Файл: Типарь (СУЭП, 8 сем, Пахом, ЭЛ-100-500).pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 27.04.2025

Просмотров: 261

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

ФГБОУ ВПО «Национальный исследовательский университет МЭИ»

Кафедра

Автоматизированного

электропривода

Типовой расчёт

по курсу "Дискретные системы управления электроприводов"

Разработка системы управления линейного привода вагонетки

Мальцева

Выполнил: ПАХОМ

Группа: Эл-01-09

Проверил: к.т.н., зав. кафедрой Анучин А.С.

Москва – 2013

Оглавление

Исходные данные .................................................................................................

3

Определение двигателя ........................................................................................

3

Расчёт параметров двигателя...............................................................................

3

Расчёт параметров схемы замещения двигателя ..........................................

4

Расчёт характеристик двигателя..........................................................................

5

Естественная характеристика .......................................................................

5

Первая пусковая характеристика....................................................................

5

Вторая пусковая характеристика...................................................................

6

Характеристика рабочей скорости ................................................................

7

Характеристика торможения с повышенной скорости ...............................

7

Характеристика торможения с рабочей скорости ......................................

8

Расчёт дополнительных сопротивлений .............................................................

9

Расчёт уставок времени .....................................................................................

10

Параметры источника постоянного напряжения для ДТ:................................

10

Описание логики системы управления .............................................................

12

Тип и состав системы управления .................................................................

12

Особенности использования элементов системы управления .....................

12

Особенности модели SymPowerSystem и связанные с этим дополнения .....

12

Организация ручной остановки привода........................................................

13

Циклограммы и схемы системы управления ....................................................

14

Контур счётчика циклов.................................................................................

14

Контур цикла ...................................................................................................

15

Отладка системы управления ............................................................................

18

Заключение .........................................................................................................

19

2


Исходные данные

Тип двигателя:

АДФР

Количество циклов:

4

Мощность нагрузки на повышенной скорости:

7 кВт

Тип цикла:

1

Соотношение скоростей:

3:1

Способ пуска:

принцип времени

Вид торможения:

динамическое

Способ торможения:

принцип скорости

Рис. 1. Схематическое изображение рабочего цикла привода

Определение двигателя

Нагрузку двигателя принимаем реактивной и постоянной по модулю. Повышенная скорость двигателя находится на естественной характеристике, поэтому определяем мощность двигателя по заданной мощности при повышенной скорости: P 7 кВт.

За основу расчётов был выбран двигатель 4АК160S6У3. Паспортные данные двигателя:

Pном 7,5 кВт; ном 82,5%; cos ном 0,77; p 3; U1,ном 220 В; I2,ном 18 А; U20 300 В; fном 50 Гц;

sном 5%; 3,5; J 0,2 кг м2.

Расчёт параметров двигателя

Скорость холостого хода двигателя:

2 f

ном

2 3,14159 50

104,72

рад

.

с

0

p

3

Номинальная скорость двигателя:

ном 0 1 sном 104,72 1 0,05

99,48 рад

.

с

Номинальный момент двигателя M

Pном

7500

75,39 Н м.

ном

ном

99,48

Критический момент двигателя Mкр Mном

3,5 75,39 263,87 Н м.

3


Расчёт параметров схемы замещения двигателя

Усл. номинальное сопротивление ротора R2,ном

U2,ном

300

9,623 Ом.

3I

2,ном

3 18

Истинное сопротивление ротора R2 sном R2,ном 0,05 9,623 481 мОм.

Коэффициент трансформации для сопротивления:

k

0,95 3U1,ном

0,95 3 220

1,456.

R

U2,ном

300

Приведённое сопротивление ротора R/

k

R 1,456 0,481 0,7 Ом.

2

R 2

Примем R R/

0,7 Ом;

R1

1.

R/

1 2

2

Учтём момент потерь, рассчитав электромагнитный момент как

Mэм,ном 1,05Mном 1,05 75,39 79,16 Н м.

По формуле Клосса M

2M кр 1 sкр

.

эм,ном

sкр

s

2 s

ном

sном

sкр

кр

Решаем уравнение: 79,16

2 263,87 1 sкр

.

22s

0,05

кр

sкр

Берём бо́льший из результатов: sкр 0,427.

Общее индуктивное сопротивление рассеяния X к

R/ 2

R12

1,482 Ом.

2

s

кр

Примем X

1

X / 0,5X

к

0,741 Ом.

2

Номинальный ток фазы статора:

I1,ном

Pном

7500

17,89 А.

3U1,ном ном cos ном

220

0,825

3

0,77

Номинальный ток фазы статора:

I1,ном

Pном

7500

17,89 А.

3U1,ном ном cos ном

220

0,825

3

0,77

Принимаем ток намагничивания I 0,3I1,ном 0,3 17,89 5,37 А. Индуктивное сопротивление цепи намагничивания:

X

U1,ном

220

40,968 Ом.

I

5,37

3U 2

Критический момент M кр

1,ном

R1

2 0

R12 X к2

4


3 2202

296,4 Н м 263,87 Н м.

2 104,72 0,7

0,72 1,4822

Расчёт характеристик двигателя

Двигатель будем рассматривать с точки зрения линеаризованной модели.

Естественная характеристика

Жёсткость характеристики

2M

кр

2 296,4

13,257

Н м с

.

е

0sкр

104,72 0,427

рад

Электромагнитная постоянная времени:

Tэ,е

1

1

7,45 мс.

p 0sкр

3 104,72 0,427

Механическая постоянная времени T

J

0,2

15,09 мс.

м,е

е

13,257

4Tэ,е 4 7,45 29,8 мс 15,09 Tм,е

— процессы колебательные.

Скольжение при критическом моменте

s

Mкр

296,4

0,214.

макс,е

0 е

104,72 13,257

Первая пусковая характеристика

Для первой ступени пуска оптимально расположение критического момента на оси ординат, так что скольжение при критическом моменте sмакс,1 1.

Жёсткость характеристики

Mкр

296,4

2,83

Н м с

.

0sмакс,1

104,72 1

1

рад

Электромагнитная постоянная времени

Tэ,1

1

1

1,59 мс.

p 0sкр,1

3

104,72 2

Механическая постоянная времени

T

J

0,2

70,67 мс.

м,1

1

2,83

4Tэ,1

4 1,59 6,36 мс 70,67 Tм,1

— процессы апериодические.

Приведённое сопротивление ротора R/

sкр,1R2/

2 0,7

3,279 Ом.

2,1

sкр

0,427

Определим момент переключения при m 2 ступенях пуска:

M

пер

M

кр

m s

макс,е

296,4 2 0,214 137,12 Н м.

Частное геометрической прогрессии пусковых сопротивлений:

R2,1/

K

m

2

3,279

=2,164.

R

R/

0,7

2

5


Вторая пусковая характеристика

Приведённое сопротивление ротора R/

R2,1/

3, 279

1,515 Ом.

2,2

KR

2,164

Критическое скольжение s

sкр,1R2,2/

2 1,515

0,924.

R/

кр,2

3,279

2,1

Жёсткость характеристики

2Mкр

2 296, 4

6,126 Н м с

.

2

0sкр,2

104,72 0,924

рад

Электромагнитная постоянная времени:

,2

1

1

3,44 мс.

p 0sкр,2

104,72 0,924

3

Механическая постоянная времени T

J

0,2

32,65 мс.

м,2

2

6,126

4Tэ,2 4 3,44 13,76 мс 32,65 Tм,2 — процессы апериодические.

Скольжение при критическом моменте

s

Mкр

296, 4

0, 462.

макс,2

0 2

104,72 6,126

Из условия мощности на повышенной скорости:

Mc

1

P Mc е Mc Mc

0

Mc 0

Mc2 7 кВт.

е

е

Найдём из этого уравнения M c :

Mc,I 70,42 Н м; Mc,II

1317,9 Н м.

Учитывая перегрузочную способность двигателя, выбираем наиболее

адекватный вариант: Mc 70,42 Н м.

Повышенная скорость

Mc

104,72

70,42

99,41

рад

.

с

выс

0

e

13,257

Рабочая скорость

выс

99,41

33,14

рад

.

раб

с

3

3

6