- •Содержание
- •Техническое задание (обобщенное) на курсовое проектирование
- •Введение
- •Функциональная схема регулируемого электропривода (рэп).
- •Данные двигателя:
- •Выбор требуемого электрооборудования
- •Расчет параметров структурной схемы
- •Синтез контура скорости. Построение лачх и фчх.
- •Заключение
- •Список литературы
Функциональная схема регулируемого электропривода (рэп).
На рисунке 1 показана функциональная схема регулируемого электропривода на базе тиристорной станции управления типа БТУ-3601, разработанная всесоюзным НИИ релестроения (г. Чебоксары) и выпускаемых Чебоксарским электроаппаратным заводом.
В схеме функцию защиты тиристоров от выгорания при возможном коротком замыкании выполняют токоограничивающие реакторы Lр1 - Lр3. Функцию по согласованию напряжения нет надобности проводить, поскольку предполагается, что исполнительный двигатель выполнен на напряжение Uн=440В
Рассматриваемый привод работает по структуре подчиненного регулирования. Регуляторы РС, РТ выполняют роль корректирующих звеньев, обеспечивая оптимальный переходный процесс.
Рисунок 1 - Функциональная схема СЭП на базе БТУ 3601
Данные двигателя:
Н∙м - номинальный вращательный момент;
об/мин - номинальная частота вращения;
кВт - номинальная мощность;
А - номинальный ток;
В - номинальное напряжение;
мВб - номинальный магнитный поток;
кг∙м2 - момент инерции;
рад/с2 - максимальное ускорение;
мс - электрическая постоянная времени;
Ом - сопротивление якоря при 15оС;
Ом - сопротивление добавочных полюсов при 15оС;
мГн - индуктивность якорной цепи;
- число витков на полюс обмотки возбуждения;
Ом - сопротивление обмотки возбуждения при 15оС;
мВб - максимальный магнитный поток;
А - максимальная намагничивающая сила.
Выбор требуемого электрооборудования
Выбор тиристорного преобразователя осуществляется по следующему условию:
Выбираем по [5] преобразователь типа КТЭ-50/440
Параметры преобразователя:
IН =50А – номинальный выпрямленный ток
m =6 – импульсность схемы выпрямления
В комплект ЭТУ 3601 также входят:
а) трансформатор типа ТСП-25/0,7-74 с данными: кВ∙А, В, %, Вт, Вт.
Проверяем условие:
;
,
где линейное напряжение тиристорного преобразователя определяется отношением среднего выпрямленного напряжения и коэффициента схемы (для трехфазной мостовой схемы ), т.е.
В, а фазный ток тиристорного преобразователя А. Отсюда видно, что условия выполняются, т.е.
(205В ≥ 151,82В);
(100А ≥ 81,7А);
б). сглаживающий дроссель типа ДС-100/0,2 с данными: А, мГн.
Расчет параметров структурной схемы
Коэффициент управляемого выпрямителя
значение выпрямленной ЭДС при α=0
Коэффициент нелинейного звена
.
Расчёт параметров трансформатора
а) полное сопротивление: , где
В - линейное напряжение к.з.;
А - номинальный ток вентильной обмотки, тогда
Ом;
б) активное сопротивление:
- потери к.з., следовательно, Ом;
в) индуктивное сопротивление:
Ом;
г) индуктивность трансформатора:
, отсюда
мГн.
Коэффициент использования двигателя
Примем
Коэффициент пульсации
По условию компенсации пульсации определяют необходимую индуктивность якорной цепи
мГн, где:
- отношение выпрямленной ЭДС первой гармоники к максимальной ЭДС (при α=0) , т.е =f(α)
где при
Индуктивность якорной цепи
Активное сопротивление якорной цепи
где сопротивление преобразователя
Ом
Сопротивление двигателя
Ом
Ом
Электромагнитная постоянная времен якорной цепи
с
Номинальная угловая скорость
Коэффициент двигателя
где с – постоянная двигателя, определяется:
Механическая постоянная времени
с
Момент стопорения
Так как то
Расчетный ток стопорения выбирается исходя из условия
то расчётный ток стопорения определяется как
где - максимальное значение ЭДС преобразования.
В
Расчётному току стопорения будет соответствовать расчётный момент стопорения
для измерения угловой скорости в качестве датчика скорости будем применять тахогенератор, выбор которого осуществляется согласно условию
Примем тахогенератор по [5]с номинальной угловой скоростью равной
Примем тахогенератор с параметрами:
Таблица 1 – Параметры тахогенератора
Тип |
Iя.ном, А |
Uном, В |
Iв, А |
Uв, В |
m, кг |
ПТ-22 |
0,5 |
230 |
0,35 |
55 |
75 |
Коэффициент тахогенератора
Коэффициент датчика тока в РЭП БТУ:
Коэффициент обратной связи по току
Коэффициент обратной связи по скорости
Синтез токового контура и построение соответствующих ЛАЧХ и ФЧХ
Задачей синтеза является определение передаточных функций корректирующих звеньев, т.е. при синтезе токового канала – определение передаточной функции регулятора тока согласно структурной схеме РЭП.
Задачей синтеза является определение передаточных функций корректирующих звеньев, т.е. при синтезе токового канала - определение передаточной функции регулятора тока согласно структурной схеме СЭП.
1) Объект регулирования:
.
Желаемая передаточная функция определяется для разомкнутого контура, т.е.
- интегральное звено.
> с.
Принимаем с - малая некомпенсированная постоянная времени, при которой тиристорный преобразователь способен нормально работать, - число пульсаций ТП.
2) Передаточная функция регулятора тока:
, где
- коэфф-т пропорциональности;
- постоянная интегрирования.
Таким образом, передаточная функция ПИ-регулятора тока будет описываться как:
.
Передаточная функция разомкнутого контура тока:
4) Передаточная функция замкнутого контура тока:
- контур тока представляет собой апериодическое звено с некомпенсированной постоянной времени с и коэффициентом пропорциональности .
5) Построение ЛАЧХ (логарифмических амплитудно-частотных
характеристик) для контура тока.
Построение ЛАЧХ (логарифмических амплитудо-частотных характе-ристик) для контура тока:
а) , [Дб], где
- амплитудная характеристика.
Желаемая передаточная функция:
- интегральное звено.
Частота среза:
с-1 - точка пересечения.
Дб
ЛАЧХ вида «1»: .
Объект регулирования:
- апериодическое звено.
Частота сопряжения:
с-1 - точка излома.
Коэффициент объекта регулирования: , тогда
Дб;
б) регулятор тока:
Т.к. , то
.
Т.е. для определения ЛАЧХ РТ графическим методом необходимо найти разность и .
Характерные точки и интервалы:
- интегральная составляющая («1»).
Точка, в которой Дб - точка пересечения, т.е.
с-1.
Точка с-1 - точка излома.
- пропорциональная составляющая.
, тогда как
Дб.
Строим ЛАЧХ
5) Построение ФЧХ (фазо-частотных характеристик) для контура тока:
ФЧХ: , где
- мнимая составляющая;
- действительная составляющая передаточной функции
Желаемая передаточная функция контура тока
.
Таким образом, ; .
.
Критерий устойчивости:
;
.
Тогда значение перерегулирования:
,
т.е. перерегулирование по току отсутствует. Строим ФЧХ (рис. 3).