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

1. 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 кгм²

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:

2nн 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