L_я/R_я, (5.8)

где Lя – индуктивность обмотки якоря, определяется по формуле

L_я=0,3*U_н/(р_п*ω_н*I_н), (5.9)

где ω_н – номинальная частота вращения

ω_н=*n/30=3.14*1000/30=104,7 рад/с, (5.10)

р_п – число пар полюсов (р_п =4)

L_я=0,3*300/(4*104,7*4,9)=0,044 Гн , (5.11)

Т_я = 0,044/6,1=0,0072 с. (5.12)

Подставляем в выражение (5.5) значение о=0:

,

Найдем _{пред.дв.:}

, (5.13)

Гц.

Предельная полоса пропускания системы равна 111,13 Гц.

Электромеханическую постоянную времени найдем по формуле:

Тэм = , (5.14)

где J∑-суммарный момент привода и механизма. По заданию Jмех=Jпр. J∑=1,5*0,0043=0,00645 кг*м2

К- коэффициент увеличения напряжения над номинальным. К=1,3

Тэм= = 0,0037

Ὡ_пос = =270,27 Гц

ЛАЧХ будет иметь вид

САР с отрицательной обратной связью по напряжению и положительной – по току

---

Примем коэффициент усиления Ку=5

Рассчитаем коэффициент передачи контура напряжения



Рассчитаем коэффициент токовой отсечки





Рисунок 5.3 - Моделирование СУЭП с ООС по напряжению и положительной ОС по току



Рисунок 5.4 - График переходного процесса напряжения tпп=0,15с



Рисунок 5.5 - График тока наброс нагрузки на 1 сек.



Рисунок 5.6 - Электромеханические характеристики СУЭП с ООС по напряжению и отсечки по току

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. 
   Башарин А.В., Голубев Ф.Н., Кепперман В.Г. Примеры расче-тов автоматизированного электропривода. Изд. 2-е, перерабо-танное и дополненное. Л., Энергия, 1972.
   
2. 
   Судовые электроприводы. Под ред. И.Р. Фрейдзона. Т.1,2. Л., Судостроение, 1975.
   
3. 
   Сиротин А.А. Автоматическое управление электроприводами. М., Энергия, 1969.
   
4. 
   Полупроводниковые выпрямители. Под ред. Ф.И. Ковалева и Г.П. Мостковой. М., Энергия, 1967, 1980.
   
5. 
   Анхимюк В.Л., Ильин О.П. Проектирование систем автоматиче-ского управления электроприводами. Минск, Вышейшая шко-ла, 1971.
   
6. 
   Чиликин М.Г., Сандлер А.С., Общий курс электропривода. М., Энергоиздат, 1981.
   
7. 
   Зимин Е.Н., Яковлев В.И. Автоматическое управление электро-приводами. М., Высшая школа, 1979.
   
8. 
   Чиженко И.М., Руденко В.С., Сенько В.И. Основы преобразо-вательной техники. М., Высшая школа, 1974, 1980.
   
9. 
   Чебовский О.Г., Моисеев Л.Г., Захаров Ю.В. Силовые полупро-водниковые приборы. Справочник. М., Энергия, 1975.
   
10. 
    Зенков Д.Ф. Вентильные системы управления электропри-водами. (Силовые полупроводниковые преобразователи). Но-восибирск. НИИВТ, 1982.
    
11. 
    Базаров Н. Автоматизация промышленных установок. Таш-кент. Узбекистан, 1979.
    
12. 
    Верхопятницкий П.Д. Электрические элементы автоматики. Л., Судпромгиз, 1963.
    
13. 
    Справочник по проектированию электропривода силовых и осветительных установок. Под ред. Я.М. Большама и др. М., Энергия, 1975.
    

---