- •Задание на курсовой проект
- •Введение
- •1 Расчет и исследование исходной системы автоматического регулирования скорости электропривода
- •1.1 Разработка структурной схемы автоматической системы
- •1.2 Статический расчет системы
- •1.3 Исследование устойчивости системы
- •1.3.1 Определение устойчивости исходной разомкнутой сар скорости электропривода с использование логарифмических частотных характеристик (лчх)
- •1.3.2 Исследование устойчивости исходной замкнутой сар скорости электропривода с использование критерия Михайлова
- •1.3.3 Расчет предельного коэффициента усиления сар
- •1.4 Временной анализ исходной системы автоматического регулирования скорости электропривода
- •1.5 Частотный анализ разомкнутой исходной системы автоматического регулирования скорости электропривода
- •1.6 Частотный анализ замкнутой исходной системы автоматического регулирования
- •1.7 Связь временных показателей качества исходной системы автоматического регулирования скорости электропривода с частотными показателями качества
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