- •Раздел 3. Расчет динамики электропривода……….54
- •Задание на курсовое проектирование
- •Данные механизма для кратковременного режима работы:
- •Раздел 1. Выбор электрооборудования
- •1.1. Выбор электродвигателя
- •1.1.1. Определение режима работы электродвигателя
- •1.1.2. Расчет эквивалентного момента на валу электродвигателя
- •1.1.3. Определение необходимой скорости вращения электродвигателя
- •1.1.4. Определение мощности электродвигателя
- •1.1.5. Выбор электродвигателя по каталожным данным
- •1.1.6. Проверка электродвигателя по условию перегрузки
- •1.2. Выбор управляемого выпрямителя
- •1.2.1 Выбор управляемого выпрямителя
- •1.2.2. Выбор управляемого преобразователя
- •1.3. Выбор согласующего трасформатора
- •1.5. Выбор уравнительного реактора
- •1.6. Выбор тахогенератора
- •1.7. Расчет параметров системы «тиристор-ный выпрямитель - двигатель постоянного тока»
- •1.8. Обоснование необходимости применения замкнутой системы управления электроприводом
- •1.9. Выводы по разделу
- •Раздел 2. Расчет статики электропривода
- •2.1. Составление схем для расчета системы управления электроприводом [10]
- •2.1.1. Составление упрощенной принципиальной схемы
- •2.1.2. Составление функциональной схемы
- •2.1.3. Составление структурной схемы
- •2.2. Определение коэффициента обратной связи по скорости.
- •2.3. Определение максимального напряжения задатчика скорости
- •2.4. Определение коэффициента обратной связи по току [10]
- •2.6. Построение статической характеристики электропривода в замкнутой и разомкнутой системе управления [14]
- •2.7. Выводы по разделу
- •Раздел 3. Расчет динамики электропривода
- •3.1. Составление структурной схемы системы электропривода постоянного тока для расчета его динамики
- •3.2. Составление передаточных функций элементов
- •3.2.1. Составление передаточной функции двигателя постоянного тока [3,4]
- •3.2.3. Составление передаточной функции цепи обратной связи по скорости
- •3.3. Составление передаточной функции системы
- •Получим функцию вида
- •3.4. Проверка устойчивости системы электропривода
- •3.5. Синтез корректирующего устройства
- •3.6. Построение переходного процесса в системе электропривода
- •3.7. Оценка показателей качества
- •3.8. Выводы по разделу
1.5. Выбор уравнительного реактора
При согласованном управлении вентильными группами 1+2= сумма мгновенных напряжений отлична от нуля. Ток в уравнительном контуре имеет пульсирующий характер. Индуктивность уравнительных дросселей Lyp, ограничивающих среднее значение уравнительного тока, можно определить по выражению
где I*yp - нормированное значение уравнительного тока, зависящее от схемы выпрямления и угла регулирования. Приближенно можно принять:
- для трехфазной нулевой схемы I*yp =1.5;
Edo - максимальная ЭДС тиристорного преобразователя В;
Iур.доп -допустимый статический уравнительный ток, можно принять Iур.доп =0.2*Iном Iур.доп=0,2*16 =3,2 А
Ed0=239,85 В
Lур=1,5*239,85 /3,14*2*50*3,2 =0,36 Гн
1.6. Выбор тахогенератора
Электродвигатели серии ПБСТ оснащаются встроенными тахогенераторами серии TC-IM
где n - число оборотов в минуту вала тахогенератора;
етг - ЭДС тахогенератора, соответствующая числу об/мин его вала, В
Тахогенератор серии TC-IM имеет следующие параметры: номинальная мощность якорной цепи тахогенератора, Р= 5 Вт номинальная ЭДС тахогенератора, В. . . eтг= 100 номинальная частота вращения тахогенератора, об/мин 3000 Тип возбуждения – постоянные магниты .
kтг=30*100 /3.14*3000 =9,55*100*3000=0,318
1.7. Расчет параметров системы «тиристор-ный выпрямитель - двигатель постоянного тока»
Рассчитываются следующие параметры: Сопротивление якорной цепи двигателя:
RяцД=Т*(RЯ+RДП)+Rщ
где (Т =1.32 - коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления при нагреве обмотки якоря двигателя на 6O0C;
RДП - сопротивление добавочных полюсов при 150C, Ом;
Rщ =2/Iном - сопротивление щеточного контакта, Ом.
Активное сопротивление трансформатора:
Максимальная ЭДС тиристорного преобразователя:
Edo=kcx*U2ф
где kcx -коэффициент схемы выпрямления
kcx =1,17
U2ф - фазное напряжение вторичной обмотки согласующего трансформатора, В. U2ф=205
где Ed=C*ном+Iпот*Rяд -ЭДС двигателя при рабочей нагрузке, В;
Uymax - максимальное напряжение цепи управления (поскольку планируется использование стандартной блочной системы регуляторов, то максимально допустимое напряжение управления надо принять Uymax= 8 В
.kтп=3.14*239,85/2*8*
Эквивалентное сопротивление трансформатора, обусловленное перекрытием токов в фазах преобразователя при коммутации вентилей:
Rk=0,225 Ом
Полное активное сопротивление якорной цепи:
Rэ=RяцД+Rт+Rизм+Rk+Rш =211,116 Ом
где р - число пар полюсов двигателя (для двигателей серии ПБСТ число пар полюсов р=2);
=0,25 для компенсированных двигателей.
Lяцд=0,25*110 /2*230,38*16=0,004 Гн
Индуктивное сопротивление фазы трансформатора, приведенное ко вторичной обмотке :
Индуктивность рассеяния трансформатора:
LT=XT/с
где с=2** fc fc - частота питающей сети, Гц.
c =2*3,14*50 =314,16
Lт=0,19 / 314,16 = 0,0006 Гн
Суммарная индуктивность якорной цепи двигателя:
Lэ=Lяцд+ Lур+2* Lт =0,004+0,36+0,0006*2=0,365
Электромагнитная постоянная якорной цепи
Tяц= Lэ / Rэ
Tяц = 0,365 / 211,116 = 0,002 с
Электромеханическая постоянная
Tмц=Jполн*Rэ/C2
где Jполн = Jдв+J*m/iп2+0.15*Jд- полный приведенный момент инерции системы, состоящий из момента инерции двигателя, момента инерции механизма приведенного к валу двигателя, и момента инерции передаточного механизма, учитываемого как 15% от момента инерции двигателя.
Jполн= 0,026 + 8 / 32*32 +0,15*0,026 =0,038 кг*м
Tмц= 0,038 *211,116 / 0,445 =40,5 с