- •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
Задание на курсовое проектирование
Вариант 03.33.03
Диапазон регулирования угловой скорости D=6
Статизм регулирования угловой скорости не более δ=10%
Допустимое перерегулирование угловой скорости σ=15%
Время регулирования не более tp=1,5 c
Допустимое число колебаний не более Np=2
Данные механизма для кратковременного режима работы:
Моменты сопротивления на валу механизма:
Mm1=400 H*м
Mm2=300 H*м
Mm3нач=100 Н*м
Mm3кон=280 H*м
Mm4=400 H*м
Интервалы времени: t1=10мин,t2=40мин,t3=5мин,t4=10мин
Момент инерции механизма Jm=8кг*м2
Максимальная угловая скорость механизма mmax= 7с-1
Данные редуктора:
Передаточное отношение Iп=32
КПД ηп=0,92
Раздел 1. Выбор электрооборудования
В современном автоматизированном электроприводе можно условно выделить два канала распространения сигналов:
- канал управления (информационный канал), по которому передаются сигналы управления со входа привода к объекту управления. Элементами канала управления являются датчики, корректирующие устройства, усилители напряжения и мощности, исполнительные устройства и силовой редуктор;
- силовой канал, по которому преобразуемая энергия распространяется от источника питания к объекту управления. Силовой канал привода включает в себя источники питания, преобразовательные устройства электродвигательные устройства, исполнительные элементы, силовой редуктор, выходные цепи усилителей мощности.
Таким образом, некоторые элементы привода являются общими для канала управления и силового канала.
Назначение силового канала состоит в преобразовании энергии источника питания в механическую энергию движения объекта управления (выходного вала привода), а назначение информационного канала - в управлении потоком энергии в силовом канале.
Выбор двигателя будем проводить на основе метода эквивалентного момента.
выбор электрооборудования включает следующие этапы:
• анализ характера изменения возмущающих моментов;
• расчет мощности и выбор электродвигателя по требуемым максимальным значениям параметров движения;
• проверка правильности выбора электродвигателя по перегрузочной способности и тепловому режиму;
• выбор элементов силового комплектного тиристорного преобразователя;
• расчет параметров системы «тиристорный преобразователь -двигатель постоянного тока».
1.1. Выбор электродвигателя
1.1.1. Определение режима работы электродвигателя
Характер нагрузки производственного механизма определяет режим работы электродвигателя. Всего различают восемь режимов работы электродвигателей от Sl до S8.
Различают продолжительный режим работы (Sl) электрической машины, который имеет место при неизменной нагрузке, продолжающейся столько времени, что температура ее достигает установившегося значения.
В подобном режиме работают двигатели привода ряда машин и механизмов, к которым можно отнести центробежные насосы с постоянными значениями высоты всасывания, давления в напорном трубопроводе и производительности, вентиляторы, транспортеры с постоянной массой транспортируемых материалов, большинство металлорежущих станков и др.
Кратковременный режим работы (S2) — это режим, при котором периоды неизменной номинальной нагрузки чередуются с периодами отключения машины; при этом периоды нагрузки не настолько длительны, чтобы превышения температуры машины могли достигнуть установившихся значений, а периоды остановки настолько длительны, что все части ее охлаждаются до температуры окружающей среды.
Стандартизованы следующие продолжительности рабочего периода 10, 30, 60 и 90 мин. Они указываются в обозначении режима, например, S2-10 мин.
В подобном режиме работают электродвигатели привода механизмов разводки мостов, подъема щитов плотин, опускания шлюзов, поворота лотков в инкубаторах и др.
Повторно-кратковременным режимом работы (S3) называется режим, при котором кратковременные периоды неизменной номинальной нагрузки (рабочие периоды) чередуются с периодами отключения машины (паузами), причем как рабочие периоды, так и паузы не настолько длительны, чтобы превышения температуры могли достигнуть установившихся значений. В этом режиме работы продолжительность цикла не превышает 10 мин, и режим характеризуется относительной продолжительностью включения (ПВ) в %,
Стандартные значения относительной продолжительности включения составляют 15, 25, 40 и 60% при общей продолжительности цикла не больше 10 мин.
Пусковые потери в этом режиме практически не оказывают влияния на повышение температуры частей машины.
Рис. 1.2. Нагрузочная диаграмма механизма.(продолжительный режим)