МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
СУМСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА КОМП’ЮТЕРНИХ НАУК
СЕКЦІЯ КОМП’ЮТЕРИЗОВАНИХ СИСТЕМ УПРАВЛІННЯ
Обов’язкове домашнє завдання
з дисципліни: «Електронні системи автоматичного керування та електроприводи»
Варіант №17
Виконав
студент групи СУ-01 Паламарчук О. І.
Перевірив Черв’яков В. Д.
СУМИ 2014
Зміст
ЧАСТИНА 1. ЗАГАЛЬНІ ПИТАННЯ АВТОМАТИЗОВАНОГО ЕЛЕКТРОПРИВОДА 3
Задача №1 3
Задача №2 4
Задача №3 5
Задача №4 7
ЧАСТИНА 2. МЕХАНІКА ЕЛЕКТРОПРИВОДА 13
Задача №1 13
Задача №2 14
Задача №3 16
Задача №4 23
Задача №5 27
Задача №6 31
Задача №7 34
Задача №8 39
Частина 1. Загальні питання автоматизованого електропривода Задача №1
Керований тиристорний перетворювач (рис 1) має внутрішній опір Rп=0,15 Ом. Анодна напруга U=260 В. Потрібно побудувати зовнішню характеристику перетворювача при значенні кута управління a=42 ел. град.
Розв’язок:
Зовнішньою характеристикою перетворювача змінного струму в постійний називається функціональна залежність Ud(Id) випрямленої напруги від випрямленого струму. В нашому випадку схема випрямлення – трьохфазна нульова, тому схемний коефіцієнт kсх=1,17. Для цієї схеми максимальна випрямлена е.р.с. (при =0 ел. град.)
Еd0=kсхU=1,17*260=304,2 B
Випрямлена е.р.с. при заданому значенні =54 ел. град.
Еd=Еd0cos420=304,2*0,74=225,1 В
Рівняння зовнішньої характеристики перетворювача має вигляд лінійної функції
Ud=Ed-RпId=225,1 - 0,15Id.
Графік зовнішньої характеристики (рис 2.) представляє пряму лінію, яка проходить через точки з координатами (Udo;0) і (0;Iкз), де Udo= Еd = 225,1 В – напруга холостого ходу,
Iкз= Еd/Rп=225,1/0,15=1500,7 А.
Областю визначення струму являється інтервал дійсних чисел [0;∞).
Рисунок 2
Задача №2
Якір двигуна постійного струму з незалежним збудженням підключений до нереверсивного керованого тиристорного перетворювача. Анодна напруга U=260 В. Еквівалентний опір якірного ланцюгу Rе=Rя+Rп+Rд, де Rя=0,03 Ом – опір якірного ланцюгу двигуна, Rп=0,05 Ом – внутрішній опір перетворювача, Rд=0,75 Ом – опір додаткового резистора в якірному ланцюзі. Потрібно визначити значення кута α управління тиристорного перетворювача, при якому випрямлена напруга Ud=k1Еd0, , якщо двигун працює у руховому режимі при значенні е.р.с. якоря Ея=k2Еd0, де Еd0 – максимальна випрямлена е.р.с. Значення коефіцієнтів k1=0,8, k2=0,6.
Розв’язок:
Перетворювач виконаний за трифазною нульовою схемою, тому схемний коефіцієнт kcx=1,17. Максимальна випрямлена е.р.с.: Ed0=kcxU=1,17*260=304,2 В, а випрямлена напруга: Ud=0,8Ed0=0,8*304,2=243,36 В.
Е.р.с. якоря: Eя= k2Еd0=0,6*304,2=182,52 В
Рівняння електричного стану ланцюгу якоря має вигляд:
Ud=Eя+(Rя+Rд)Id
З цього рівняння маємо змогу визначити значення струму якорю (випрямленого струму):
Id =( Ud- Eя)/( Rя +Rд)=(243,36-182,52)/(0,03+0,75)=78 А.
Випрямлена е.р.с. перетворювача:
Еd= Ud+ Rп Id=243,36+0,05*78=247,26 В.
Кут управління перетворювача:
α=arcos(Еd/ Еd0)= arcos(247,26/304,2)=35,63 ел. град.
Відповідь: α=35,63 ел.град.
Задача №3
Якір двигуна постійного струму з незалежним збудженням підключений до нереверсивного керованого тиристорного перетворювача. Двигун працює в генераторному режимі, перетворюючи механічну енергію в електричну, яка передається в живильну мережу через тиристорний перетворювач. При цьому останній працює в інверторному режимі. Індуктивність фази трансформатора Lт=0,001 Гн. Частота напруги живильної мережі f=50 Гц. Анодна напруга U=260 В. Опір якірного ланцюгу двигуна Rдв=Rя+Rд, де Rд=1,0 Ом. Двигун розвиває електромагнітну потужність Pем. Значення Rя=0,3 Ом та Pем=4,5 кВт. Потрібно визначити значення кута α управління тиристорного перетворювача, якщо е.р.с. Eя якоря двигуна за величиною дорівнює анодній напрузі U; накреслити характеристику управління перетворювача Еd(α) і вказати на неї робочу точку , що відповідає заданому режиму роботи двигуна.