Министерство образования и науки Российской Федерации

Новосибирский Государственный Технический Университет

Кафедра ЭАПУ

Расчетно-графическое задание

по дисциплине “Автоматизированный электропривод”.

Двухканальная система регулирования скорости электропривода с управляемым потоком двигателя.

Выполнил: Проверил:

Факультет: ФМА Симаков Г.М.

Группа: ЭММ-72

Студент: Канзычаков В. Л.

Новосибирск, 2012г.

Двигатель постоянного тока серии 2ПН160LYXЛ4 (П-62) , исполнение IM1001. Степень защиты IP22.

Р_ндв = 24 кВт; U_н = 220 В; n_н = 3150 об/мин; n_max = 4000 об/мин;  = 88 %;

R_я = 0,024 Ом; R_дп = 0,017 Ом; R_ов = 49,4 Ом; m_дв = 159 кг; J_дв = 0,1 кгм²;

I_ндв= 124 А; W_овдв=850, L_яц.дв.= 0,008Гн.

1. Расчет основных параметров силовой цепи электропривода.

Определяем номинальную угловую скорость вращения:

Определяем максимальную угловую скорость вращения:

Сопротивление якорной цепи двигателя:

где _Rяцдв – активное сопротивление, приведенное к допустимой температуре.

Сопротивление якорной цепи привода:

_{где Rпреоб= Rяцдв.}

Индуктивное сопротивление трансформатора примем на порядок меньше, чем индуктивное сопротивление якорной цепи двигателя:

Электромагнитная постоянная времени якорной цепи привода:

Определим величину

Электромеханическая постоянная времени привода:

Где: – значение момента инерции двигателя;

Номинальный момент двигателя:

, Н∙м.

Напряжение преобразователя при работе электропривода в номинальном режиме

2. Расчет параметров цепи возбуждения.

Приведенное активное сопротивление цепи возбуждения двигателя:

Примем сопротивление преобразователя цепи возбуждения равным сопротивлению преобразователя цепи якоря:

Номинальный ток обмотки возбуждения:

Электромагнитная постоянная возбуждения двигателя:

ЭДС двигателя в номинальном режиме работы:

3. Синтез регуляторов эп.

3.1. Математическое описание двигателя постоянного тока с независимым возбуждением.

Схема замещения якорной цепи двигателя представлена на рис.1.

Рис.1.

Обойдя контур по II закону Кирхгофа, получаем:

Переходя к изображениям и выражая ток, получаем:

Уравнение движения электропривода:

Структурная схема двигателя постоянного тока с учетом неизменности магнитного потока приведена на рис. 2.

Рис.2.

Математическое описание обмотки возбуждения двигателя постоянного тока:

Структурная схема приведена на рис 3.

Рис. 3.

3.2. Синтез регулятора тока якоря.

При синтезе регулятора тока принимаем следующие допущения:

• Не учитывается влияние внутренней обратной связи двигателя по ЭДС вращения. Данное допущение имеет место быть, если

где: тогда

• Режим тока якорной цепи двигатель-преобразователь непрерывный;

• Тиристорный преобразователь является звеном, передаточная функция которого:

где — коэффициент усиления управляемого вентильного преобразователя,

который определяется выбранной точкой линеаризации.

Коэффициент усиления управляемого вентильного преобразователя, полагая что

напряжение задания Uз max = 10В :

Принимаем постоянную времени тиристорного преобразователя T_пя = 0,002c.

Структурная схема регулятора тока представлена на рис.4.

Рис.4.

Определим коэффициент обратной связи по току :

В контуре тока электромагнитная постоянная является компенсированной.

Обозначим некомпенсированную постоянную времени T_пя как τ_μя — малая

некомпенсированная постоянная времени.

Поскольку часть контура является апериодическим звеном, требуется настройка

на технический оптимум.

Настройка на технический оптимум.

Передаточная функция разомкнутого контура регулирования тока якоря:

Желаемая передаточная функция разомкнутого контура:

Приравнивая эти передаточные функции, определим передаточную функцию :

Полученный регулятор тока якоря - ПИ-регулятор.

Подставив численные значения, найдем: