Задание на курсовой проект

3. Исходные данные для курсового проектирования:

Номер варианта 4

B = 1

N = 10

Данные:

- мощность двигателя, кВт

- ток якоря двигателя, номинальный, А

- скорость вращения двигателя номинальная, об/мин:

- сопротивление якорной цепи двигателя, Ом

- индуктивность якорной цепи, Гн

- момент инерции системы электропривода, приведенный к якорю двигателя, кг·м²

- постоянная времени компрессора, с

- диапазон регулирования скоростей:

- статическая ошибка регулирования, %

- допускаемое перерегулирование, %

- время регулирования, с

Параметры системы, одинаковые для всех вариантов:

- напряжение якоря двигателя номинальное, В

- коэффициент передачи тахогенератора, Вс/рад

- коэффициент усиления усилительного устройства

- коэффициент передачи компрессора

Введение

Современная теория автоматического регулирования является основной частью теории управления. Система автоматического регулирования состоит из регулируемого объекта и элементов управления, которые воздействуют на объект при изменении одной или нескольких регулируемых переменных. Под влиянием входных сигналов (управления или возмущения) изменяются регулируемые переменные. Цель регулирования заключается в формировании таких законов, при которых выходные регулируемые переменные мало отличались от требуемых значений.

Целью курсового проекта является разработка автоматической системы регулирования (САР), которая обеспечивает плавное регулирование в заданном диапазоне скорости вращения электродвигателя, работающего на нагрузку, которая в данном случае представляет собой рабочий орган машины. Требования к качеству регулирования определяются заданием в соответствии с вариантом. Упрощенная принципиальная схема системы показана на рисунке 1.1

Д - двигатель; ТГ - тахогенератор; РС - регулятор скорости; ОВ - обмотка возбуждения; УУ - устройство усиления. Нагрузка присоединена к валу двигателя и на схеме не показана.

Рисунок 1.1 – Принципиальная схема системы автоматического регулирования скорости электропривода

1 Расчет и исследование исходной системы автоматического регулирования скорости электропривода

1.1 Разработка структурной схемы автоматической системы

В соответствии с рисунком 1.1 разрабатываемую систему автоматического регулирования (САР) можно разбить на пять звеньев: электродвигатель, усилительное устройство, тахогенератор, регулятор скорости и компрессор (рисунок 1.2).

Рисунок 1.2 – Разрабатываемая структурная схема автоматической системы

Однако следует иметь в виду, что динамические звенья не полностью соответствуют конструктивным элементам автоматической системы. Так, при расчете электромеханической постоянной времени учитывается момент инерции не только якоря двигателя, но и момент инерции всех вращающихся конструктивных элементов, соединенных с валом двигателя и приведенных к якорю.

Для расчетов номинальная скорость вращения двигателя:

(рад/с). (1.1)

Коэффициент передачи электродвигателя по каналу "напряжение якоря - скорость вращения" определяется как:

(1.2)

Электромагнитная постоянная времени якорной цепи двигателя равна:

(1.3)

Электромеханическая постоянная времени двигателя:

(1.4)

При электродвигатель можно представить как апериодическое звено второго порядка:

(1.5)

где постоянные времени и вычисляются по формулам:

, (1.6)

(1.7)

Так как устройство усиления имеет инерционность, которая пренебрежимо мала в сравнении с инерционностями остальных элементов САР, то его передаточная функция может быть, принята как:

, (1.8)

где берется исходя из задания.

Передаточная функция компрессора

, (1.9)

где и берутся из задания на курсовое проектирование.

На основании полученных передаточных функций строится структурная схема САР, представленная на рисунке 1.3.

Рисунок 1.3 структурная схема САР