- •Курсовая работа по теории автоматического управления
- •Техническое задание на курсовую работу
- •Глава 1. Расчет и выбор силовых элементов
- •Выбор электродвигателя
- •Выбор силового преобразователя
- •Выбор сглаживающего дросселя
- •Определение коэффициентов передачи и постоянных времени силовых элементов
- •Глава 2. Компановка и расчет статики сау
- •2.1. Выбор структуры сау
- •2.2. Построение функциональной схемы сау
- •2.3. Расчет статических характеристик сау
- •2.4. Выбор элементов сау и расчет параметров обратных связей
- •Глава 3. Синтез и расчет динамики сау
- •3.1. Составление передаточных функций звеньев сау
- •3.2 Построение структурной динамической схемы и синтез регуляторов
- •Результаты моделирования
- •Расчет показателей качества в системе
- •Литература
Государственный комитет по высшей школе РФ
Санкт-Петербургский институт машиностроения
Технологический факультет
Кафедра электротехники, вычислительной техники и автоматики
Курсовая работа по теории автоматического управления
Тема: Разработка и исследование двухконтурной структуры подчиненного регулирования,
скорости электропривода постоянного тока
Выполнил студент Осипова Н.Н.
Курс 3 Группа з32704/1 Шифр
Руководитель работы к.т.н.,д-нт Шарякова О.Л.
Работа допущена к защите__________________________
Работа защищена с оценкой ________________________
Дата /________ / Подпись руководителя /___________ /
Санкт-Петербург 2009г.
Техническое задание на курсовую работу
Выполнить расчеты статики, произвести оптимизацию динамики САУ и исследовать переходные процессы в синтезированной системе при управляющих и возмущающих воздействиях машинными (расчетно-аналитическими) методами.
Базовая структура САУ – двухконтурная САР скорости ЭП. Приводной электродвигатель постоянного тока
независимого возбуждения. Тип двигателя – 2ПФ315МУХЛ4/, его номинальное напряжение Uя.н. = 440 В. Питание ЭП осуществляется от сети трехфазного тока 380/220 В,
50 Гц.
Момент сопротивления производственного механизма не зависит от скорости и изменяется в статике от Mcmin = 0.2 Mн до Mcmax = Mн, где Mн – номинальный момент двигателя.
В динамике момент сопротивления изменяется скачком на величину 0.5 Mн.
Приведенный к валу двигателя момент инерции механизма Jм = , где Jд – момент инерции двигателя.
Требования к САУ:
-диапазон управления скоростью = ;
- статическая ошибка замкнутой системы с.з. = % ;
-перерегулирование при единичном управляющем воздействии б 43 % ;
- динамическая ошибка при возмущающем воздействии д.з. = 5 % ;
- время переходных процессов t п.п. 0.5 с.
Глава 1. Расчет и выбор силовых элементов
Выбор электродвигателя
Технические данные электродвигателя постоянного тока 2ПФ315LУХЛ4:
- мощность Pн =120 кВТ ;
- номинальное якорное напряжение Uя.н. = 440 В ;
- частота вращения nн =1060 об/мин, nmax = 2400 об/мин ;
- ток якоря Iя.н. =305 А ;
- КПД = 88,2% ;
- сопротивление обмотки якорной цепи Rд =0,025 Ом ;
- сопротивление обмотки возбуждения Rв =32,5 Ом ;
- число проводников якоря Nя = 250 ;
- число витков обмотки возбуждения в.п. = 790 ;
- момент инерции Jд = 6,0 кгм²
Индуктивность цепи якоря двигателя приближенно может быть расчитана по формуле Линвиля-Уманского:
Uя.н. Kк 440*0,25
Lд = = = 0,0016253 Гн,
Iя.н. ωн Pп 305*110,95*2
где Iя.н. – номинальный ток якоря ;
ωн – номинальная угловая скорость двигателя ;
Pп - число пар полюсов ;
Kк - коэффициент компенсации (при наличии компенсационной обмотки Кк = 0.25…0.3,
при ее отсутствии Кк = 0.4…0.6).
ωн – неизвестно, вычислим его по формуле:
2nн 2*3,14*1060
ωн = = =110,95 cֿ¹ ,
60 60
где nн – номинальная частота вращения.
Рассчитаем активное сопротивление якорной цепи двигателя Rд при температуре равной 150 °с
Rд150°с = 1.2 Rд20°с = 1.2 = 0,03Ом ,
где Rд20°с – активное сопротивление якорной цепи двигателя Rд при температуре равной 20 °с