Обґрунтування вибору функціональної схеми системи підпорядкованого керування електроприводом. Призначення і склад приводу ЕТ-6. Розрахунок основних параметрів електродвигуна. Аналіз статичних характеристик. Моделювання контуру швидкості електропривода.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

Розрахунково-пояснювальна записка до курсової роботи

з дисципліни Системи керування електроприводів

тема : Синтез параметрів двоконтурної системи підпорядкованого

керування електроприводом

1. Вибір функціональної схеми СКЕП

1.1 Обґрунтування вибору функціональної схеми СКЕП

Залежно від технологічного процесу СКЕП можуть переважно працювати або в режимі стабілізації заданої швидкості (статичний режим роботи), або в режимі регулювання швидкості відповідно до сигналу управління, який змінюється (динамічний режим роботи). Для одержання високої моторності в режимах зміни швидкості необхідно забезпечити рух з максимально припустимим рушійним або гальмівним моментом. Для забезпечення необхідної похибки стабілізації швидкості механічні характеристики СКЕП повинні мати достатню жорсткість. Отже в СКЕП має виконуватись керування як мінімум двома координатами - моментом і швидкістю виконавчого двигуна. У деяких СКЕП необхідно здійснювати керування третьою координатою, а саме положенням вала ЕД або положенням робочого органу механізму. Для цього в СКЕП застосовуються регулятори відповідних координаті. На входи цих регуляторів подаються сигнали завдання і сигнали зворотних зв'язків по регульованих координатах.

Залежно від кількості застосованих регуляторів і підведених до них сигналів СКЕП поділяють на дві основні групи: СКЕП з підсумовуючим підсилювачем і СКЕП з контурними регуляторами.

У СКЕП з підсумовуючим підсилювачем на вхід єдиного пропорційного регулятора-підсилювача подають сигнали завдання і сигнали жорстких і гнучких зворотних зв'язків по регульованих координатах. Для виключення взаємного впливу зворотних зв'язків по регульованих координатах у них вводять нелінійні елементи. Основна перевага СКЕП із підсумовуючим підсилювачем є наявність одного пропорційного регулятора-підсилювача. До недоліків можна віднести використання одного регулятора з незмінними параметрами для керування різними координатами, що потребує компромісного вибору його параметрів і обмежує статичні і динамічні характеристики СКЕП. Тому ці СКЕП можуть застосовуватися в технологічних процесах, де не потрібна висока моторність і точність регулювання координат.

Особливістю СКЕП з контурними регуляторами є застосування окремих регуляторів для керування кожною з регульованих координат. Регулятори одночасно виконують функції коригувальних ланок, оскільки їх передатна функція визначається при синтезі контуру регульованої координати за умовами забезпечення необхідних динамічних і статичних характеристик.

Для забезпечення заданої точності регулювання більш доцільно використовувати СКЕП з контурними регуляторами. Відповідно до цього я обираю електропривід ЕТ - 6, який повністю задоволняє вимогам технічного завдання.

1.2 Призначення і склад приводу ЕТ-6

ЕП постійного струму серії ЕТ6 призначений для регулювання частоти обертання валу двигуна в широкому діапазоні і застосовується в якості приводу для механічної подачі металообробних верстатів.

ЕП складається з тиристорного перетворювача (ТП), ДПС, тахогенератора, узгоджуючого силового трансформатора, струмообмежуючого дроселя і задатчика частоти обертання. В якості ДПС в складі ЕТ6 можуть застосовуватись двигуни серії 2П, ПБСТ, ПГТ, ПБВ.

Електропривід ЕТ6 забезпечує регулювання швидкості в 4-х квадрантах механічної характеристики при зміні керуючої напруги від -10 В до +10В. ЕП конструктивно уявляє собою комплектний пристрій відкритого виконання (ступінь захисту ІР - 00). ТП призначений для вбудови в шафу і має блочну конструкцію, яка забезпечує оперативну зміну блоків, а також можливість ремонту або зміни окремих елементів.

1.3 Функціональна схема ЕП ЕТ-6

Размещено на

Размещено на

Рисунок 1. Функціональна схема ЕП ЕТ-6

СОМКР - схема обмотки мінімального кута регулювання;

СС - схема струмообмеження;

СТ - силовий трансформатор;

ДЖ - джерело живлення;

ДС - датчик струму;

ДШ - датчик швидкості;

РШ - регулятор швидкості;

РС - регулятор струму;

СЗ - схема захисту;

КВ - керований випрямляч;

СІФК - система імпульсно - фазового керування;

ДПС - двигун постійного струму.

1.4 Опис роботи електроприводу

ЕП виконаний за двоконтурною структурою підпорядкованого регулювання з регуляторами струму РС і швидкості РШ, які являють собою ПІ - регулятори. Робота ЕП відбувається наступним чином. При наявності розбіжності за швидкістю ДU_ш між сигналами завдання U_зш й зворотного зв'язку за швидкістю U_дш на виході РШ з'являється керуюча напруга U_рш , яка порівнюється з наругою U_ос , пропорційною поточному значенню струму якоря електродвигуна. Напруга розбіжності за струмом ДU_с поступає на вхід регулятора струму РС, що викликає появу на його виході відповідної керуючої напруги U_рс , яке керує схемою імпульсно - фазового регулювання (СІФК). СІФК забезпечує формування та розподіл імпульсів керування силовими тиристорами керуємого випрямляча (КВ). СІФК і КВ входять до складу тиристорного перетворювача (ТП). В ході зменшення розбіжності (за рахунок дії від'ємного зворотнього зв'язку за швидкістю) відбувається стабілізація частоти обертання - електродвигуна n на рівні, який пропорційний значенню напруги завдання U_зш.

Для забезпечення надійності і безпеки роботи електродвигуна передбачена наявність: схеми обмеження струму якоря двигуна в динамічних режимах; схеми обмеження мінімального кута керування КВ; схеми захисту від неправильного чередування фаз живлячої мережі або їх обриву, зникнення напруги стабілізованого джерела живлення і т.п.. Силова частина являє собою керуємий випрямляч, виконаний по шестипульсній реверсивній зустрічно - паралельній схемі, і складається з силового узгоджувального трансформатора, власно випрямляча і струмообмежуючих дроселів. Трифазний трансформатор ТР 13 здійснює узгодження напруги електродвигуна з напругою живлячої мережі і містить первинну, дві силові вторинні обмотки і окрему обмотку для живлення ланцюгів керування. Обмотка керування відділені від силових обмоток екраном. Первинна обмотка з'єднана в трикутник, вторинні в шестифазну зірку з нульовим виводом, обмотка керування в зірку. Випрямляч виконаний на тиристорах VS1, VS2. Для захисту тиристорів від перенапруги паралельно їм ввімкнені захисні RC - кола. Керування групами тиристорів - спільно узгоджене. Для обмеження зрівнюючого струму ввімкнені дроселі L1 і L2.

Силова частина являє собою керований випрямляч виконаний за шестипульсною реверсивною нульовою зустрічно - паралельною схемою, складається з силового узгоджуючого трансформатора, власне випрямляча, та зрівнювальних реакторів L1, L2 і якірного дроселя L3. Трифазний трансформатор TV здійснює узгодження наруги ЕД з напругою живлення і має первинну, дві силові вторинні обмотки і окрему обмотку для живлення схеми керування, яку відокремлено від силових екраном.

Первинна обмотка з'єднана в трикутник, вторинні в шестифазну зірку з нульовим виводом, а обмотка керування в зірку.

Размещено на

Размещено на

Рисунок 2. Векторна діаграма напруги вторинних силових обмоток

КВ виконано на тиристорах VS1 - VS12. Для захисту тиристорів від занадто великих пульсацій напруги, паралельно їм ввімкнено захисні RC-кола. Керування групами тиристорів сумісно - узгоджене. Для обмеження зрівнювального струму ввімкнені дроселі L1, L2, а для обмеження пульсацій струму якоря L3.



Рисунок 3. Схема силової частини перетворювача

2. Вибір і визначення параметрів силового кола схеми КЕП

2.1 Вибір і визначення технічних параметрів електродвигуна

Згідно з технічними даними обираємо двигун типу 2ПБ90LУХЛ4 зі слідуючими параметрами:

Таблиця 3.1- Технічні дані двигуна тину 2ПН90МГУХЛ4

Потужність ЕД	Напруга	Частота обертання	ККД	Момент інерції	Опір обмоток при 150С, Ом	Індуктивність якоря
		ном.	макс.			якоря	доб. полюсів	збудж.
Рн, кВт	Uн, В	nном ,об/хв	nмакс ,об/хв Другие файлы: Синтез системи керування електроприводом технологічної установки Структурний синтез як перехід від формалізованого алгоритму керування. Розробка технологічної установки схеми керування. Схема керування асинхронним д... Система підпорядкованого регулювання швидкості ТП-ДПС Структурна схема системи підпорядкованого регулювання швидкості ТП-ДПС. Синтез регуляторів струму та швидкості при налаштуванні контурів СПР на модуль... Розробка, дослідження системи керування на основі нейронної мережі Аналіз методів розробки систем керування електроприводом дизель-потягу. Розробка моделі блоку "синхронний генератор-випрямлювач" електропередачі з вик... Модернізація системи кеування електроприводом стрічкового конвеєра Технічні характеристики і опис конвеєра, загальні принципи реалізації системи управління його приводами. Система керування електроприводом стрічкового... Розробка системи автоматичного керування буферного насоса Класифікація насосних станцій водопостачання. Вимоги до електроприводу та вибору двигуна. Розробка схеми керування та взаємодії електроприводу насоса...