Суммарная постоянная времени обмоток якорей генератора и двигателя

Т_я = L_я /R_гд75 = 0,00179 / 0,04876 = 0,0367 с.

Номинальное напряжение на выходе тиристорного возбудителя U_в.ном = 220 В, напряжение управления U_y.ном = 10 В. Постоянная времени тиристорного возбудителя Т_в = 0,125 с.

Коэффициент усиления тиристорного возбудителя

k_в= U_в.ном / U_у.ном = 220/10 = 22.

Коэффициент усиления генератора:

k_г = U_г.ном / U_в.ном = 380/220 = 1,7273.

Постоянную времени генератора Т_г принимаем равной 0,52 с.

Активное сопротивление двигателя при температуре 15 С

R_д15 = R_яд+ R_ДПд = 0,013 + 0,00525 = 0,01825 Ом.

Активное сопротивление двигателя при температуре 75 С

R_д75 = 1,1 R_д15 [1 + (75 – 15)] =

= 1,1  0,01825  [l + 0,004 (75 – 15)] = 0,0249 Ом.

Рассчитаем момент инерции механизма J₂ (исполнительного органа рабочей машины), зная моменты инерции рукояти J_р = 0,41 кгм², ковша J_к = 0,45 кгм² и породы J_пор = 0,56 кгм², определенные из нагрузочных и скоростных характеристик.

J₂ = J_мех = J_р + J_к + J_пор = 0,41 + 0,45 + 0,56 = 1,42 кгм².

Суммарный момент инерции двигателя и механизма

J_ = J₁+ J₂ = 15 + 1,42 = 16,42 кг  м²,

где J₁ = 15 кгм² – момент инерции двигателя.

Напряжение управления тиристорным возбудителем при номинальном напряжении на двигателе

U_у = U_ном /k_в k_г = 370/(221, 7273) = 9,7367 В.

Определим коэффициенты обратной связи по току, ЭДС и постоянные времени. При этом учитываем, что максимальный ток якоря двигателя I_я.max = 1500 A.

Коэффициент обратной связи по току

k_о.т = U_у.ном / I_я.max = 10 /1500 = 0,006667 В.

Коэффициент обратной связи по ЭДС

k_о.э = U_ДЭном / U_ном = 10 / 370 = 0,02703.

Малая некомпенсируемая постоянная времени

Т_ = Т_в + Т_я = 0,125 + 0,0367 = 0,1617 с.

Постоянная времени интегрирования ПИ-регулятора тока

Электромеханическая постоянная времени

Т_м = J_R _я / (С_м)² = 16,420,04876 /4,353² = 0,04225 с.

3. Предварительное задание

3.1. Изучить структуру системы тиристорый возбудитель – генератор – двигатель.

3.2. Получить выражения для синтеза регуляторов тока и ЭДС в системе ТВ-Г-Д.

3.3. Произвести расчет параметров системы ТВ-Г-Д для электропривода напора экскаватора.

4. Рабочее задание

4.1. Создать модель системы ТВ-Г-Д для снятия переходных процессов и механических характеристик электропривода напора экскаватора, приведенную на рис. 4, используя блоки библиотеки Simulink.

4.2. Установить в модели значения коэффициента передачи регулятора ЭДС Кре = 5,14, коэффициента обратной связи по току Кot = 0,006667 и постоянной Сm = 4,353. Конечное значение момента Мс установить равным 2546,5, время наброса нагрузки – 0,25 с. Время окончания моделирования – 25 с.

4.3. В блоке Saturation установить верхний предел 10; установить нижний предел -10.

4.4. Установив значение сигнала задания ЭДС Uzе = 10 В, получить переходные процессы изменения сигналов на выходах регуляторов ЭДС Upe и тока Upt, напряжений с выходов тиристорного возбудителя Utv и генератора Ug, противоЭДС E, тока якоря Ia, момента М и скорости w двигателя.

4.5. Определить установившиеся значения напряжения с выхода генератора Ug, противоЭДС E, тока якоря Ia, момента М, скорости w двигателя и сравнить их с номинальными значениями U_ном, Е_ном, I_я.ном, М_ном, _ном.

4.6. Устанавливая значения сигнала задания ЭДС Uzе равными 8, 6, 4, 2, получить с помощью осциллографа Scope переходные процессы изменения скорости привода w. Определить время переходного процесса t_п.п. и перерегулирование .

4.7. В блоке Ramp установить наклон характеристики (Slope), равный 500. Время начала пуска (Start Time) установить равным 2.

4.8. Устанавливая значения сигнала задания ЭДС Uzе1 равными 10, 8, 6, 4, 2, получить семейство механических характеристик электропривода напора экскаватора с помощью плоттера XY Graph.

4.9. Создать модель системы тиристорый возбудитель – генератор – двигатель для снятия переходных процессов и механических характеристик электропривода подъема экскаватора, приведенную на рис. 5.

4.10. Установить в модели значения коэффициента обратной связи по току Кot = 0,004 и постоянной Сm = 4,343. Конечное значение момента Мс установить равным 3700, время наброса нагрузки – 0,2 с. Время окончания моделирования – 30 с.

4.11. В блоке Saturation установить верхний предел 10; установить нижний предел -10.

4.12. Установив значение сигнала задания ЭДС Uzе = 8 В, получить переходные процессы изменения сигналов на выходах регуляторов ЭДС Upe и тока Upt, напряжений с выходов тиристорного возбудителя Utv и генератора Ug, противоЭДС E, тока якоря Ia, момента М и скорости w двигателя.

4.13. Устанавливая значения сигнала задания ЭДС Uzе равными 6, 4, 2, получить с помощью осциллографа Scope переходные процессы изменения скорости привода w. Определить время переходного процесса t_п.п. и перерегулирование .

4.14. В блоке Ramp установить наклон характеристики (Slope), равный 500. Время начала пуска (Start Time) установить равным 1.

4.15. Устанавливая значения сигнала задания ЭДС Uzе1 равными 8, 6, 4, 2, получить семейство механических характеристик электроприво­да подъема экскаватора с помощью плоттера XY Graph.

4.16. Сделать вывод о характере переходных процессов и жесткости механических характеристик в системе тиристорый возбудитель – генератор – двигатель.

4.17. Составить отчет по работе.