Расчет регулируемого электропривода постоянного тока; параметры тиристорного преобразователя. Моделирование контуров и скорости тока, настройка на модульный и симметричный оптимумы. Обработка переходных процессов и логарифмических частотных характеристик.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

Министерство образования и науки РФ

Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Национальный исследовательский томский политехнический университет

Факультет - ЭНИН

Направление - Электропривод и электрические машины

Кафедра - Электропривод и электрооборудование

Пояснительная записка к курсовому проекту

по дисциплине: «Системы управления электроприводов»

Регулируемый реверсивный тиристорный электропривод постоянного тока

ФЮРА 000000.000.ПЗ

Студент: гр. 5А0С3 Уткин А.Е.

Руководитель: доцент, к.т.н.

Кладиев С.Н.

Томск - 2013

Содержание

Введение

1. Выбор электрооборудования, расчет параметров элементов и характеристик силовой цепи

1.1 Выбор электродвигателя. Расчет параметров

1.2 Выбор комплектного регулируемого электропривода

1.3 Определение области работы электропривода

1.4 Выбор силового трансформатора. Расчет параметров

1.5 Выбор сглаживающего реактора

1.6 Расчет параметров тиристорного преобразователя

1.7 Определение параметров силовой цепи

1.8 Определение параметров механической системы электропривода

1.9 Проверка обеспечения заданной области работы электропривода

1.10 Расчет электромеханических характеристик замкнутой системы преобразователь - двигатель

1.11 Расчет регулировочных характеристик системы СУ-ТП

2. Оптимизация трёхконтурной САУ СЭП

2.1 Структурная схема САУ СЭП

2.2 Оптимизация контура тока

2.3 Оптимизация контура скорости

2.3.1 Оптимизация контура скорости, настроенного на модульный оптимум

2.3.2 Оптимизация контура скорости, настроенного на симметричный оптимум

2.3.3 Оптимизация контура скорости, настроенного на симметричный оптимум с фильтром на входе

3. Отработка контуром скорости возмущающих воздействий

3.1 Контур скорости, настроенный на модульный оптимум

3.2 Контур скорости настроен на СО

4. Расчет статических характеристик электропривода

5. Исследование линейной САУ РЭП

6. Исследование нелинейной САУ РЭП

6.1 Отработка нелинейной САУ РЭП U_ЗС=0,1 В

6.2 Отработка нелинейной САУ РЭП U_ЗС=5 В

6.3 Отработка нелинейной САУ РЭП U_ЗС=10 В

Заключение

Список литературы

Графическая часть:

Структурная схема электропривода

Функциональная схема электропривода

Введение

В данном курсовом проекте рассматривается регулируемый электропривод. Регулируемым называется электропривод, который обеспечивает с заданной точностью движение исполнительного органа рабочей машины в соответствии с произвольно изменяющимся входным сигналом управления. Этот сигнал может изменяться в широких пределах по произвольному временному закону и может быть механическим или электрическим. Чаще всего входной сигнал представляет собой скорость или угол поворота оси или вала задающего устройства. Регулируемый электропривод применяется в металлообрабатывающих станках, для привода роботов и манипуляторов, в автоматических измерительных устройствах и во многих других случаях.

На рисунке 1 приведена структурная схема регулируемого электропривода. Регулируемый электропривод состоит из датчиков 1 и 5, входного и выходного сигналов, измерителя рассогласования 2, системы управления 3 и электродвигателя с механической передачей 4, который приводит в движение исполнительный орган 6 рабочей машины.

Рисунок 1 - Структурная схема электропривода

Датчики входной и выходной величин преобразуют механические величины (скорость или угол поворота вала) в электрические - входной сигнал и сигнал обратной связи . Измеритель рассогласования 2, алгебраически суммируя эти сигналы, вырабатывает сигнал рассогласования , поступающий в систему управления электродвигателем 3. Следящий электропривод по своей структуре представляет собой замкнутую систему, действующую по принципу отклонения.

Система управления 3 состоит из регулятора (усилителя) и силового преобразователя, которые обеспечивают необходимое преобразование сигнала рассогласования в напряжение , поступающее на двигатель. За счёт выбора схем регулятора и преобразователя или введения корректирующих устройств обеспечивается необходимый закон изменения этого напряжения во времени при отработке входного воздействия или .

Автоматическое регулирование положения требует измерения углового перемещения рабочего органа механизма и использования устройств, задающих эти перемещения.

Электродвигатель и механическая передача 4 в соответствии с законом изменения обеспечивают перемещение исполнительного органа 6. Иногда двигатель с механической передачей называют исполнительным механизмом (сервомеханизмом).

Классификация электроприводов

По количеству и связи исполнительных, рабочих органов.

· Индивидуальный, в котором рабочий исполнительный орган приводится одним самостоятельным двигателем, приводом.

· Групповой, в котором один двигатель приводит в действие исполнительные органы РМ или несколько органов одной РМ.

· Взаимосвязанный, в котором два или несколько ЭМП или ЭП электрически или механически связаны между собой с целью поддержания заданного соотношения или равенства скоростей, или нагрузок, или положения исполнительных органов РМ.

· Многодвигательный, в котором взаимосвязанные ЭП, ЭМП обеспечивают работу сложного механизма или работу на общий вал.

· Электрический вал, взаимосвязанный ЭП, в котором для постоянства скоростей РМ, не имеющих механических связей, используется электрическая связь двух или нескольких ЭМП.

По типу управления и задаче управления

· Автоматизированный ЭП, управляемый путём автоматического регулирования параметров и величин.

· Программно-управляемый ЭП, функционирующий через посредство специализированной управляющей вычислительной машины в соответствии с заданной программой.

· Следящий ЭП, автоматически отрабатывающий перемещение исполнительного органа РМ с заданной точностью в соответствии с произвольно меняющимся сигналом управления.

· Позиционный ЭП, автоматически регулирующий положение исполнительного органа РМ.

· Адаптивный ЭП, автоматически избирающий структуру или параметры устройства управления с целью установления оптимального режима работы.

По характеру движения

· ЭП с вращательным движением.

· Линейный ЭП с линейными двигателями.

· Дискретный ЭП с ЭМП, подвижные части которого в установившемся режиме находятся в состоянии дискретного движения.

По наличию и характеру передаточного устройства.

· Редукторный ЭП с редуктором или мультипликатором.

· Электрогидравлический с передаточным гидравлическим устройством.

· Магнитогидродинамический ЭП с преобразованием электрической энергии в энергию движения токопроводящей жидкости.

По роду тока

· Переменного тока

· Постоянного тока

По степени важности выполняемых операций.

· Главный ЭП, обеспечивающий главное движение или главную операцию (в многодвигательных ЭП).

· Вспомогательный ЭП

1. Выбор электрооборудования, расчет параметров элементов и характеристик силовой цепи

1.1 Выбор электродвигателя. Расчет параметров

Электродвигатель 2ПФ280МГ со следующими техническими данными [5, табл. 5.5, стр.80]:

Номинальная мощность

Номинальное напряжение

Номинальная скорость вращения

Номинальный КПД

Сопротивление обмотки якоря

Сопротивление обмотки добавочных полюсов

.

Момент инерции .

Индуктивность цепи якоря .

Номинальный ток двигателя:

.

Номинальная угловая скорость двигателя:

Сопротивление двигателя в горячем состоянии

,

где;

- температура перегрева обмоток двигателя (принимаем

);

.

Коэффициент ЭДС [ ] и электромагнитного момента []:

Номинальный момент:

Электромагнитный момент, соответствующий номина...