Список литературы

1. Богословский А.П. Судовые электропривода: Справ.: в 2 т. 2-е изд. Л.: Судостроение, 1903. 352с.

2. Михайлов B.C., Мусин Б.А. Электромашинные усилители в судовых системах автоматического управления. Л.: Судострое­ние, 1967. 228 с.

3. Башарин А.В., Новиков В.А., Соколовский Г.Г. Управление электроприводами. Л.: Энергоиздат, 1962. ЗУ2 с.

4. Расчет автоматических систем/Под ред. А.В.Фатеева. II.:

Высшая школа , 1973. 328 с. .

5. Ткачемко А.Н. Судовые системы автоматического управления м регулирования. Л.: Судостроение, 1984. 288 с.

6. Информационные цепи преобразователей тиристорных электро­приводов / С.С.Крылов, Е.В.Мельников, Л.И.Копыиев. М.: Энергоатомиздат, 1964. 160 с.

7. Суевалов Л.Ф. Справочник по расчетам судовых автоматических систем. Л.: Судостроение, 1977. 376 с.

8. Наладка средств автоматизации и автоматических систем регу­лирования. Справочное пособие / Под ред. С.А.Клюева. М.: Энергоатомиздат, 1969. 366с.

9. Справочник по проектированию автоматизированного электро­привода и систем управления технологическими процессами. 3-е изд./ Под ред.В.И.Круповича, Ю.Г.Барыбина, M.E. Самовера. М.:Энергоиэдат, 1982. 415 с.

Приложение I

Образец заполнения технического задания

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

на проектирование САУ судового электропривода

1. Разработать систему автоматического регулирования угловой скорости вращения судового электропривода по данным варианта № 54.

2. Назначение электропривода: ЭП грузовой лебедки.

3. Характеристика судовой сети питания: 3 фазы, U_п=380 В, 50 Гц.

4. Параметры рабочего механизма:

момент инерции =1,02 кГм²,

диапазон регулирования угловой скорости:

5.Тип и технические данные двигателя:

электродвигатель постоянного тока, независимого возбуждения, типа П111М (морской модификации), исполнения IP34.

P_ном=105 кВт ; U_ном=220В ; I_ном=543 А ; n_ном=1000 об/мин ; КПД = 88% ; I_max/I_ном=2 ;

GД² = 20,4 кГм².

Число главных полюсов 2 Р =4 ; число параллельных ветвей якоря 2а=4 ; число витков обмотки якоря W_я=162 ; сопротивление якоря R_я ; сопротивление добавочных полюсов R_g=0,0047 Ом.

6. Требования к системе регулирования:

структура системы - двухконтурная, с внешним контуром скорости и внутренним контуром тока;

допустимая статическая ошибка ; запасы устойчивости по подуло , по фазе ;

максимальное перерегулирование ;

время регулирования

7. Представить принципиальную электрическую схему САР ЭП и задающего устройства скорости со спецификацией на заказные элементы, а также результаты исследования работы системы с необходимыми выводами.

Таблица 1 прил. 2

Технические данные эл.двигателей серии ПМ (морской модификации)

Тип	Частота вращения, об/мин									nmax, об/мин	Iя max Iяном	кГм^2
	1000			1500			3000
	Р, кВт	Iя, А	КПД, %	Р, кВт	Iя, А	КПД, %	Р, кВт	Iя, А	КПД, %
П22М							2,1	11,6	82,5	3500	2	0,052
П31М							3	16,5	82	3500	2	0,09
П32М				2,2	12,2	82	4,2	22,4	84,5	3500	2	0,116
П41М				3,9	23,6	76,5	8	44	82,5	3500	2	0,154
П42М				4,6	26	87	11	52	85	3500	2	0,178
П51М				7,4	42	80	14,5	77	85	3500	2	0,313
П52М				8,8	48	82,5	20	104,5	87	3300	2	0,38
П61М				12	65	84	26	134	88	3300	2	0,56
П62М				16	85	85	37	203	87	3300	2	0,65
П71М				20	121	81,5	39	207	86	3300	2	1,4
П72М				25	134,5	85	50	262	86	3600	2	1,6
П81М				34,5	183,5	85,5				3600	2	2,7
П82М				45	235	87				3600	2	3,1
П91М	35	190	84	63	335	85,5				3600	2	5,9
П92М	45	236	86	86	447	87,5				1800	2	7
П101М	60	314	87	105	543	88				1800	2	10,3
П102М	80	416	87,5	135	695	88,5				1800	2	12
П111М	105	543	88	170	865	89,5				1800	2	20,4
П112М	125	639	89	210	1070	89,5				1800	2	23

Обозначения: Р – номинальная мощность двигателя, I_я – номинальный ток якоря, n_max – максимальная допустимая частота вращения, I_{я max}/I_{я ном} – кратность максимально допустимого тока номинальному, GD² – маховый момент

Таблица 2 прил. 2

Обмоточные данные электродвигателей серии ПМ

Тип	2p	2a	Wя	Rя, Ом	Rgп, Ом	Обмотки главных полюсов
						Последовательная		Параллельная
						Число витков на полюс	сопротивление	Число витков на полюс	сопротивление
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Частота вращения 1000 об/мин
П91М	4	2	165	0,05	0,016	3	0,0023	870	35,8
П92М	4	2	145	0,015	0,015	2	0,0012	1000	48,4
П101М	4	4	111	0,02	0,0086	1,5	0,00054	950	37,8
П102М	4	4	93	0,014	0,0057	1,5	0,00061	840	32,5
П111М	4	4	162	0,01	0,0047	2	0,00091	850	28
П112М	4	4	126	0,0072	0,0031	1,5	0,00056	750	24
Частота вращения 1500 об/мин
П32М	2	2	468	0,94	0,28	20	0,092	3600	358
П41М	4	2	486	0,72	0,31	10	0,033	1750	198
П42М	4	2	378	0,55	0,21	10	0,039	1700	228
П51М	4	2	341	0,34	0,13	5	0,0073	1500	132
П52М	4	2	248	0,19	0,084	4	0,0068	1500	150
П61М	4	2	248	0,14	0,052	4	0,006	1800	133
П62М	4	2	185	0,088	0,04	3	0,004	1600	116
П71М	4	2	198	0,091	0,032	4	0,0049	1250	77
П72М	4	2	162	0,059	0,024	4	0,0043	1100	67

Окончание таблицы 2 прил. 2

1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
П81М	4	2	145	0,045	0,018	3	0,0027	1032	52
П82М	4	2	105	0,026	0,016	1,5	0,00079	936	40,4
П91М	4	2	105	0,019	0,0096	2	0,001	870	3508
П92М	4	2	181	0,0098	0,0068	2	0,0012	830	31,8
П101М	4	4	152	0,0096	0,0041	1,5	0,00054	950	37,8
П102М	4	4	184	0,0058	0,0021	1,5	0,00061	840	32,5
П111М	4	4	108	0,0046	0,0018	1	0,00027	850	28
П112М	4	4	92	0,0034	0,0015	1	0,00025	750	24
Частота вращения 3000 об/мин
П22М	2	2	432	0,79	0,24	16	0,06	4800	712
П31М	2	2	360	0,52	0,12	15	0,044	3600	285
П32М	2	2	252	0,29	0,062	10	0,022	3000	270
П41М	4	2	270	0,26	0,096	5	0,007	2100	280
П42М	4	2	189	0,14	0,061	5	0,009	1350	136
П51М	4	2	186	0,1	0,035	3	0,004	1600	168
П52М	4	2	124	0,053	0,02	2	0,002	1200	94,8
П61М	4	2	124	0,039	0,016	2	0,002	1600	104
П62М	4	2	93	0,029	0,018	2	0,0026	1350	96
П71М	4	2	111	0,036	0,0094	2	0,0013	1150	60,5
П72М	4	2	93	0,0082	0,0082	2	0,0013	1100	67

Обозначения: 2р – число главных полюсов, 2а – число параллельных ветвей якоря, W_я – число витков якоря, R_я – сопротивление обмотки якоря, R_gп – сопротивление добавочных полюсов

Таблица 3 прил.2

Технические данные электродвигателей серии 4ПФ

(широкорегулируемых)

Тип	Р, кВт	nном, об/мин	nmax,об/мин	Iном, А	Rя+Rgп, Ом	J, кГм^2	Тя, мс	КПД, %
4ПФ112 S	4	1000	45000	12	1,28	0,047	4,3	74
4ПФ112 M	5,5	1000	5000	16,6	0,93	0,056	4,3	74,1
4ПФ112 L	7,5	1000	5000	19,6	0,67	0,0625	4,3	82,5
4ПФ132M	11	1000	4500	30	0,46	0,116	3,8	80
4ПФ132 L	15	1000	4500	40,8	0,34	0,135	3,8	81
4ПФ160 S	18,5	1000	4000	48,6	0,28	0,25	4,1	84
4ПФ160 M	22	1000	4000	56,8	0,23	0,29	4,1	84,5
4ПФ160 L	30	1000	4000	77	0,19	0,325	4,1	85,5
4ПФ180 S	37	1000	3800	95,4	0,173	0,442	3,6	85
4ПФ180 M	45	1000	3800	115,6	0,161	0,578	3,6	86
4ПФ200 M	55	1000	2500	143	0,144	1,67	3,3	87
4ПФ200 L	75	1000	3000	191	0,107	2	3,3	89
4ПФ225 M	90	1060	3000	230	0,088	2,65	3,4	90
4ПФ225 L	110	1190	3000	279	0,069	2,98	3,4	90,5
4ПФ250 M	132	1000	3000	330	0,056	4,7	3,2	91
4ПФ250 L	160	1000	3000	401,6	0,053	5,11	3,2	92
4ПФ250 M	200	1500	3000	495	0,024	4,7	3,2	93
4ПФ250 L	250	1500	3000	614	0,019	5,11	3,2	93,5

Обозначения: J – момент инерции двигателя;

Т_я – электромагнитная постоянная времени.

Примечания: 1. Номинальное напряжение двигателей серии 4ПФ U_ном = 440 В

2. I_max/I_ном = 2 (в течение 15 с).

Таблица прил. 3

Технические данные тиристорных агрегатов серии АТ

Тип	Номинальное выпрямленное напряжение, В	Номинальный выпрямленный ток, А	Максим. ток, А	КПД, %	Тип силово го трансф.	Уравнение регулиро вочной характ. СИФУ
1	2	3	4	5	6	7
АТЕР - 50/230	230	50	100	95	ТС3П
АТЕР3 – 100/230	230	100	200	95	ТС3П
АТЕР3 – 200/230	230	200	400	95	ТС3П
АТЕР3 – 50/460	460	50	100	95
АТЕР3 – 100/460	460	100	200	95
АТЕР3 – 200/460	460	200	400	95
АТР – 100/230 (АТРК – 100/230 )	230	100	200	82(85)	ТС3-40
АТР –200/230	230	200	400	82	ТС3
АТР – 320/230	230	320	640	82	ТС3
АТР – 500/230 (АТРК – 500/230)	230	500	1000	82(94)	ТС3-200
АТРК – 160/230	230	160	320	86	ТС3-63
АТРК – 250/230	230	250	500	91	ТС3-100
АТР – 100/460 (АТРК – 100/460)	460	100	200	85(87)
АТРК – 160/460	460	160	320	87
АТР – 200/460	460	200	400	85

Окончание таблицы прил. 3

1	2	3	4	5	6	7
АТРК – 250/460	460	250	500	94	- - - -
АТР – 320/460	460	460	610	85
АТР – 500/460 ( АТРК – 500/460)	460	500	1000	85(95)
АТРК – 1000/460	460	1000	2000	95

Примечания: 1. Силовая часть преобразователя построена по трехфазной

мостовой схеме выпрямителя.

2. Агрегаты с номинальным напряжением 460В подключаются

к сети 380В через токоограничивающие реакторы. Агрегаты с

напряжением 230В подключаются к сети с линейным

напряжением 380В через согласующий силовой

трансформатор.

3. Агрегаты АТРК на 1000А состоят из 2 – х силовых блоков на

500А, включенных параллельно.

4.ТП всех исполнений имеют встроенный регулируемый

источник возбуждения.

Приложение 4

Технические данные силовых трансформаторов серии ТС3П

Тип	Номин. мощность,	Номинальное напряжение, В		Потери, Вт		Напряжение к.з, процент от номинала	Ток хх, процент от номинала
		Первичное	Вторичное	Холостого хода	Короткого замыкания
ТС3П – 10/0,7	10	380	200	100	350	5,35
ТС3П – 16/0,7	16	380	200	120	600	5,35
ТС3П – 25/0,7	25	380	200	170	1300	5,35
ТС3П – 63/0,7	63	380	200	240	1900	5,35
ТС3П – 100/0,7	100	380	200	420	2200	5,35
ТС3П – 200/0,7	181	380	200	1050	2960	5,2	2,5
ТС3П – 400/0,7	352	380	200	1500	5545	6,4	1,5

Приложение 5

Технические данные трехфазных токоограничивающих реакторов

Тип	Номинальный ток, А	Номинальное напряжение сети, В	Индуктивность, мГн	Активное сопротивление, Ом
РТСТ – 20, 5 – 2, 02 УЗ	20,5	410	2,02	0,233
РТСТ – 41 – 1, 01 УЗ	41	410	1,01	0,0885
РТСТ – 82 - 0,38 УЗ	82	410	0,38	0,0242
РТСТ – 82 – 0,505 УЗ	82	410	0,505	0,0317
РТСТ – 165 – 0,25 УЗ	165	410	0,25	0,0171
РТСТ – 265 – 0,256 УЗ	265	410	0,156	0,00835
РТСТ – 410 – 0,101 УЗ	410	410	0,101	0,00405
РТСТ – 660 – 0,064 УЗ	660	410	0,064	0,0018
РТСТ – 820 – 0,0505 УЗ	820	410	0,0505	0,00123
ТОР ТП серии АТЕР	50	410	0,35	0,022
	100	410	0,35	0,022
	200	410	0,35	0,01

Приложение 6

Технические данные сглаживающих дросселей

Тип дросселя	Номинальная сила тока, А	Индуктивность, мГн
ДФ - 1	25	250
ДФ – 7	40	15
ДФ – 7	50	10
ДФ – 7	150	1,1
ДФ – 7	235	0,45
ФРОС – 65/0,5	250	1,5; 3,2
ФРОС – 65/0,5	320	1,0; 2,2
ФРОС – 125/0,5	500	0,75; 1,25
ФРОС – 250/0,5	250	6,5
ФРОС – 250/0,5	320	4,2
ФРОС – 250/0,5	800	0,6
ФРОС – 250/0,5	1000	0,35
ФРОС – 500/0,5	500	3,25
ФРОС – 1000/0,5	800	2,3
ФРОС – 1000/0,5	1000	1,6

Приложение 7

Данные тахогенераторов постоянного тока

Тип тахагенератора	Уд. ЭДС, В(об/с)	Сопрот.обмотки якоря, Ом	Макс.ток нагр, А	Макс. Частота вращ. об/мин	Номин. напряж. возбуж. В	Номин. Ток возбуждения, А
ТД – 201	7,7	780	0,2	1000	110	0,1
ТГ – 1	0,42	-	0,01	1100	27	0,3
ТД – 103	6,6	660	0,1	1500	110	0,06
ТГ – 2	1,27	-	0,02	2400	27	0,3
ТД – 110	3,0	-	0,15	300	-	-
СЛ – 261	1,5	51	0,2	3600	110	0,08
ТГ – 3	1,0	-	0,1	4000	27	0,3
ТГ – 1 (ПГТ^*)	2,37	60	0,14	3000	55	1,2

*Тахогенератор ТГ – 1(ПГТ) встроен в двигатели серии ПГТ.

Приложение 8

Данные некоторых элементов УБСР – АИ

Тип элементов	Название элементов УБСР - АИ	Характеристики
		Uвх, В	Rвх, кОм	Ru, кОм	K
У2 - АИ	Операционные усилители		150	2	Не менее 2000
У4 - АИ	Операционные усилители		150	2	Не менее 2000
ФВ – 1АИ	Фазачувствительный выпрямитель	8	5	2	1,25
ДТ – 1АИ	Датчик тока	0,075	0,01	2	40140
ДН – 1АИ	Датчик напряжения		10	2	1

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение ......................…………………………………………………. 3

1. Составление технического задания..............……………………….. 5

2.Выбор и расчет параметров силовых элементов автоматизированного электропривода…………………………………………………………. 6

3. Выбор структуры управления и ее элементов ...........……..………. 6

3.1. Контур скорости................................…………………………… 9

3.2. Контур тока.....................................……………………………… 21

3.3. Ограничение промежуточных координат.............…………… .. 23

3.4. Задающее устройство………………………………………….. 25

4. Математическое описание элементов САР………………………… 27

4.1. Двигатель постоянного тока независимого возбуждения…… 27

4.2. Тиристорный преобразователь...........………………………. .. 30

4.3. Электромашинный усилитель........................………………… 30

4.4. Генератор постоянного тока......................…………………… 30

4.5. Обратные связи и регуляторы......................……………….. … 31

5. Синтез САР...........................................……………………………. 34

5.1. Составление структурной схемы...................………………… 34

5.2. Оптимизация контуров............................…………………... … 34

5.3. Метод логарифмических частотных характеристик...……. … 41

5.4. Компенсация возмущающих воздействий.............………….. 46