- •Введение
- •1. Требования к системе управления электроприводом
- •1.1 Технические данные электродвигателя
- •1.2 Требования к системе управления электроприводом.
- •Динамический момент изменяется в пределах :
- •1.3 Выбор принципиальной схемы главных цепей и структурной электрической схемы системы.
- •2. Выбор системы электропривода.
- •2.1 Определение параметров главных цепей.
- •2.3 Расчет потокосцеплений.
- •2.2 Выбор силовых ключей аин
- •2.3 Выбор силовых вентилей выпрямителя
- •2.4 Выбор конденсаторов силового фильтра
- •На основе полученных результатов выбираем конденсаторы силового фильтра по каталогу [4], например к50-17 560мкФ 800в, со следующими техническими данными:
- •2.5 Выбор анодного реактора
- •2.6 Выбор тормозного резистора.
- •3. Проектирование системы управления электроприводом
- •3.1 Сравнение возможных вариантов и выбор структуры суэп
- •3.2 Математическое описание объекта управления
- •3.3 Определение передаточных функций и звеньев объекта управления.
- •3.4 Линеаризация системы управления. Синтез системы управления, ограничение координат.
- •3.5 Выбор датчиков.
- •3.6 Выбор задающего устройства.
- •3.7 Реализация управляющего устройства
На основе полученных результатов выбираем конденсаторы силового фильтра по каталогу [4], например к50-17 560мкФ 800в, со следующими техническими данными:
Таблица 2.4.1 – Технические параметры фильтрующего конденсатора.
Тип |
К50-17 |
Номинальное напряжение, В: |
800В |
Номинальная емкость, мкФ: |
560 |
Допуск номинальной емкости, % |
±10% |
Диапазон рабочих температур, o С: |
-20...50 |
Производитель: |
ОАО ЭЛЕКОНД |
2.5 Выбор анодного реактора
Анодный реактор применяется для ограничения тока короткого замыкания на уровне, не превышающем ударный ток прибора – для выбранных диодов входного выпрямителя. Расчёт реактора производится по ударному току диода. Индуктивность анодного реактора определяем по формуле:
(2.5.1)
где – коэффициент, учитывающий наличие свободной составляющей в токе короткого замыкания . Принимаем
– количество реакторов ограничивающих ток короткого замыкания ;
– линейное напряжение питающей сети;
– угловая частота питающей сети;
По каталогу [5] выбираем анодный реактор FR-BAL-B-30K со следующими данными:
линейное напряжение сети 380В;
номинальный фазный ток 76А;
индуктивность Lар=0,389 мГн;
2.6 Выбор тормозного резистора.
, (2.6.1)
где J, w —момент инерции электропривода и угловая скорость АД
—потери мощности в АД и АИН
Iт—ток в тормозном сопротивлении Rт
где А.
Потери мощности в АД
Потеря энергии в АД:
Мощность потерь в ключе:
(2.6.2)
где Eon, Eoff - энергия при включении и выключении ключа;
Ic - номинальное значение тока стока ключа;
f - тактовая частота или частота коммутации ключа, Гц ;
D - рабочий цикл или максимальная скважность уmax ;
UCEsat- напряжение сток-исток ключа.
Потери мощности в ПЧ: .
Потеря энергии в ПЧ :
(2.6.3)
Получаем значение сопротивления:
(2.6.4)
Выбираем тормозной модуль компании Mitsubishi Electronic типа МТ-BU5 c резистором МТ-BR5 сопротивлением 6,5 Ом [15].
3. Проектирование системы управления электроприводом
3.1 Сравнение возможных вариантов и выбор структуры суэп
Основные требования на основании которых производится выбор структуры СУЭП:
- Максимальное перемещение Smax=6м;
- допустимая статическая ошибка δ=0,5мм
Под скалярным управлением понимают все невекторные системы управления электроприводом. Они включают простые системы управления асинхронным двигателем при питании от источника напряжения регулируемой частоты, а также более сложные системы частотно-токового управления.
Скаляр переменного напряжения представляется только величиной, полученной с помощью непосредственного измерения, расчета или преобразования мгновенных значений. Следовательно, общей чертой всех скалярных систем управления является модуль регулируемой величины. Эта скалярная величина используется как в разомкнутых, так и в замкнутых системах частотного управления асинхронными двигателями.
Предпосылками для разработки векторных систем управления были недостатки в формировании динамики электропривода переменного тока в скалярных системах частотного управления. Магнитный поток двигателя в переходном процессе не остается постоянным, поэтому в переходном процессе возможны колебания электромагнитного момента и скорости. Векторное управление - это частотное управление, где в качестве управляющих воздействий используются пространственные векторы электромагнитных величин. При использовании векторного управления, возможно, независимо изменять магнитный поток и электромагнитный момент двигателя с помощью составляющих вектора тока статора.
Если учесть что допустимая статическая ошибка довольно велика и малый диапазон регулирования, то можно применить скалярный метод, но для улучшения динамики все же используем векторное управление.
Так как используется АД с короткозамкнутым ротором то наиболее простым в реализации векторного управления будет использование векторов управления: и .
Функциональная схема изображена на рисунке 3.1.1
Рисунок 3.1.1 – Функциональная схема системы векторного управления.