Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

ДИПЛОМ / 4 Динамика

.docx
Скачиваний:
12
Добавлен:
16.02.2016
Размер:
610.64 Кб
Скачать

4 ДОСЛІДЖЕННЯ ДИНАМІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК АВТОМАТИЗОВАНОГО ТЕХНОЛОГІЧНОГО КОМПЛЕКСУ

4.1 Структурна схема матиматичної моделі

На рис. 4.1 приведена структурна схема системи ПЧ-АД, на валу двигуна якого розташований робочий механізм РМ, що складається з барабана Б, який приводить в рух канати, що проходять через шківи Ш. До кінців канатів прикріплені кабіна і противага ПВ.

Рисунок 4.1 – Структурна схема математичної моделі ПЧ-АД

Враховуючи те, що в даній роботі розглядається лабораторний стенд з висотою шахти 2,3 м, який лише емітує пасажирський ліфт приймемо швидкість переміщення кабіни м/с, та постійну часу рівну 20.

Виходячи з формули лінійної швидкості , розрахуємо кутову швидкість необхідну для нормальної роботи лабораторної установки по формулі:

. (4.1)

Далі підставляючи значення кутової швидкості і домножаючі її на передаточне число нашого механізму визначимо частоту живлячої мережі:

(4.2)

Приймемо швидкість кабіни ліфта при її позицію ванні рівну 0,05 м/с, і аналогічним способом визначимо частоту живлячої мережі

, (4.3)

(4.5)

Далі ми будемо враховувати отримані дані при моделюванні електромеханічної системи ПЧ-АД.

Загальна форма диференціальних рівнянь, які описують асинхронний електромеханічний перетворювач як об'єкт управління під час живлення від джерела напруги, має вигляд:

;

; (4.6)

;

Цим рівнянням відповідає структурна схема АД в якій прийнято ;

Потокозчеплення фаз ротора:

(4.7)

З рівняння потокозчеплення виразимо струм:

(4.8)

Момент двигуна:

; (4.9)

Рівняння руху електроприводу:

; (4.10)

де J – момент інерції двигуна, Нм; – статичний момент, Нм.

Загальна система рівнянь має вигляд:

(4.11)

де , , , – потокозчеплення статора і ротора електричної машини за координатами u і v відповідно, Вб; – амплітудне значення напруги живлення обмотки статора, В; , – активні опори обмоток статора і ротора відповідно, Ом; – взаємоіндуктивність обмоток статора і ротора, Гн; , – індуктивність фази статора і ротора відповідно, Гн; σ – коефіцієнт розсіювання;, , – синхронна кутова швидкість магнітного поля, частота ковзання і поточна частота обертання ротора АД; , – обертаючий електромагнітний і статичний моменти на валу електричної машини, Нм;– номінальна кутова частота обертання електродвигуна,; PП – число пар полюсів; J – сумарний приведений момент інерції АД і вентилятора, .

Перетворювач частоти опишемо наступним рівнянням:

(4.12)

де – частота напруги живлення на вході перетворювача частоти, а – частота напруги живлення з урахуванням інерційності перетворювача частоти.

З урахуванням наведеного вище математичного апарату структурна схема математичної моделі асинхронного двигуна наведена на рисунку 4.2.

Рисунок 4.2 – Структурна схема математичної моделі асинхронного електродвигуна в (u - v), 0 координатах

Так як ліфти характеризуються циклічною дією, то для моделювання в Matlab перетворювача частоти використаємо блок Signal Builder (рис 4.3), який дає змогу реалізувати регулювання частоти живлячої напруги впродовж всього циклу роботи ліфта (рис 4.4).

Рисунок 4.3 – Блок Signal Builder

Рисунок 4.4 – Реалізація регулювання частоти живлячої напруги впродовж всього циклу роботи ліфта

4.2 Аналіз динамічних характеристик системи електроприводу ліфта

При дослідженні математичної моделі системи ПЧ-АД отримані криві відображають зміну в часі кутової швидкості обертання(рис. 4.5), моменту на валу двигуна (рис. 4.6) і лінійної швидкості переміщення кабіни (рис. 4.7) при розгоні (період часу 0 - t1), позиціонуванні і переході на понижену швидкість (період часу t1 - t2 - t3), і зупинці кабіни (період часу t4 – 5,5 с). Регулювання швидкості руху кабіни здійснювалося за допомогою зміни частоти живлячої напруги АД.

Рисунок 4.5 – Часова залежність кутової швидкості

Так при досягненні кабіни ліфта система управління ЕП формує сигнал на зниження швидкості руху кабіни, за допомогою зменшення кутової частоти обертання ЕП, що спостерігається в момент часу t1. При спрацьовуванні ж датчика точної зупинки відбувається формування сигналу на зниження швидкості t2, t3 та зупинку кабіни ліфта, що відповідає моменту часу t4, після якого частота обертання ЕП ліфта знижується до нуля. Останнє свідчить про зупинку кабіни (рис 4.6).

Рисунок 4.6 – Часова залежність обертального моменту та моменту опору АД

Рисунок 4.7 – Швидкість переміщення кабіни ліфта

Рисунок 4.8 – Лінійне переміщення кабіни ліфта

Висновки до розділу

В четвертому розділі дипломного проекту була розроблена структурна схема математичної моделі ПЧ-АД, також були отримані та досліджені динамічні характеристики автоматизованого технологічного комплексу, залежності кутової швидкості від часу ω(t), обертального моменту та моменту опору від часу (t), (t), а також швидкості переміщення кабіни від часу (t) і висоти підйому кабіни ліфта від часу (t).

Отримані в ході математичного моделювання криві, що відображають зміну в часі кутової швидкості обертання і моменту на валу двигуна підтверджують працездатність розробленої автоматизованої системи управління ЕП ліфта.

Соседние файлы в папке ДИПЛОМ