ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 07.11.2023
Просмотров: 115
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
тахогенереторы,
дифференцирующие
трансформаторы)
;
2)
контур,
образованный
местной
обратной
связью,
может
оказаться
сам
по
себе
неустойчивым.
46
Последовательная
коррекция
в
основном
применяется
в
маломощных
системах.
Это
объясняется,
с
одной
стороны,
простотой
последовательных
корректирующих
устройств,
а
с
другой,
нецелесообразностью
применения
в
этих
системах
громоздких,
соизмеримых
с
размерами
исполнительного
двигателя,
параллельных
корректирующих
устройств
(
например,
тахогенератора)
.
Коррекцию
более
мощных
систем
чаще
вceгo
осуществляют
с
помощью
параллельных
корректирующих
устройств.
Иногда
для
достижения
необходимых
показателей
качества
системы
сочетается
коррекция
как
с
помощью
последовательных,
так
и
параллельных
устройств.
Выводы
по
главе
1
Электроприводы
постоянного
тока
широко
используются
в
промышленности.
Их
существенные
преимущества
заключаются
в
простоте
управления,
точности
и
непрерывности
регулирования
скорости
в
широком
диапазоне,
высоком
быстродействии.
Электроприводы
различаются
по
способам
распределения
механической
энергии,
по
роду
тока,
по
степени
управляемости,
по
роду
передаточного
устройства,
по
уровню
автоматизации.
Назначение
систем
стабилизации
скорости
заключается
в
поддержании
с
требуемой
точностью
скорости
движения
рабочего
органа.
Наиболее
характерными
режимами
являются:
длительный
в
установках
с
непрерывным
технологическим
процессом
и
кратковременный
при
программном
управлении
скоростью
в
широких
пределах.
Одним
из
приемов
обеспечения
устойчивости
и
запаса
устойчивости
автоматической
системы
является
введение
в
нее
дополнительного
элемента,
который
исправляет,
корректирует
свойства
исходной
автоматической
системы,
и
называется
корректирующим
устройством.
Корректирующее
устройство
-
это
функциональный
элемент
автоматической
системы,
обеспечивающий
требуемые
для
нее
потребительские
качества.
47
2.
Расчет
и
моделирование
электропривода
постоянного
тока
с
системой
стабилизации
скорости
2.
1
Разработка
функциональной
схемы
электропривода
постоянного
тока
с
системой
стабилизации
скорости
В
современной
теории
и
практике
широкое
применение
получили
ЭП,
построенные
по
принципу
подчиненного
регулирования.
Такие
системы
являются
многоконтурными.
Каждый
контур
такой
системы
подвергается
коррекции
(
настройке)
по
отдельности.
Процедура
настройки
сводится
к
выбору
структуры
и
расчету
параметров
регуляторов,
включенных
последовательно
по
отношению
к
элементам
неизменяемой
части
каждого
контура.
Достоинством
системы
подчиненного
регулирования
является
простота
коррекции,
возможность
легко
ограничивать
предельные
значения
пусковых
токов
при
резких
изменениях
нагрузки
или
значительные
рассогласования
в
следящих
ЭП
[
11]
.
На
рисунке
2.
1
изображена
электрокинематическая
функциональная
схема
электропривода
постоянного
тока
с
системой
стабилизации
скорости.
Схема
состоит
из
контура
тока
(
КТ)
и
контура
скорости
(
КС)
.
КТ
содержит:
сумматор
AΣ2,
регулятора
тока
(
РТ)
F2,
блок
питания
(
БП)
AW,
обмотку
якоря
ЭД
М
и
датчик
тока
(
ДТ)
UА.
Управляемой
координатой
КТ
является
ток
якоря
IЯ.
Задающим
воздействием
является
сигнал
UРС,
формируемый
регулятором
скорости
(
РС)
F1.
РТ
F2
является
последовательным
корректирующим
устройством
(
ПКУ)
и
реализует
пропорционально-
интегральный
алгоритм
управления,
т.
е.
является
ПИ-
регулятором.
Структура
и
параметры
РТ
выбираются
и
рассчитываются
таким
образом,
чтобы
обеспечить
настройку
КТ
на
оптимум
по
модулю
(
ОМ)
в
соответствии
с
заданием
на
курсовой
проект.
ДТ
образует
ООС
КТ.
При
отклонении
IЯ
от
требуемого
значения
на
выходе
сумматора
AΣ2
формируется
сигнал
ошибки
∆UКТ
=
UРС
−
UДТ.
48
КС
является
внешним
по
отношению
к
КТ
и
содержит:
потенциометрический
датчик
(
ПД)
,
сумматор
A1,
РС
F1,
ЭД
постоянного
тока
М
и
тахогенератор
(
ТГ)
BR.
Управляемой
координатой
КС
является
угловая
скорость
ΩР
исполнительного
вала
ЭП.
Задающим
воздействием
КС
является
сигнал
U3,
формируемый
на
выходе
ПД.
ТГ
BR
образует
жесткую
ООС
по
угловой
скорости
вращения
вала
ЭД.
При
отклонении
угловой
скорости
исполнительного
вала
ЭП
от
требуемого
значения
на
выходе
сумматора
A1
формируется
сигнал
ошибки
∆UΩ
=
UЗ
−
UТГ,
где
UТГ
-
сигнал
на
выходе
ТГ
BR.
49
Рисунок
2.
1
–
Электрокинематическая
функциональная
схема
электропривода
постоянного
тока
с
системой
стабилизации
скорости
50
РС
F1
является
ПКУ
и
также
реализован
в
виде
ПИ-
регулятора.
Структура
и
параметры
РС
выбираются
и
рассчитываются
таким
образом,
чтобы
обеспечить
настройку
КС
на
симметричный
оптимум
(
СО)
.
2.
2
Выбор,
расчёт
и
моделирование
электродвигателя
Выбираем
ЭД
серии
МИ
и
рассчитываем
его
динамическую
модель,
если
требуемая
угловая
скорость
нагрузки
Ωн
=
37
град/
с;
требуемое
угловое
ускорение
поворота
рабочего
органа
εн
=
23
град/
с2;
момент
инерции
рабочего
органа
Jн
=
164
кг∙м2,
статический
момент
сопротивления
рабочего
органа
Мн
=
170
Н∙
м.
К.
п.
д.
редуктора
ориентировочно
принять
η
=
0,
8
[
4]
.
1.
Переводим
угловую
скорость
поворота
рабочего
органа
в
рад/
с
и
угловое
ускорение
поворота
рабочего
органа
в
рад/
с2
Ωн
[
рад
с
]
=
Ωн[
град
с
]
2π
360
=
37⋅2⋅3
,
14
360
=
0,
645
εн[
рад
с2
]
=
εн[
град
с2
]
2
π
360
=
23⋅2⋅3,
14
360
=
0,
401
.
Рассчитываем
требуемую
мощность
Ртр=
2(
Jнεн+
Mн
η
)
Ωн
=
2⋅(
164⋅0
,
401
+
170
0,
8
)
⋅0,
645
=
359
,
3
Вт
=
0,
36
кВ
2.
Выбираем
ЭД,
номинальная
мощность
на
валу
которого
больше
требуемой
(
РНОМ
≥
РТР.
)
51
ЭД
МИ-
22,
МИ-
31,
МИ-
32
подходят
по
значению
номинальной
мощности
на
валу
Рном
=
0,
37
кВт.
При
этом
МИ-
32
имеет
самую
низкую
частоту
вращения
nном
=
1000
мин-
1
и
самый
большой
момент
инерции
,
т.
е.
не
подходит
с
точки
зрения
обеспечения
конструктивных
требований.
МИ-
32
имеет
частоту
вращения
nном
=
2000
мин-
1
и
момент
инерции
,
и
не
подходит
с
точки
зрения
обеспечения
конструктивных
требований.
ЭД
МИ-
22,
по
сравнению
с
МИ-
31,
МИ-
32
имеет
набольшую
частоту
вращения
nНОМ
=
3000
мин-
1
и
наименьший
момент
инерции
.
Поэтому
с
целью
обеспечения
конструктивных
требований
выбираем
быстроходный
ЭД
МИ-
22
с
напряжением
питания
UНОМ
=
60
В.
Таблица
2.
1
–
Технические
данные
ЭД
Тип
двига-
теля
Мощ-
ность
на
валу
РНОМ,
кВт
Частота
вращени
я
nНОМ,
мин-
1
Напряжени
е
питания
UНОМ,
В
Ток
якоря
IЯ,
А
Сопротив
ление
обмотки
якоря
RЯ,
Ом
Момент
номинал
ьный
МНОМ,
Н∙м
Момент
инерции
JДВ∙10-
4
кг∙м2
МИ-
22
0,
37
3000
60
8,
2
0,
192
1,
2
40,
8
3.
Рассчитываем
оптимальное
передаточное
число
редуктора
i0
=
√
J
нεнη+
Mн
J
двεнη
=
√164⋅0,
401⋅0,
8
+
170
40
,
8⋅10−4
⋅0,
401⋅0,
8
=
412
,
32.
4.
Проверяем
выбранный
ЭД
на
соответствие
требований
по
скорости
Определяем
номинальную
угловую
скорость
ΩНОМ
=
π
nНОМ
30
=
3,
14⋅3000
30
=
314
рад/
с
52
135
10
4
кг
м
2
J
дв
J
дв
91
,
8
10
4
кг
м
2
J
дв
40
,
8
10
4
кг
м
2
и
приведенную
к
валу
ЭД
угловую
скорость
поворота
рабочего
органа
i0
Ωн
=
412,
32⋅0,
645
=
266,
13
рад/
с
.
Так
как,
314>
267,
64
то
требования
по
скорости
выполняются.
5.
Рассчитываем
значение
требуемого
вращающего
момента.
Мтр
=
(
J
дв
+
Jн
i0
2
)
i0
εн
+
Мн
i0η
=
(
0,