ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………….5
1 ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ………………………………………………6
2 ВЫБОР СТРУКТУРЫ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ............6
3 ВЫБОР КОМПЛЕКТНОГО ТИРИСТОРНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА…………...8
4 ВЫБОР ЭЛЕМЕНТОВ СИЛОВОГО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ В КОМПЛЕКТНОМ ЭЛЕКТРОПРИВОДЕ………………………………………………………………9
5 ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ И СТРУКТУРНАЯ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА. ПЕРЕХОД К ОТНОСИТЕЛЬНЫМ ЕДИНИЦАМ…………………………………………………………..13
6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ СИЛОВОГО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ……17
7 ВЫБОР ТИПА РЕГУЛЯТОРОВ И РАСЧЕТ ИХ ПАРАМЕТРОВ……..20
8 ПОСТРОЕНИЕ СТАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЗАМКНУТОЙ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА…………………………………………….25
9 ЗАЩИТЫ В ЭЛЕКТРОПРИВОДЕ И РАСЧЕТ ИХ УСТАВОК……….28
10 ИССЛЕДОВАНИЕ КАЧЕСТВА ПРОЦЕССОВ В ПРОЕКТИРУЕМОЙ СИСТЕМЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДА……………………………………………..31
ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………..…………………………….......38
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК……………………...………............39
ВВЕДЕНИЕ
Целью данного курсового проекта изучение литературы по курсу систем управления электроприводов, систематизация знаний и изучение системы двухконтурного управления двигателем постоянного тока.
В системе управления применяются пропорционально-интегральные задатчики интенсивности, так как они обеспечивают наибольшую точность управления двигателем.
Настройка двухконтурной системы состоит из нескольких этапов. Сначала проверяют функционирование систем управления тиристорного преобразователя для якорной цепи и цепи возбуждения, затем работу преобразователя и двигателя на холостом ходу, далее следует настройка контура тока, подбор параметров регулятора тока, настройка блока ограничения, настройка контура скорости и параметров регулятора скорости.
Данная система широко распространена на промышленных предприятиях, поэтому ее достоинства и недостатки обязан знать каждый будущий инженер.
2. Выбор электродвигателя
Выбираю двигатель постоянного тока независимого возбуждения типа П151-5к.
Таблица 2. – Параметры двигателя П151-5к
Тип двигат. Мощ.
Pн, кВт Ток IН, А Частота
Вращ.nН, об/мин Момент инер.
якоря J, кг.м2 Сопрот. обмотки якоря rЯ, Ом Номин.
ток обмотки
возбуж., А Напряжение, В Максимальный момент, Нм
П151-5к 250 622 400 92,5 0,018 44 440 14244
Нм.
3. Выбор структуры системы управления электроприводом
По техническому заданию выбираем двухконтурную систему регулирования..
Внутренний контур-контур тока, так как при перегрузках двигателя он ограничит ток якоря.
Для внешнего контура есть два варианта-контур тока и контур напряжения. Сначала проверим применение контура напряжения, так как он более простой..
?nc=?nc1+?nc2 (1)
где ?nc1 и ?nc2- статические погрешности при приложении статической нагрузки, а также нестабильного потока возбуждения.
за кяд следует принять кратность тока короткого замыкания якорной цепи.
,
?nc2 при проведении предварительных расчетов предсказать затруднительно из-за того, что мы не знаем величину разброса магнитного сопротивления машины и нестабильность тока возбуждения при нагреве обмотки, тогда ?nс2 учитывать не будем.
Заданная величина
;
%;
Рассчитанная величина =3,75%.
Из расчетов видно, что внешний контур напряжения не удовлетворяет точности технического задания, поэтому применим контур скорости .
3. Выбор комплектного тиристорного электропривода
Выбор преобразователя осуществляется по значениям напряжения и тока [1].
Для выбора преобразователя учтём, что по условиям работы среднеквадратичное значение момента за период не превышает допустимого, а перегрузки кратковременны. Следовательно преобразователь должен выдерживать перегрузки определенные техническим заданием.
По заданию ограничение по току составляет 2 Iн = 1244А.
Возьмем тиристорный электропривод КТЭУ 800/440-532-1ВМТД-УХЛ4.
Его параметры приведены ниже.
800 - Номинальный ток на выходе;
440 - Номинальное напряжение на выходе;
5- привод с линейным контактором однодвигательный;
3-привод реверсивный с изменением полярности напряжения на якоре;
2- по способу связи с питающей сетью - через трансформатор.
1-системы автоматического регулирования (САР) – по скорости однозонная.
Другие устройства-
В- Питание обмотки возбуждения двигателя.
М- Питание электромагнитного тормоза.
Т- Питание обмотки возбуждения тахогенератора.
Д- Динамического торможения электропривода.
Тиристорный выпрямитель выдерживает протекание тока I = 1244А (составляющего 1,6Iпр.н) в течении одной минуты.
На рисунке 3.1 изображена статическая характеристика тиристорного выпрямителя и трансформатора. На рисунке изображено UD0 – максимальное выпрямленное напряжение преобразователя, UУ – напряжение управления.
Рисунок 3.1 – Регулировочная характеристика тиристорного преобразователя
4. Выбор элементов силового электрооборудования в комплектном электроприводе
Привод в данном курсовом проекте обладает большой мощностью. Поэтому устанавливаем трансформатор, питающийся от сети 6кВ.
По справочной литературе [1] определяем подходящий по параметрам трансформатор ТСЗП – 630/10УЗ.
Таблица 5.1 Параметры силового трансформатора ТСЗП-630/10У3
Наименование Размерность Значение
Линейное напряжение сетевой обмотки,U1л кВ 6 (10)
Линейное напряжение вентильной обмотки,U2л В 410
Напряжение короткого замыкания,Uкз % 5,9
Потери короткого замыкания,?Ркз Вт 6000
Потери холостого хода, ?Рхх Вт 2100
Ток холостого хода,Iхх % 2
Ток вентильной обмотки, I2н А 816
Полная мощность,Sт кВА 580
В якорной цепи следует установить дроссель. Он нужен для сглаживания пульсаций. Индуктивность определим по приближенной формуле
мГн , (5.1)
где к принимаем 1,4.
Индуктивность якоря двигателя
, (5.2)
здесь k – коэффициент, применяемый в случае наличия компенсационной обмотки;
?н – номинальная угловая скорость двигателя;
pп – число пар полюсов двигателя.
?н = nн/9,55, ?н = 400/9,55 = 42рад/с, (5.3)
.
Из выражений 5.2 и 5.3 видно, что индуктивность якорной цепи достаточна для сглаживания пульсаций и дополнительный дроссель не нужен.
Выбор тахогенератора
Тахогенератор- это устройство для определения скорости двигателя. Используется для создания сигнала обратной связи в контуре скорости. При максимальной скорости двигателя у тахогенератора должен оставаться запас по скорости вращения. Поэтому выбираем тахогенератор ПТ-32.
Таблица 5.2-параметры тахогенератора ПТ-32
Технические данные тахогенератора Характеристика блока возбуждения
nн; об/мин Iя; А iв; А Тип ячейки Uв; В Iв; А
600 0.5 0.52 БФХ-0545 35 0.75
6. Определение параметров силового электрооборудования
Сопротивления обмоток трансформатора:
– активное , ; (6.1)
- полное , ; (6.2)
– индуктивное , . (6.3)
Индуктивность трансформатора
, . (6.4)
где f – частота питающей сети.
Полное сопротивление якорной цепи
Rяц = Rя +Rдп +Rко+2rтр+ Rэ , (6.5)
где Rэ – фиктивное значение сопротивления, учитывающее снижение выпрямленной ЭДС за счет коммутационных провалов.
, , (6.6)
здесь m – пульсность схемы ( в трёхфазной мостовой схеме m = 6).
Тогда
Rяц = 0,0181+0,0033+0,0125+2•0,003+0,015=0,055 Ом.
Следует проверить запас по напряжению на выходе преобразователя для статических режимов поддержания скорости.
Условие обеспечения заданного напряжения
, (6.7)
где Еd0 - ЭДС идеально холостого хода преобразователя;
Ед - ЭДС двигателя при максимальной скорости, Ед = Uн;
?U1- снижение напряжения преобразователя, вызванное колебаниями напряжения сети.
Imax - максимальный рабочий ток нагрузки.
, , (6.8)
Еd0= 1,35 U2н, Еd0= 1,35•410 = 555В.
Тогда по выражению (6.7) получим:
555В < 440 + 555•0,1+0.055•1244 = 563В.
Очевидно запаса выпрямленного напряжения не хватит для питания привода при просадке напряжения сети. Тиристорный выпрямитель в таком случае насытится, а следовательно произойдет просадка скорости..Нужно выбирать трансформатор с большей величиной вторичного напряжения.
Рисунок 6.1-Схема электрическая принципиальная силовых цепей комплектного электропривода при токе якоря свыше 800А.
Рисунок 6.2 – Схема подключения обмотки возбуждения
7. Функциональная и структурная схемы электропривода
Следует выбрать параметры и тип регуляторов скорости и тока, поэтому нужно составить упрощенную функциональную и структурные схемы.
Для упрощения расчетов и уравнений звеньев структурной схемы перейдем к относительным единицам.
Рисунок 7.1- Упрощенная функциональная схема
Рисунок 7.2 ? Структурная схема системы электропривода
В качестве базовых величин следует принять:
? по напряжению и току якоря, потоку возбуждения –номинальные значения;
? по моменту на валу, электромагнитного момента двигателя – электромагнитный момент при номинальных значениях тока якоря и магнитного потока двигателя;
? по скорости вращения двигателя – примем скорость его идеального холостого хода при номинальных значениях магнитного потока и напряжении на якоре;
? для напряжений на входе тиристорного выпрямителя – такие приращения входных напряжений, которые для преобразователя с линеаризованной статической характеристикой вызовут изменение выходного напряжения, равному напряжению прикладываемому к нагрузке;
? для базового значения напряжения на выходе датчика тока якоря принято UДТБ = 5 В с учетом того, что при максимально допустимом токе якоря IМАКС = 2•IН напряжение на выходе ДТЯ составит UДТ =2•5 = 10 В.
Номинальные напряжения для операционных усилителей возьмем 10В.
Абсолютные значения коэффициентов датчиков обратных связей
; (7.1)
. (7.2)
При подстановке значений в формулы (7.1) и (7.2) получаем:
;
.
Таблица 7.1 ? Базовые значения переменных электропривода
Наименование переменной Обозначение Расчетная формула Численное значение Размерность
Напряжение на якоре, ЭДС преобразователя ТП и двигателя UЯ, ЕП, ЕД UН 440 В
Ток якорной цепи ЯЦ Iя IН 622 А
Момент двигателя М kФН•IН 6344 Нм
Скорость вращения двигателя ?0 UН/ kФН 43 рад/с
Коэффициент пропорциональности между ЭДС и скоростью двигателя kФ kФН 10,2 В•с/рад
Напряжение на выходе регулятора тока якоря UРТЯ f(ЕП) 10 В
Напряжение на выходах датчика тока якоря ДТЯ и регулятора скорости РС UДТЯ, UРС КДТЯ•IН 5 В
Напряжение на выходах датчика скорости ДС и задатчика интенсивности ЗИ UДС, UЗИ КДС•nБ 10 В
8. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ СИЛОВОГО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
Механическая постоянная времени ТД двигателя
, (8.1)
где JД – момент инерции якоря двигателя;
JМ – момент инерции рабочего механизма;
n0 – скорость идеального холостого хода двигателя;
MН – номинальный электромагнитный момент двигателя.
Подставляем численные значения из технического задания в формулу (8.1):
с.
Электромагнитная постоянная времени силовой цепи
; (8.2)
; Ом;
; Ом;
; Ом;
; Гн;
LЯЦ = LЯД + 2•LТР; LЯЦ=4+0,9=4,009 мГн.
с.
Кратность тока короткого замыкания силовой цепи преобразователь – двигатель:
; (8.3).
Регулировочные свойства тиристорного преобразователя определяются звеном с передаточной функцией
, (8.4)
где ТП = 0,002 с – постоянная времени фильтра на входе СИФУ преобразователя;
? – время чистого запаздывания.
Время ? определяется по формуле
, (8.5)
где f – частота сети, Гц.
Получаем
с.
При частотах звено чистого запаздывания можно заменить апериодическим звеном:
.
На структурной схеме, представленной на рисунке 7.2,мы наблюдаем перекрестную обратную связь, обусловленную влиянием ЭДС двигателя. Для упрощения расчетов можно ей пренебречь. На практике частота среза ?Т лежит в диапазоне (80…150) рад/с, а ?Э в диапазоне (20…40) рад/с. Поэтому обрывание обратной связи по ЭДС допустимо. Это свойство системы с двухконтурным регулированием было проверено автором на практике в ходе выполнения лабораторной работы.
Тогда получаем структурную схему, представленную на рисунке 8.1.
Рисунок 8.1 – Преобразованная структурная схема электропривода
9. ВЫБОР ТИПА РЕГУЛЯТОРОВ И РАСЧЕТ ИХ ПАРАМЕТРОВ
9.1 Настройка контура регулирования тока якоря (КРТЯ)
Контур тока должен обеспечивать максимальное быстродействие для предотвращения бросков тока при приложении чрезмерной нагрузки. Поэтому выбираем пропорционально-интегральный регулятор тока.
Передаточная функция регулятора тока имеет следующий вид
. (9.1)
Структурная схема КРТЯ представлена на рисунке 9.1.
Рисунок 9.1 – Структурная схема КРТЯ
Определим параметры регулятора тока по правилу технического оптимума. Так как обычно ТЯЦ > ТП > ?, то выберем постоянную времени Т2
Т2 = ТМАХ = ТЯЦ = 0,07 с.
Введем расчетную постоянную времени ТРТ
. (9.2)
Величина расчетной постоянной времени
ТРТ = (2…4)•(ТП + ?); (9.3)
ТРТ = 2•(0,002 + 0,003) = 0,01 с.
Тогда постоянная времени Т1
Т1 = ТРТ•КЯЦ,
Т1 = 0,01•12,8 = 0,128 с.
Регулятор тока реализуется на операционных усилителях по связи передаточной функции и принципиальной схемы регулятора
, (9.4)
где , – базовые значения напряжения на выходе и входе регулятора тока якоря.
Т2 = R6•C2. (9.5)
Возьмем емкость конденсатора равной C2 = 1 мкФ, тогда:
R6 = Т2/C2;
R4 = R5 = (Т1•UРТ)/(UРТЯ•C2).
Подставляем численные значения:
R6 = 0,07/10-6 = 7•104 = 70 кОм;
R4 = R5 = (0,128•5)/(10•10-6) = 64 кОм.
. На рисунке 9.2 построены ЛАЧХ КРТЯ. [4].
Рисунок 9.2-ЛАЧХ КРТЯ
Частота среза разомкнутого КРТЯ определяется по формуле
?Т = 1/ ТРТ; (9.6)
?Т = 1/0,01 = 100 рад/с.
9.2 Настройка контура регулирования скорости (КРС)
В ходе настройки контура регулирования скорости необходимо помнить, что необходимо обеспечить поддержание заданного значения скорости в независимости от возмущений и поддержание качественных процессов пуска и торможения. Исходя из данных соображений выберем интегрально-пропорциональный регулятор скорости.
Передаточная функция регулятора напряжения имеет следующий вид
. (9.7)
Структурная схема КРС представлена на рисунке 9.2.
Рисунок 9.3 – Структурная схема КРС
Введем расчетную постоянную времени ТРС
. (9.7)
Величину расчетной постоянной времени определим согласно правилам технического оптимума
ТРС = (2…4)•( ТРТ +ТП + ?); (9.8)
ТРС = 2•(0,01 + 0,002 + 0,003) = 0,03 с.
Построим ЛАЧХ КРС на рисунке 9.3.
Рисунок 9.3-ЛАЧХ КРС
В районе частоты среза ?С должен работать пропорциональный канал регулятора, а интегральный, в свою очередь, должен работать в районе низких частот. Количественные рекомендации для этого дает правило симметричного оптимума
. (9.9)
Частота среза разомкнутого КРН равна
?С = 1/ ТРС; (9.10)
?С = 1/0,03 = 33 рад/с.
Определим коэффициент усиления
;
.
Тогда постоянная времени Т4 из выражения (9.9)
;
Постоянная времени Т3 определяется по формуле
;
Регулятор напряжения реализуется на операционных усилителях
, (9.11)
где , – базовые значения напряжения на выходе и входе регулятор скорости.
Т4 = R3•C1. (9.12)
Возьмем, например, емкость конденсатора равной C1 = 1 мкФ, тогда
R3 = Т4/C1;
R1 = R2 = (Т3•UЗИ)/(UРС•C1).
Подставляя численные значения в формулы
R3 = 0,12/10-6 = 12•104 = 120 кОм;
R1 = R2 = (0,004•10)/(5•10-6) = 8 кОм.
10. ПОСТРОЕНИЕ СТАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЗАМКНУТОЙ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА
Необходимо построить следующие статические характеристики
? механическую ? = f(M).
- электромеханическую ? = f(IЯ);
? регуляторные UРТ = f(IЯ), UРС = f(IЯ);
- внешнюю UЯ = f(IЯ);
Для установившегося режима работы для передаточных функций звеньев можно принять р = 0. Тогда структурная схема имеет вид, представленный на рисунке 10.1.
Рисунок 10.1 – Структурная схема электропривода для статических режимов
10.1 Построение внешней характеристики
Внешняя характеристика электропривода UЯ = f(IЯ) строится по электромеханической характеристике
UЯ = ЕД + IЯ•rЯД, (10.2)
где Ед – ЭДС двигателя;
rЯД – сопротивление якорной цепи двигателя.
В точке идеального холостого хода
UЯ = ЕД = 440 В.
В режиме упора:
UЯ = ЕД + IЯМАКС•rЯД;
UЯ = 440 + 1400•0,018 = 465 В;
UЯ = IЯМАКС•rЯД;
UЯ = 1400•0,018 = 25 В.
Внешняя характеристика электропривода показана на рисунке 10.4.
10.2 Построение электромеханической и механической характеристик
Построим электромеханическую характеристику электропривода на рисунке 10.2, а механическую на рисунке 10.3.
Характеристики можно построить по двум точкам. Точка идеального холостого хода ?0Н = 43 рад/с, IЯ = 0; точка режима работы на упор Iм = 1400 А, Мм = 14244 Нм.
10.3 Построение регуляторных характеристик
UРТ = f(IЯ) необходимо построить зависимость ЭДС преобразователя Еп от тока якоря
ЕП = ЕД + IЯ•rЯЦ,
где rЯЦ – суммарное сопротивление силовой цепи преобразователя.
В точке идеального холостого хода
ЕП = ЕД = 440 B.
В режиме упора
ЕП = ЕД + IЯМАКС•rЯЦ;
ЕП = 440 + 1400•0,055 = 517 В.
Характеристика показана на рисунке 10.5.
Регуляторная характеристика UРТЯ = f(IЯ) строится с использованием зависимости ЭДС преобразователя ЕП = f(IЯ) и с использованием статической характеристики тиристорного преобразователя ЕП = f(Uу). Характеристика представлена на рисунке 10.6. Как видно из рисунка, тиристорный преобразователь ненасыщен.
Регуляторную характеристику UРН = f(IЯ) в схеме с ПИ – регулятором тока необходимо строить с учётом
. (10.3)
где КДН ? коэффициент усиления датчика тока, определяемый по формуле:
; (10.4)
В точке идеального холостого хода
UРН = 0.
В режиме упора
UРС = 0,008•1400 = 11,2В.
По этим двум точкам на рисунке 10,7 построена регуляторная характеристика UРН = f(IЯ).
11. ЗАЩИТЫ В ЭЛЕКТРОПРИВОДЕ И РАСЧЕТ ИХ УСТАВОК
11.1. Защита от перенапряжения
Предназначена для отключения двигателя от преобразователя при подаче на него недопустимо высокого напряжения.
Уставка реле KV2 рассчитывается так
UBT = (1,1…1,15)•UНД, (11.1)
где UBT ? напряжение втягивания KV2;
UНД ? номинальное напряжение двигателя.
UBT = 1,1•440 = 484 В.
11.2 Нулевая защита
Защита выполняется с помощью контактора KFV.
Контактор KFV исключает возможность самозапуска двигателя после исчезновения оперативного напряжения и его повторной подачи.
Напряжение втягивания контактора KFV примем 145 В при напряжении оперативной сети 220 В.
11.3 Максимальная защита цепи возбуждения
Защита выполняется с помощью реле КА2 и предназначается для отключения двигателя при возникновении короткого замыкания в цепи обмотки возбуждения.
Рассчитаем уставку реле
IBT = 1,1•IВ РАСЧ (11.3)
где IBT ? ток втягивания КА2;
IВ РАСЧ ? значение тока возбуждения двигателя при нерегулируемом потоке двигателя. Оно принимается номинальному току возбуждения.
Подставляем численные значения в формулу (11.3)
IBT = 1,1•44 = 48,4 А.
11.4. Максимальнотоковая защита
Реализуется с помощью реле FA1. Предназначается для отключения двигателя при технологической перегрузке.
Установку реле рассчитываем по формуле
IBT = (1,2…1,25)•KM•IH, (11.2)
где IBT ? ток втягивания реле FA1;
KM ? перегрузочная способность двигателя;
IH ? номинальный ток двигателя.
Получим
IBT = 1,2•1,8•622 = 1343,52 А.
11.5 Защита от обрыва поля
Защита реализуется на реле КА1 Она предназначается для отключения двигателя при обрыве цепи обмотки возбуждения. При постоянном потоке возбуждения
IBT = (0,5…0,7)•IВ РАСЧ (11.6)
где IBT ? ток втягивания КА1;
IВ РАСЧ ? значение тока возбуждения двигателя. Примем при нерегулируемом потоке двигателя равным номинальному току возбуждения.
Тогда по формуле (11.6), получается
IBT = 0,5•44 = 22 А.
11.6 Защита от аварийных режимов при сборке схемы
Защита от аварийных режимов предназначена для запрета включения линейного контактора, ежели на выпрямители или двигателе существует напряжение, превышающее пороговое срабатывание реле.
Из соображений снижения порога срабатывания катушки реле KV1 и KV3 следует настроить на напряжение вдвое меньше напряжения двигателя. Также настраиваются на минимальное напряжение втягивания. Для двигателей на напряжение 440 В
UBT = 0,35•220 = 80 B.
12 ИССЛЕДОВАНИЕ КАЧЕСВА ПРОЦЕССОВ В ПРОЕКТИРУЕМОЙ СИСТЕМЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДА
Динамические расчеты проводятся с целью проверки регуляторов тока и скорости.. В программе Matlab строим переходную характеристику контура регулирования скорости, представленную на рисунке 12.1, по структурной схеме, изображенной на рисунке 7.2.1, с учетом выбранных параметров РС.
Рисунок 12.1 – Переходные характеристики I = f(t) и n = f(t) при исходном сочетании параметров системы J=1, Tд=0,8с..
По техническому заданию необходимо проверить влияние на систему изменения момента инерции J( для исходного состояния системы примем J=1), а следовательно механической постоянной времени ТД, в исходной схеме ТД =0,8 с. На рисунке 7.2.2 приведена ЛАЧХ контура регулирования скорости, на которой проиллюстрированы изменения в системе, вызванные изменением ТД. Изменяя ТД, мы изменяем ТРС. На рисунках 12.2 – 12.5 показаны кривые переходных процессов n = f(t) и I = f(t) в зависимости от значения ТД. Проанализируем характер этого влияния
Рисунок 12.2 – Переходные характеристики n = f(t) и I = f(t) при J=2, ТД = 1,6 с
Рисунок 12.3 – Переходные характеристики n = f(t) и I = f(t) при J=0,8, ТД = 0,64 с
Рисунок 12.4 – Переходные характеристики n = f(t) и I = f(t) при J=0,5, ТД = 0,4 с
Рисунок 12.5 – Переходные характеристики n = f(t) и I = f(t) при J=0,2, ТД = 0,16 с
Рисунок 12.5 – Переходные характеристики n = f(t) и I = f(t) при J=0,0125, ТД = 0,01 с
Рисунок 12.6 – Переходные характеристики n = f(t) и I = f(t) при J=6,25, ТД = 5 с
Рисунок 12.7 – ЛАЧХ при исходном состоянии системы Тд=0,8 с.
Рисунок 12.8 – ЛАЧХ при Тд=0,01 с.
Рисунок 12.9 – ЛАЧХ при Тд=5 с.
. С меньшим моментом инерции двигатель быстрее разгоняется до номинальной скорости под действием номинального момента. Следовательно уменьшается и время переходного процесса, и чем меньше J, тем меньше tпп. Если нагрузка на двигатель становится меньше, то и броски тока по амплитуде уменьшаются – максимум тока якоря IМ становится меньше. Уменьшается время достижения максимума.
Увеличение J приводит к увеличению ТД, следовательно разгон двигателя затрудняется, и растет время переходного процесса tпп,. Нагрузка на двигатель возрастает, броски тока увеличиваются, максимум тока якоря IМ растет. Растет время достижения максимума.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данной работе рассмотрено проектирование реверсивного тиристорного электропривода постоянного тока со схемой управления на элементах УБСР.
Электропривод выполнен на основе двигателя П151-5К, получающего питание от тиристорного преобразователя.
По номинальному току и напряжению выбран тиристорный электропривод КТЭУ – 800/440 – 532 – 1ВМТД – УХЛ(04).
Выбран силовой трансформатор ТСЗП-630/10УЗ исполнения 5, тахогенератор ПТ-32, составлены принципиальная схема силовых цепей КТЭ, электрическая принципиальная схема релейно-контакторных цепей и схема цепей возбуждения двигателя.
Был произведен выбор регуляторов тока якоря и скорости. Вид передаточной функции и параметры регуляторов выбирались так, чтобы выполнить заданные требования к настраиваемому контуру регулирования.
Построены статические характеристики электропривода и проанализированы пределы возможного регулирования. Характеристики подтвердили то, что выбранный тиристорный преобразователь работает в ненасыщенном состоянии.
Произведен расчет реле защиты.
Построены переходные процессы, проанализировано влияние на их качество момента инерции J.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1 Альбом технических данных индивидуальных электрических машин для приводов прокатных станов: справочные материалы для проектирования/ под ред. А.И. Шейнмана. – М.: ГПИ ТПЭП, 1968. – 363 с.
2 Комплектные тиристорные электроприводы: справочник / И.Х. Евзеров, А.С. Горобец, Б.И. Мошкович и др.; под ред. В.М. Перельмутера. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 319 с.
3 Гельман, М.В. Проектирование тиристорных преобразователей для электроприводов постоянного тока: учебное пособие / М.В. Гельман. – Челябинск: ЧГТУ, 1996. – 91 с.
4 Стандарт предприятия: курсовые и дипломные проекты. Общие требования к содержанию и оформлению. СТО ЮУрГУ 04 – 2008. – Челябинск: : Издательский центр ЮУрГУ, 2008 – 56 с.
5 Усынин, Ю.С. Системы управления электроприводов: учебное пособие к курсовому проектированию / Ю.С. Усынин, С.М. Бутаков, Р.З. Хусаинов, В.П. Мацин. – Челябинск: Издательство ЮУрГУ, 2000. – 46 с.
6 Усынин, Ю.С. Системы управления электроприводов: учебное пособие для ВУЗов / Ю.С. Усынин. – Челябинск: Издательство ЮУрГУ, 2004. – 326 с.
7 Усынин, Ю.С. Теория автоматического управления: учебное пособие для ВУЗов/ Ю.С. Усынин. ¬– Челябинск: Издательство ЮУрГУ, 2010. – 174 с.
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………….5
1 ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ………………………………………………6
2 ВЫБОР СТРУКТУРЫ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ............6
3 ВЫБОР КОМПЛЕКТНОГО ТИРИСТОРНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА…………...8
4 ВЫБОР ЭЛЕМЕНТОВ СИЛОВОГО ЭЛ