.RU

Автоматизированный электропривод цепного транспортера


Автоматизированный электропривод цепного транспортера
Цепной транспортер предназначен для перемещения готового сорто­вого проката (рельсы, балки и т.н.) с рольганга на стеллаж охлаждения, от­куда изделия переносятся краном на склад готовой продукции. Кинемати­ческая схема транспортера показана на рис.4. Транспортер состоит из па­раллельных цепей между ведущими и ведомыми валами со звездочками колес сцепления. На цепях закреплены опрокидывающиеся заторы для за­хвата транспортируемого металла. Между ведущим валом и двигателем находится понижающий редуктор.

Исходное положение транспортера соответствует установке упоров между линией рольганга и ведомого вала. При наличии металла на оста­новленном рольганге транспортер приводится в движение и, захватив упо­рами изделие, перемещает его по направляющим (на рис.1 не показаны) на стеллаж, затем реверсируется и возвращается в исходное положение. Если при этом на рольганге появилось новое изделие, то упоры при соприкосно­вении с ним опрокидываются и проходят под изделием, а затем пружин­ным приводом возвращаются в исходное положение. Электропривод цеп­ного транспортера работает в повторно-кратковременном режиме с пере­менной нагрузкой.

Рабочий цикл цепного транспортера включает в себя:




рис.1 Кинематическая схема цепного транспортера


Таблица 1
^ Исходные данные по цепному транспортёру

Параметр

Обозначение

Значение

Масса подвижной части транспортера, т



2,7

Масса транспортируемого металла, т



0,6

Рабочий путь транспортера, м



5,8

Рабочая скорость, м/с



1,4

Радиус цапф, м



0,08

Радиус зацепления звездочек, м



0,2

Момент инерции транспор­тера, относительно оси ве­дущего вала, кг м2



1,32

Продолжительность вклю­чения, %

ПВ

48

Путь подхода упоров к из­делию, м



0,4

Отношение обратной ско­рости к рабочей скорости



2

Отношение пониженной скорости к рабочей скорости



0,5

Коэффициент трения в| подшипниках



0,05

Коэффициент трения металла о направляющие



0,4

КПД механических передач при рабочей нагрузке



0,95

КПД механических передач при работе на холостом ходу



0,5


^ Цепной транспортер


Построим нагрузочную диаграмму цепного транспортера (график статических усилий перемещения рабочего органа механизма). Расчет времени участков цикла на этапе предварительного выбора двигателя вы­полняем приблизительно, т.к. пока нельзя определить время разгона и за­медления (суммарный момент инерции привода до выбора двигателя неиз­вестен).

Пониженная скорость транспортера:



Скорость обратного хода транспортера:



Усилие трения в подшипниках ведущего и ведомого валов, приведенное к радиусу звездочки (усилие холостого хода):



где  - ускорение свободного падения ( =9,81 м/с").

Усилие трения изделия о направляющие:




Суммарное усилие транспортировки изделия:



Время транспортировки (приблизительно):



Время подхода упоров к изделию (приблизительно):



Время возврата упоров (приблизительно)



Время работы в цикле (приблизительно)




Время паузы в цикле (приблизительно)





Эквивалентное статическое усилие за время работы в цикле:



При расчете требуемой номинальной мощности двигателя предпола­гаем, что будет выбран двигатель, номинальные данные которого опреде­лены для повторно-кратковременного режима работы и стандартного зна­чения продолжительности включения ПВы=40%. Номинальной скорости двигателя должна соответствовать скорость обратного хода транспортера, которая является максимальной скоростью в заданном рабочем цикле. Та­кое соответствие объясняется тем, что принято однозонное регулирование скорости, осуществляемое вниз от номинальной скорости двигателя.

^ Расчетная номинальная мощность двигателя




Предварительный выбор двигателя и расчет его параметров

Выбираем двигатель серии Д.номинальные данные двигателей этой серии приведены в прил.1. Для цепного транспортера выбираем двигатель с естественным охлаждением, номинальные данные которого определены для повторно-кратковременного режима работы с продолжительностью включения 40%.

Выбираем один двигатель, номинальная мощность которого не меньше расчетной номи­нальной мощности и наиболее близка к ней.

.

Данные двигателя сводим в таблицу (табл2).


Таблица 2
^ Данные выбранного двигателя



Параметр

Обозначение

Значение

Мощность номинальная кВт



9.5

Номинальное напряжения якоря В



220

Номинальный ток якоря



51

Номинальная частота вращения об/мин.



800

Максимально допустимый момент, Нм



319

Сопротивление обмотки якоря (Т-20 °С), Ом



0.2

Сопротивление обмотки добавочных полю­сов (Т-20 °С) Ом



0.08

Момент инерции якоря двигателя



0.425

Число пар полюсов



2

Максимально допустимый коэффициент пульсаций тока якоря




0.15



Для последующих расчетов потребуется ряд дополнительных дан­ных двигателя.

Сопротивление цепи якоря двигателя, приведенное к рабочей темпе­ратуре:



где кт - коэффициент увеличения сопротивления при нагреве до рабочей температуры  = 1,38 для изоляции класса Н при пересчете от 20°С).

Номинальная ЭДС якоря:



Номинальная угловая скорость:



Конструктивная постоянная двигателя, умноженная на номиналь­ный магнитный поток:



Номинальный момент двигателя:




Момент холостого хода двигателя:



Индуктивность цепи якоря двигателя:



В формуле коэффициент С принимается 0,6
^ Расчет передаточного числа редуктора
Расчет передаточного числа редуктора  выполняется так, чтобы максимальной скорости рабочего органа механизма соответствовала номи­нальная скорость двигателя.

Для привода цепного транспортера:



Расчет и построение нагрузочной диаграммы двигателя

Для проверки предварительно выбранного двигателя по нагреву вы­полним построение упрощенной нагрузочной диаграммы двигателя (т.е. временной диаграммы момента двигателя без учета электромагнитных пе­реходных процессов). Для ее построения произведем приведение моментов статического сопротивления и рабочих скоростей к валу двигателя, опре­делим суммарный момент инерции привода и зададимся динамическим моментом при разгоне и замедлении привода. Рассмотрим расчет нагру­зочной диаграммы двигателя отдельно для каждого производственного ме­ханизма, предложенного в курсовом проекте. По результатам расчета строится нагрузочная диаграмма, а также тахограмма двигателя. Диаграм­мы необходимо строить с соблюдением масштаба. Длинные участки уста­новившихся режимов на диаграммах можно не показывать полностью, а сделать разрыв.
^ Цепной транспортер


Момент статического сопротивления при транспортировке, приве­денный к валу двигателя:



Момент статического сопротивления при работе на холостом хо­ду, приведенный к валу двигателя:



Пониженная скорость, приведенная к валу двигателя:




Скорость прямого хода, приведенная к валу двигателя:



Скорость обратного хода, приведенная к вшу двигателя:



Суммарный момент инерции механической части привода



Модуль динамического момента двигателя по условию максималь­ного использования двигателя по перегрузочной способности:



где к - коэффициент, учитывающий увеличение максимального момента на уточненной нагрузочной диаграмме; к=0,95.

Ускорение вала двигателя в переходных режимах



Ускорение транспортера в переходных режимах:



Разбиваем нагрузочную диаграмму на 9 интервалов. Общий вид тахограммы и нагрузочной диаграммы двигателя показан на рис. . Выпол­ним расчет нагрузочной диаграммы.

Интервал 1. Разгон до пониженной скорости.

Продолжительность интервала 1:



Путь, пройденный на интервале 1



Момент двигателя на интервале 1




Интервал 4. Разгон от пониженной скорости до скорости прямого хода

Продолжительность интервала 4:



Путь, пройденный на интервале 4:



Момент двигателя на интервале 4:



Интервал 6. Замедление от скорости прямого хода до остановки.

Продолжительность интервала 6:



Путь, пройденный столом на интервале 6



Момент двигателя на интервале 6:



Интервал 7. Разгон до скорости обратного хода.

Продолжительность интервала 7:



Путь, пройденный столом на интервале 7:



Момент двигателя на интервале 7:



Интервал 9. Замедление от скорости обратного хода до остановки.

Продолжительность интервала 9:




Путь, пройденный столом на интервале 9:



Момент двигателя на интервале 9:



Интервал 2. Подход упоров к заготовке с пониженной скоростью.

Путь, пройденный на интервале 2:


Продолжительность интервала 2:



Момент двигателя на интервале 2



Интервал 3. Транспортировка на пониженной скорости.

Путь, пройденный на интервале 3 (принимается):



Продолжительность интервала 3:



Момент двигателя на интервале 3



Интервал 5. Транспортировка на скорости прямого хода.

Путь, пройденный на интервале 5:



Продолжительность интервала 5:



Момент двигателя на интервале 5:



Интервал 8. Возврат упоров со скоростью обратного хода.

Путь, пройденный на интервале 8:



Продолжительность интервала 8:


^


Проверка двигателя по нагреву


Для проверки выбранного двигателя по нагреву используем метод эквивалентного момента.

Используя нагрузочную диаграмму двигателя, определяем эквива­лентный по нагреву момент за время работы в цикле.



где n - число интервалов нагрузочной диаграммы, на которых двигатель находится в работе (интервалы пауз не учитываются).

Для механизмов, работающих в повторно-кратковременном режиме (лифт, сталкиватель блюмов и цепной транспортер), продолжительность включения в рабочем цикле отличается от номинальной продолжительно­сти включения двигателя. Поэтому для этих приводов необходимо выпол­нить приведение эквивалентного момента к номинальной продолжитель­ности включения двигателя.




Проверка теплового состояния двигателя осуществляется сравнени­ем приведенного эквивалентного момента с номинальным моментом дви­гателя. Двигатель проходит по нагреву, если выполняется неравенство:




^ Выбор тиристорного преобразователя
Для обеспечения реверса двигателя и рекуперации энергии в тор­мозных режиму выбираем двухкомплектный реверсивный преобразова­тель для питания цепи якоря. Принимаем встречно-параллельную схему соединения комплектов и раздельное управление комплектами'. Выбираем трехфазную мостовую схему тиристорного преобразователя. Проектирова­ние самого тиристорного преобразователя не входит в задачи курсового проекта Поэтому выбираем стандартный преобразователь, входящий в состав комплектного тиристорного электропривода КТЭУ:






^ Выбор силового трансформатора
При трансформаторном варианте связи с сетью следует выбрать трансформатор типа ТСП - трехфазный двухобмоточный сухой с естест­венным воздушным охлаждением открытого исполнения (или ТСЗП - за­щищенного исполнения). Номинальный вторичный ток трансформатора  должен соответствовать номинальному току тиристорного преобразователя
. Эти токи для трехфазной мостовой схемы преобразователя связаны по формуле:





Тип трансформатора

ТСП-25/0.7-УХЛ4

Схема соединения первичных и вторичных обмоток

Звезда\треугольник

Номинальная мощность 

29.1

Номинальное линейное напряжение первичных обмоток 

380

Номинальное линейное напряжение вторичных обмоток 

205

Номинальный линейный ток вторичных обмоток 

82

Мощность потерь короткого замыкания 

1100

Относительное напряжение короткого замыкания 

5.5 %



Рассчитаем параметры трансформатора.


Коэффициент трансформации:



Номинальный линейный ток первичных обмоток



Активное сопротивление обмоток одной фазы трансформатора:



Активная составляющая напряжения короткого замыкания



Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания




Индуктивное сопротивление обмоток фазы трансформатора:



Индуктивность обмоток одной фазы



где  угловая частота сети (при частоте питающей сети 50 Гц Ц=314 рад/с).


^ Выбор сглаживающего реактора


Сглаживающий реактор включается в цепь выпрямленного тока пре­образователя с целью уменьшения переменной составляющей тока (пуль­саций). Пульсации выпрямленного тока должны быть ограничены на уров­не допустимого значения для выбранного двигателя. Максимально допус­тимый коэффициент пульсации  задается в числе данных двигателя и представляет собой отношение действующего значения переменной со­ставляющей тока якоря к его номинальному значению. Для расчета индук­тивности сглаживающего реактора определим требуемую индуктивность всей главной цепи системы тиристорный преобразователь - двигатель» по условию ограничения пульсаций.

^ ЭДС преобразователя при угле управления 



где - коэффициент, зависящий от схемы преобразователя (для трехфаз­ной мостовой схемы Ке=1,35).

^ Минимальная эквивалентная индуктивность главной цепи по усло­вию ограничения пульсаций выпрямленного тока:



Где  - коэффициент пульсаций напряжения (для трехфазной мостовой схемы );

р - пульсность преобразователя (для трехфазной мостовой схемы р=б).

Расчетная индуктивность сглаживающего реактора



Расчетная индуктивность отрицательная сглаживающий реактор не требуется.


^ Расчет параметров силовой части электропривода в абсолютных единицах
Главную цепь системы «тиристорный преобразователь - двигатель» можно представить в виде схемы замещения (рис 2). В главной цепи дей­ствуют ЭДС преобразователя  и ЭДС якоря двигателя  На схеме за­мещения показаны активные сопротивления якорной цепи двигателя , двух фаз трансформатора , а также фик­тивное сопротивление , обусловленное коммутацией тиристоров. Кроме того, представлены индуктивности якорной цепи двигателя сглажи­вающего реактора  и двух фаз трансформатора. Направления тока и ЭДС соответствуют двигательному режиму электропривода



Рис2 Схема замещения главной цепи

От исходной схемы замещения переходим к эквивалентной схеме (рис 3), где все индуктивности объединяются в одну эквивалентную ин­дуктивность , а все активные сопротивления - в одно эквивалентное со­противление 



Рис 3 Эквивалентная сема замешения

Определим параметры силовой части в абсолютных (т.е. физических) единицах.

Фиктивное сопротивление преобразователя, обусловленное коммутацией тиристоров:



Эквивалентное сопротивление главной цепи:



Эквивалентная индуктивность главной цепи:



Электромагнитная постоянная времени главной цепи:




Электромагнитная постоянная времени цепи якоря двигателя:



Коэффициент передачи преобразователя



где - напряжение на входе системы импульсно-фазового управления тиристорного преобразователя (напряжение управления), при котором угол управления равен нулю и ЭДС преобразователя в режиме непрерыв­ного тока максимальна. В проекте примем 
^ Выбор базисных величин системы относительных единиц
При рассмотрений модели силовой части электропривода как объек­та управления параметры и переменные электропривода удобно перевести в систему относительных единиц. Переход к относительным единицам осуществляется по формуле



где  - значение в абсолютных (физических) единицах; -базисное зна­чение (также в абсолютных единицах); у - значение в относительных еди­ницах.

Принимаем следующие основные базисные величины силовой части электропривода:





■ базисный момент:


■ базисный магнитный поток:




Базисный ток и базисное напряжение регулирующей части электро­привода выбираются так, чтобы они были соизмеримы с реальными уров­нями токов и напряжений в регулирующей части. В проекте рекомендуется принять:

■ базисное напряжение системы регулирования:



■ базисный ток системы регулирования



Рассчитаем производные базисные величины:

■ базисное сопротивление для силовых цепей:



базисное сопротивление для системы регулирования



Механическая постоянная времени электропривода зависит от сум­марного момента инерции и принятых базисных значений скорости и мо­мента:




^ Расчет параметров силовой части электропривода в относительных единицах
На рис.4 показана структурная схема модели силовой части элек­тропривода как объекта управления. Переменные модели выражены в от­носительных единицах. В модель входят следующие звенья:

Входные величины модели представляют собой управляющее воз­действие  (сигнал управления на входе преобразователя) и возмущающее воздействие  (момент статического сопротивления на валу двигателя).


Переменными модели являются:



Рис 4 Структурная схема объекта управления

Определим параметры электропривода в относительных единицах:

■ коэффициент передачи преобразователя:



■ эквивалентное сопротивление главной цепи



■ сопротивление цепи якоря двигателя:



■ магнитный поток двигателя:


^ Расчет коэффициентов передачи датчиков
Рассчитаем коэффициенты передачи датчиков в абсолютных едини­цах так, чтобы при максимальном значении величины, измеряемой датчи­ком, напряжение на выходе датчика было равно базисному напряжению регулирующей части.

^ Коэффициент передачи датчика тока:



где - максимальный ток якоря по перегрузочной способности двига­теля. Максимальный ток определяется по формуле





^ Коэффициент передачи датчика напряжения:



Коэффициент передачи датчика скорости :



Рассчитаем коэффициенты датчиков в относительных единицах.

^ Коэффициент передачи датчика тока:



Коэффициент передачи датчика напряжения:



Коэффициент передачи датчика скорости:


^ Выбор типа системы управления электроприводом
Рассмотрим функциональную схему системы управления электро­приводом (рис.). Система управления электроприводом представляет собой двухконтурную систему автоматического регулирования (САР) ско­рости. Внутренним контуром системы является контур регулирования тока якоря, внешним и главным контуром - контур регулирования скорости.Для проектируемого электропривода выбираем однократную систе­му регулирования скорости. Однократная САР скорости по сравнению с двукратной не обладает астатизмом по возмущающему воздействию (мо­менту сопротивления), однако для проектируемой системы обеспечение такого астатизма не требуется. Однократная САР скорости обладает луч­шими динамическими свойствами по сравнению с двукратной САР. Для контуров регулирования тока якоря и скорости применяется настройка на модульный оптимум. Данную настройку обеспечивают пропорционально-интегральный регулятор тока (РТ) и пропорциональный регулятор скоро­сти (РС). Плавное ускорение и замедление привода обеспечиваются с по­мощью задатчика интенсивности (ЗИ). Для разгона или торможения при­вода задатчик интенсивности формирует линейно изменяющийся во вре­мени сигнал задания на скорость. Сигналы обратных связей поступают в систему регулирования от датчиков тока якоря (ДТ), напряжения якоря (ДН) и скорости (ДС). Датчи­ки состоят из измерительного элемента и устройства согласования. Изме­рительным элементом для датчика тока якоря является шунт в цепи якоря для датчика напряжения - делитель напряжения Rд, для датчика скоро­сти - тахогенератор (ТТ). Устройство согласования обеспечивает необхо­димый коэффициент передачи датчика и гальваническую развязку силовых Цепей от цепей управления. Косвенный датчик ЭДС (ДЭ) вычисляет ЭДС якоря по сигналам датчиков тока и напряжения. Сигнал ЭДС через звено компенсации (ЗК) подается на вход регулятора тока, что требуется для компенсации отрицательного влияния ЭДС якоря на процессы в контуре тока



Рис 5 Функциональная схема системы управления Электроприводом

Некомпенсируемая постоянная времени закладывается в фильтрах Ф1 и Ф2. Эти фильтры обеспечивают защиту объекта управления от высо­кочастотных помех. Величина принятая при проектировании системы, определяет быстродействие контура регулирования тока и всей системы в целом.

Управляющим воздействием на объект управления (силовую часть электропривода) является напряжение управления. Напряжение управ­ления подается на вход системы импульсно-фазового управления тири­сторного преобразователя, которая регулирует угол управления, т.е. фазу подачи управляющих импульсов на тиристоры.

Нелинейные элементы НЭ1 и НЭ2 предназначены для ограничения координат системы. Элемент НЭ1 ограничивает выходной сигнал регуля­тора тока, а следовательно, напряжение управления преобразователя и его выходную ЭДС. Элемент НЭ2 ограничивает выходной сигнал регулятора скорости, тем самым ограничивается сигнал задания тока и сам ток якоря.
^ Расчет регулирующей части контура тока якоря
Расчет параметров математической модели контура тока

Рассмотрим структуру и выполним расчет параметров модели конту­ра тока, используя систему относительных единиц. Структурная схема контура тока представлена на рис . В контуре тока находятся звенья ре­гулятора тока (РТ), фильтра (Ф), тиристорного преобразователя (ТП) и главной цепи (ГЦ). На структурной схеме фильтр показан внутри контура, что эквивалентно наличию фильтра в цепи задания и обратной связи (см. рис 6 ). Обратная связь по току при рассмотрении относительных величин принимается единичной. На процессы в контуре тока влияет ЭДС якоря двигателя, которую можно считать возмущающим воздействием. При от­сутствии ЭДС якоря (якорь неподвижен) в контуре тока можно рассматри­вать одно звено объекта управления с передаточной функцией:




Рис 6 Структурная схема регулирования тока якоря

Некомпенсируемую постоянную времени  принимаем 0,01 с.

При синтезе регулятора тока влияние ЭДС якоря не учитывается. Передаточная функция регулятора тока находится по условию настройки контура на модульный оптимум:



Получаем передаточную функцию ПН-регулятора. Из (6)-(7) следу­ет, что параметры регулятора тока находятся по следующим формулам:





Контур регулирования тока при настройке на модульный оптимум описывается передаточной функцией фильтра Баттерворта 2-го порядка:



Влияние ЭДС якоря приводит к появлению статической ошибки по току, что ухудшает качество системы. Для компенсации данного влияния вводится положительная обратная связь по ЭДС якоря. Структурная схема контура тока с компенсацией ЭДС представлена на рис 8. При выносе фильтра из контура он должен оказаться в цепи задания на ток (Ф1), в цепи обратной связи по току (Ф2) и в цепи обратной связи по ЭДС, где его удобно объединить с датчиком ЭДС. Таким образом, датчик ЭДС имеет небольшую инерционность, что является необходимым, т.к. безынерцион­ный датчик ЭДС реализовать невозможно.



Рис7

Компенсирующий сигнал, подается на вход регулятора тока, а непосредственно в точку действия ЭДС якоря (между звеньями ТП и ГЦ). Поэтому влияние звенев регулятора тока и преобразователя на прохождение компенсирующего сигнала необходимо устранить . Это достигается за счет включения в цепь обратной связи по ЭДС звена компенсации определяется по формуле



Таким образом, звено компенсации является реальным дифференци­рующим звеном. Параметры звена компенса­ции находятся по следующим формулам:






В результате компенсации ЭДС статическая ошибка по току устра­няется.

ЭДС якоря двигателя недоступна для прямого измерения. Косвенный датчик ЭДС якоря использует сигналы тока и напряжения якоря. Связь между током, напряжением и ЭДС якоря следует из уравнения электриче­ского равновесия для якорной цепи. В области изображений по Лапласу это уравнение имеет вид:




Реализовать датчик ЭДС в полном соответствии невозможно, т.к. требуется идеальное форсирующее звено. Поэтому внесем в датчик инерционное звено с постоянной времени. В результате уравнение дат­чика ЭДС принимает вид:



В статическом режиме формулы и дают одинаковый резуль­тат. Уравнению соответствует структурная схема датчика ЭДС, пока­занная на рис 8. Также на рис. 8показано звено компенсации.



Рис8 Структурная схема датчика ЭДС и звена компенсации
^ Конструктивный расчет датчика ЭДС и звена компенсации
В аналоговых системах автоматического управления электроприво­дами реализация регуляторов и других преобразователей сигналов осуще­ствляется на базе операционных усилителей.Принципиальная схема датчика ЭДС и звена компенсации показана на рис. Фильтр в канале напряжения реализуется на элементах , ,. Форсирующее звено в канале тока реализуется на элементах, , . Операционный усилитель DАЗ предназначен для суммирования сигна­лов в датчике ЭДС, что осуществляется путем суммирования токов  и Звено компенсации выполнено на операционном усилителе DА2. Элемен­ты входной цепи и цепи обратной связи усилителя DА2 , , обеспе­чивают реализацию свойств реального дифференцирующего звена.



^ Рис 9 Принципиальная схема датчика ЭДС и звена компенсации

На рис.10 представлена структурная схема для абсолютных величин токов и напряжений, которая соответствует принципиальной схеме, показанной на рис 9 При её составлении было принято , что сопротивления  и одинаковы




^ Рис 10 Структурная схема датчика ЭДС и звена компенсации для абсолютных величин

От структурной схемы для абсолютных величин перейдем к струк­турной схеме для относительных величин (рис.11). На данной схеме показаны относительные коэффициенты датчиков напряжения и тока При пе­реходе от абсолютных величин к относительным величинам в передаточ­ных функциях входных цепей операционных усилителей появляется со­противление . В передаточных функциях цепей обратной связи опера­ционных усилителей появляются обратные величины 




^ Рис 11 Структурная схема датчика ЭДС и звена компенсации для относительных величин

Сопоставляя структурные схемы, показанные на рис. и полу­чим соотношения между параметрами математической модели датчика математической модели датчика ЭДС и звена компенсации в относительных единицах и параметров элементов принципиальной схемы.

Необходимые коэффициенты передачи обеспечиваются при выполнении условии:













^ Требуемые значения постоянных времени обеспечиваются при выполнении условий
















^ Конструктивный расчет регулятора тока
На рис. показана принципиальная схема регулятора тока и его входных цепей. Регулятор тока выполнен на операционном усилителе DА1. Последовательное включение в цепь обратной связи усилителя DА1 сопротивления и емкости обеспечивает пропорционально-интегральный тип регулятора. На входе усилителя DА1 суммируются три сигнала, приходящие по каналам задания на ток, обратной связи по току и по каналу компенсации ЭДС, путем суммирования токов , и. В цепи задания на ток и в цепи обратной связи по току установлены фильтры на элементах , , С2 и , , Сз соответственно. Нелинейный элемент НЭ1 реализуется на стабилитронах УD1 и УD2.



Рис 12 Принципиальная схема регулятора тока и его входных цепей

На рис 12 представлена структурная схема для абсолютных величин токов и напряжений, которая соответствует принципиальной схеме, показанной на рис. . При составлении структурной схемы предполагалось сопротивления, и, а также  и одинаковы. От структурной схемы для абсолютных величин перейдем к структурной схеме для относительных величин (рис. 13 )



Рис 13 Структурная схема регулятора тока и его входных цепей для абсолютных величин



^ Рис14 Структурная схема регулятора тока и его входных цепей для относительных величин

Сопоставляя структурные схемы (см, рис. 13 и 14 ), получим соотно­шения между параметрами математической модели регулирующей части контура тока в относительных единицах и параметрами принципиальной схемы.

Для обеспечения единичных коэффициентов передачи в каналах задания тока, обратной связи по току и компенсации ЭДС должны выполнятся условия



  

Требуемые значения постоянных времени обеспечиваются при вы­полнении условий






^ Расчет регулирующей части контура скорости


Расчет параметров математической модели контура скорости

Рассмотрим структуру и выполним расчет параметров модели конту­ра скорости, используя систему относительных единиц. Структурная схема контура регулирования скорости представлена на рис.15 Контур регули­рования тока якоря при его настройке на модульный оптимум рассматри­ваем как одно звено с передаточной функцией (10). Контур скорости включает в себя звено регулятора скорости (РС), звено контура тока якоря (КТ), звено умножения на поток и звено механической части привода (МЧ). Обратная связь по скорости при рассмотрении относительных вели­чин принимается единичной. На объект управления действует возмущаю­щее воздействие - момент статического сопротивления, создаваемый на­грузкой на валу двигателя.



Рис 15

При синтезе регулятора скорости считаем, что момент статического сопротивления равен нулю (режим идеального холостого хода двигателя). При условии  объект управления в контуре скорости представляется одним звеном:



Передаточная функция регулятора скорости находится по условию настройки контура на модульный оптимум:



Получаем передаточную функцию П-регулятора. Коэффициент пе­редачи регулятора скорости согласно (14)-(15) находится по формуле



Однократная САР скорости является статической по возмущающему воздействию, поэтому в результате появления нагрузки на валу двигателя появляется статическая ошибка по скорости. Определим величину макси­мальной статической ошибки по скорости:



где  - максимальный по модулю статический момент на валу двига­теля в относительных единицах (см. нагрузочную диаграмму двигателя).
^ Конструктивный расчет регулирующей части контура скорости
Принципиальная схема регулирующей части контура скорости пред­ставлена на рис. . Регулятор скорости выполнен на операционном усили­теле DА4. Суммирование сигнала задания на скорость и сигнала обратной связи по скорости осуществляется путем суммирования токов и. Включение в цепь обратной связи усилителя DА4 сопротивления обес­печивает пропорциональный тип регулятора. Стабилитроны VD3, VD4 реализуют нелинейный элемент НЭ2




Рис 16 Принципиальная схема регулирующей части контура скорости

На рис 17. показана структурная схема для абсолютных величин то­ков и напряжений, соответствующая принципиальной схеме на рис. 16 .




17 Структурная схема регулирующей части контура скорости для абсолютных величин

От структурной схемы для абсолютных величин перейдем к струк­турной схеме для относительных величин (рис. 18 ).



Рис 18 Структурная схема регулирующей части контура скорости для относительных величин

Сопоставляя структурные схемы (см. рис.26 и 29), получим соотно­шения между параметрами математической модели регулирующей части контура скорости в относительных единицах и параметрами элементов принципиальной схемы.

Для обеспечения единичных коэффициентов передачи в каналах за­дания скорости и обратной связи по скорости должны выполняться условия :







Для обеспечения требуемого коэффициента передачи регулятора скорости должно выполняться условие:




^ Расчет задатчика интенсивности
Расчет параметров математической модели задатчика интенсивности

Задатчик интенсивности предназначен для формирования линейно изменяющегося во времени сигнала задания на скорость с определенным темпом. Структурная схема задатчика представлена на рис. . Темп изме­нения выходного сигнала задатчика определяется уровнем ограничения Q нелинейного элемента (НЭ) и постоянной времени интегратора (И)




Рис19 Структурная схема задатчика интенсивности

Определим параметры математической модели задатчика интенсив­ности в относительных единицах. ^ Темп задатчика:



Уровень ограничения нелинейного элемента (принимается)



^ Постоянная времени интегрирующего звена ЗИ



Коэффициент передачи в линейной зоне нелинейного элемента (принимается)




^ Конструктивный расчет задатчика интенсивности


Принципиальная схема задатчика интенсивности представлена на рис. . Нелинейный элемент реализуется на операционном усилителе DА7. Ограничение выходного сигнала обеспечивается за счет включения в цепь обратной связи усилителя DА7 стабилитронов VD5 и VD6. Интегра­тор реализуется на операционном усилителе DА6. Емкость в цепи об­ратной связи усилителя DА6 определяет постоянную времени интегратора. Усилитель DА5 предназначен для инвертирования сигнала, чтобы обеспе­чить отрицательную обратную связь, охватывающую нелинейный элемент и интегратор (см. рис.20).



Рис 20 Принципиальная Схема Задатчика интенсивности

На рис 21 показана структурная схема для абсолютных величин токов и напряжений, соответствующая принципиальной схеме на рис 20



Рис 21Структурная схема задатчика интенсивности для абсолютных величин

От структурной схемы задатчика интенсивности для абсолютных ве­личин перейдем к структурной схеме для относительных величин (рис.22 ).



Рис 22 Структурная схема задатчика интенсивности для относительных величин

Из сравнения структурных схем задатчика интенсивности (см. рис. и ) получим соотношения между параметрами математической модели и параметрами элементов принципиальной схемы задатчика.

Для обеспечения требуемой постоянной времени интегратора долж­но выполняться условие





Для обеспечения требуемого коэффициента передачи в линейной зо­не нелинейного элемента должно выполняться условие





Остальные сопротивления в схеме задатчика должны быть таковы чтобы обеспечить единичные коэффициенты передачи. Для этого должны выполняться следующие условия






Список литературы



  1. Евзеров ИХ и др. Комплектные тиристорные электроприводы: Справ./Под. ред. В.М. Перельмутера-М.: Энергоатомиздат, 1988. -319с.

  2. Томагиевский Н.И. и др. Типовые задания к курсовому проекту по основам электропривода,- Свердловск: Изд-во Свердл. инж.-пед. ин-та,

1989.-48 с,

3. Усатенко СТ., Каченюк Т.К., ТереховаМ.В. Выполнение электри­
ческих схем по ЕСКД: Справ.- 2-е изд., перераб. и доп. - М: Изд-во стан­
дартов, 1992.-316 с.

4. Чилишн М.Г., Сандлер А.С Общий курс электропривода: Учеб.
для вузов- 6-е изд., доп. и перераб - М: Энергоатомиздат, 1981- 576 с.

(5) Шрейиер Р. Т. Системы подчиненного регулирования электропри­водов. Ч. 1: Электроприводы постоянного тока с подчиненным регулиро­ванием координат: Учеб. пособие для вузов. - Екатеринбург: Изд-во Урал, гос. проф.-пед. ун-та, 1997.- 279 с.


6m070300-aparatti-zhjeler-algoritmder-derekter-rilimi-zhne-programmalau-pn-bojinsha.html
6m110500-medinali-profilaktikali-s-mamandii-bojinsha-magistraturaa-tsuge-arnalan-emtihan-sratari.html
6muzhchini-lisheni-prava-na-reproduktivnij-vibor-podobno-embrionam-oni-zavisyat-ot-edinolichnoj-vlasti-zhenshini.html
6obespechenie-vozmozhnosti-identifikacii-transportnih-sredstv-po-gosudarstvennim-registracionnim-znakam.html
6ocenka-dannih-programma-oon-po-okruzhayushej-srede-gef-regionalnaya-ocenka.html
6osnovnie-bloki-kompyutera-naznachenie-i-osnovnie-harakteristiki-centralnij-processor.html
  • lecture.bystrickaya.ru/a-s-pushkin-televidenie-stalo-obshepriznannim-chudom-xxveka-mozhno-nazvat-ego-volshebnim-zerkalom-nomnogieli-pomnyat-kak-ono-vozniklo-kak-nachalas-epoha-televideniya-materialov-poistorii-tvdostatochno-noo-stranica-3.html
  • reading.bystrickaya.ru/mbou-bulgunnyahtahskaya-sosh-imeni-s-p-efremova-mr-hangalasskij-ulus-rsya-za-2011-2012-uchebnij-god.html
  • upbringing.bystrickaya.ru/kompleksnaya-programma-razvitiya-biotehnologij-v-rossijskoj-federacii-na-period-do-2020-goda-stranica-6.html
  • textbook.bystrickaya.ru/kalendarno-tematicheskoe-planirovanie-po-kraevedeniyu-biologicheskoe-7-klass.html
  • prepodavatel.bystrickaya.ru/travmatizm-i-profzabolevaniya-osnovnie-polozheniya-bzhd.html
  • literature.bystrickaya.ru/dinamicheskaya-byurokratiya-ili-centr-upravleniya-budushim.html
  • reading.bystrickaya.ru/koncepciya-budushego-sostoyaniya-shkoli-1-strategicheskoe-samoopredelenie.html
  • education.bystrickaya.ru/232-mishechnaya-sistema-i-ee-funkcii-v-i-ilinicha-rekomendovano-ministerstvom-obshego-i-professionalnogo.html
  • write.bystrickaya.ru/eto-odna-iz-drevnejshih-dinastij-o-kotoroj-mi-znaem-ochen-malo-stranica-3.html
  • klass.bystrickaya.ru/arhtektura-ta-storya-stvorennya-najstarshih-unversitetv-vropi-chast-3.html
  • student.bystrickaya.ru/2-obrazovanie-uma-ne-pribavlyaet-stranica-16.html
  • obrazovanie.bystrickaya.ru/programma-naimenovanie-disciplini-istoriya-i-teoriya-mirovoj-i-otechestvennoj-arhitekturnoj-kulturi-rekomenduetsya-dlya-napravleniya-podgotovki-270100-arhitektura.html
  • report.bystrickaya.ru/kakogo-cveta-bivaet-krov-ilya-stogoff-revolyuciya-sejchas.html
  • teacher.bystrickaya.ru/glava-3-vozmezdie-za-miduej-i-l-bunich-vtoroj-perl-harbor-u-lord-den-pozora.html
  • literature.bystrickaya.ru/dokladi-podlezhashije-rassmotreniyu-stranica-7.html
  • crib.bystrickaya.ru/ispolzovanie-mezhdunarodnogo-marketinga-pri-opredelenii-metodov-vihoda-na-mezhdunarodnij-rinok-obrazovatelnih-uslug.html
  • control.bystrickaya.ru/edinij-tarifno-kvalifikacionnij-spravochnik-rabot-i-professij-rabochih-vipusk-1.html
  • knowledge.bystrickaya.ru/metodika-eksperimentalnogo-obucheniya-rezultati-eksperimentalnogo-obucheniya.html
  • literature.bystrickaya.ru/dogmaticheskie-sochineniya-2-stranica-3.html
  • zanyatie.bystrickaya.ru/novij-vzglyad-na-mehanizm-shamanskogo-vozdejstviya-sindrom-polyarnogo-napryazheniya-pod-obshej-redakciej-akademika-v.html
  • uchitel.bystrickaya.ru/programma-provedeniya-dnya-molodogo-izbiratelya-na-territorii-orlovskoj-oblasti-v-2012-godu.html
  • urok.bystrickaya.ru/programma-po-razvitiyu-neftegazovogo-sektora-v-respublike-kazahstan-na-2010-2014-godi-astana-2010-god-stranica-8.html
  • knigi.bystrickaya.ru/rejting-tehnicheskih-i-tehnologicheskih-vuzov-2006.html
  • klass.bystrickaya.ru/abaj-nanbaev-eskendr-poemasi.html
  • notebook.bystrickaya.ru/ispolzovanie-elementov-triz-pri-prepodavanii.html
  • books.bystrickaya.ru/doklad-o-dostignutih-znacheniyah-pokazatelej-dlya-ocenki-effektivnosti-deyatelnosti-organov-mestnogo-samoupravleniya-gorodskogo-okruga-revda.html
  • knigi.bystrickaya.ru/soglasovano-uchebno-metodicheskij-kompleks-po-discipline-anglijskij-yazik-uchebno-metodicheskij-kompleks-sostaviteli.html
  • esse.bystrickaya.ru/provedya-analiz-viyavlennih-nedostatkov-u-nas-voznikli-voprosi.html
  • prepodavatel.bystrickaya.ru/sushnost-i-celi-perestrahovaniya.html
  • nauka.bystrickaya.ru/uchebno-metodicheskij-kompleks-po-discipline-ohrana-truda.html
  • write.bystrickaya.ru/glava-5-efirnoe-telo-osnova-fizicheskogo-zdorovya-zumnij-mir-ili-kak-zhit-bez-lishnih-perezhivanij-izdanie-vtoroe.html
  • bukva.bystrickaya.ru/ostrie-i-hronicheskie-otiti-u-detej.html
  • klass.bystrickaya.ru/5-analiz-raspredeleniya-pribili-i-rezultatov-socialnogo-razvitiya-analiz-finansovo-hozyajstvennoj-deyatelnosti-predpriyatiya.html
  • shkola.bystrickaya.ru/opredelenie-naibolee-effektivnih-form-i-metodov-organizovannoj-prestupnosti-chast-8.html
  • write.bystrickaya.ru/glava-v-www-zarubezhka-totl-narod-ru.html
  • © bystrickaya.ru
    Мобильный рефератник - для мобильных людей.