Xreferat.com » Рефераты по физике » Разработка системы управления двигателя постоянного тока

Разработка системы управления двигателя постоянного тока

Содержание


Введение…………………………….…………………………………..................2

1. Определение параметров и структуры объекта управления.….…………….3

2. Разработка алгоритма управления и расчёт параметров устройств управления……………………………………………………………………...…7

3. Моделирование процессов управления, определение и оценка показателей качества…………………………………………………………………………..16

4. Разработка принципиальной электрической схемы и выбор её элементов.23

Список литературы.………………………………………….………………..…39


Введение


На современном этапе, характеризующемся приоритетным развитием машиностроения и автоматизации производства, автоматизированный электропривод сформировался как самостоятельное научное направление, в значительной степени определяющее прогресс в области техники и технологии, связанных с механическим движением, получаемым путем преобразования электрической энергии. Этим объясняется большой интерес специалистов к новым разработкам в данной отрасли техники и к ее научным проблемам.

Четко определился объект научного направления – система, отвечающая за управляемое электромеханическое преобразование энергии и включающая два взаимодействующих канала – силовой, состоящий из участка электрической сети, электрического, электромеханического, механического преобразователей, технологического рабочего органа, и информационный канал. В рамках данного курсового проекта рассматривается разработка информационного канала.


1. Определение параметров и структуры объекта управления


В состав объекта управления входит двигатель постоянного тока независимого возбуждения Разработка системы управления двигателя постоянного тока с параметрами по табл. 10.11 [1, стр. 277]:


Разработка системы управления двигателя постоянного тока - номинальная мощность,

Разработка системы управления двигателя постоянного тока - номинальное напряжение питания обмотки возбуждения и якорной цепи,

Разработка системы управления двигателя постоянного тока - КПД,

Разработка системы управления двигателя постоянного тока - номинальная частота вращения,

Разработка системы управления двигателя постоянного тока - максимальная частота вращения,

Разработка системы управления двигателя постоянного тока - сопротивление обмотки якоря,

Разработка системы управления двигателя постоянного тока - сопротивление добавочных полюсов,

Разработка системы управления двигателя постоянного тока - индуктивность обмотки якоря,

Разработка системы управления двигателя постоянного тока - сопротивление обмотки возбуждения,

Разработка системы управления двигателя постоянного тока - момент инерции якоря.

Разработка системы управления двигателя постоянного тока - число пар полюсов.

Разработка системы управления двигателя постоянного тока - коэффициент инерционности механизма.


Данный ЭД предназначен для работы в широкорегулируемых электроприводах, соответствует Разработка системы управления двигателя постоянного тока, имеет защищенное исполнение, с независимой вентиляцией (асинхронный двигатель Разработка системы управления двигателя постоянного тока).


Номинальная угловая скорость вращения


Разработка системы управления двигателя постоянного тока

Максимальная угловая скорость вращения:


Разработка системы управления двигателя постоянного тока


Номинальный ток якоря:


Разработка системы управления двигателя постоянного тока


Суммарное сопротивление якорной цепи:


Разработка системы управления двигателя постоянного тока


Произведение постоянной машины на номинальный поток:


Разработка системы управления двигателя постоянного тока


Постоянная времени якорной цепи:


Разработка системы управления двигателя постоянного тока


Номинальный момент:


Разработка системы управления двигателя постоянного тока


Номинальный ток обмотки возбуждения:

Разработка системы управления двигателя постоянного тока


Исходя из высоты оси вращения Разработка системы управления двигателя постоянного тока по табл. 1 [2, стр. 5]: Разработка системы управления двигателя постоянного тока


По рис. 4 [2, стр. 10]: Разработка системы управления двигателя постоянного тока


Разработка системы управления двигателя постоянного тока


По рис. 2б [2, стр. 8]: Разработка системы управления двигателя постоянного тока

По табл. 2 [2, стр. 9] для класса изоляции Разработка системы управления двигателя постоянного тока: Разработка системы управления двигателя постоянного тока

По табл. 3 [2, стр. 10] для Разработка системы управления двигателя постоянного тока:

Разработка системы управления двигателя постоянного тока

Окончательно получим:


Разработка системы управления двигателя постоянного тока


По рис. 3 [2, стр. 9]: Разработка системы управления двигателя постоянного тока

Полюсное деление равно:


Разработка системы управления двигателя постоянного тока


Число витков обмотки возбуждения [2, стр. 27]: Разработка системы управления двигателя постоянного тока

Номинальный магнитный поток:


Разработка системы управления двигателя постоянного тока

Постоянная машины:


Разработка системы управления двигателя постоянного тока


Коэффициент рассеяния [3, стр. 38]: Разработка системы управления двигателя постоянного тока

Индуктивность обмотки возбуждения:


Разработка системы управления двигателя постоянного тока


Постоянная времени обмотки возбуждения:


Разработка системы управления двигателя постоянного тока


Постоянная времени обмотки возбуждения:


Разработка системы управления двигателя постоянного тока


Суммарный момент инерции механизма:


Разработка системы управления двигателя постоянного тока


Так же объёкт управления содержит Разработка системы управления двигателя постоянного тока возбуждения и Разработка системы управления двигателя постоянного тока напряжения якоря, частота коммутации которых: Разработка системы управления двигателя постоянного тока

Постоянная времени преобразователей равна:


Разработка системы управления двигателя постоянного тока

Так как Разработка системы управления двигателя постоянного тока и Разработка системы управления двигателя постоянного тока представим преобразователи в виде пропорциональных звеньев, откуда с учетом диапазона стандартных управляющих сигналов (Разработка системы управления двигателя постоянного тока) имеем и максимальной скважности Разработка системы управления двигателя постоянного тока (Разработка системы управления двигателя постоянного тока) получим:


Разработка системы управления двигателя постоянного тока


2. Разработка алгоритма управления и расчёт параметров устройств управления


Объект управления описывается следующими уравнениями [3, стр.38-39]:


Разработка системы управления двигателя постоянного тока


Выберем двухконтурную систему управления скорости с внутренним контуром потока (рис. 1).


Разработка системы управления двигателя постоянного тока

Рис. 1. Двухконтурная система регулирования скорости.

Универсальная кривая намагничивания представлена на рис. 3.

Так как регулирование происходит изменением потока, минимальный поток будет при максимальной скорости:


Разработка системы управления двигателя постоянного тока


Минимальный ток возбуждения (по рис. 3):


Разработка системы управления двигателя постоянного тока

Разработка системы управления двигателя постоянного тока


Рис. 3. Универсальная кривая намагничивания.


При этом коэффициент линеаризации кривой намагничивания лежит в диапазоне:


Разработка системы управления двигателя постоянного тока

Разработка системы управления двигателя постоянного тока

Максимальная постоянная времени потока:


Разработка системы управления двигателя постоянного тока


Коэффициент форсирования тока возбуждения [4, стр. 559]:


Разработка системы управления двигателя постоянного тока


Малая постоянная времени:


Разработка системы управления двигателя постоянного тока


Желаемая передаточная функция замкнутого контура потока:


Разработка системы управления двигателя постоянного тока


Желаемая передаточная функция разомкнутого контура потока:


Разработка системы управления двигателя постоянного тока


Передаточная функция разомкнутого контура потока:


Разработка системы управления двигателя постоянного тока


Коэффициент обратной связи по потоку:

Разработка системы управления двигателя постоянного тока


Передаточная функция регулятора потока:


Разработка системы управления двигателя постоянного тока


где


Разработка системы управления двигателя постоянного тока

Разработка системы управления двигателя постоянного тока


Коэффициент Разработка системы управления двигателя постоянного тока подлежит определению непрерывно, для чего контур потока будет модифицирован (рис. 4.).


Разработка системы управления двигателя постоянного тока

Рис. 4. Модифицированный контур регулирования потока.

Коэффициент обратной связи по скорости:


Разработка системы управления двигателя постоянного тока


Коэффициент обратной связи ЭДС:


Разработка системы управления двигателя постоянного тока


Коэффициент обратной связи по току возбуждения:


Разработка системы управления двигателя постоянного тока


Коэффициент нормализации Разработка системы управления двигателя постоянного тока


Разработка системы управления двигателя постоянного тока


С учётом этого:


Разработка системы управления двигателя постоянного тока

Разработка системы управления двигателя постоянного тока


Внешний контур скорости представлен на рис. 5.

Разработка системы управления двигателя постоянного тока

Рис. 5. Контур регулирования скорости.


Желаемая передаточная функция разомкнутого контура скорости:


Разработка системы управления двигателя постоянного тока


Передаточная функция разомкнутого контура скорости:


Разработка системы управления двигателя постоянного тока


Передаточная функция регулятора скорости


Разработка системы управления двигателя постоянного тока


где


Разработка системы управления двигателя постоянного тока


Так как нагрузка с постоянной мощностью изменяет знак Разработка системы управления двигателя постоянного тока и коэффициент Разработка системы управления двигателя постоянного тока подлежит определению непрерывно контур скорости также будет модифицирован (рис. 6.).

Разработка системы управления двигателя постоянного тока

Рис. 6. Модифицированный контур регулирования скорости.


Коэффициент обратной связи по току якоря:


Разработка системы управления двигателя постоянного тока


Отсюда следует:


Разработка системы управления двигателя постоянного тока


Передаточная функция контура компенсирующего влияние нагрузки:


Разработка системы управления двигателя постоянного тока


Коэффициент задания мощности нагрузки:


Разработка системы управления двигателя постоянного тока

Откуда (с учётом принятых выше коэффициентов) имеем:


Разработка системы управления двигателя постоянного тока


где


Разработка системы управления двигателя постоянного тока

Разработка системы управления двигателя постоянного тока


Структура системы управления стабилизатором напряжения в цепи якоря приведена на рис. 7.


Разработка системы управления двигателя постоянного тока

Рис. 7. Контур управления напряжением якоря.


Здесь:


Разработка системы управления двигателя постоянного тока


Структурная схема всей системы управления и объекта приведена на рис. 8.


Разработка системы управления двигателя постоянного тока

Рис. 8. Структурная схема системы управления и объекта.


3. Моделирование процессов управления, определение и оценка показателей качества


Модель объекта и системы управления в комплексе Разработка системы управления двигателя постоянного тока представлена на рис. 9.

Моделирование будем проводить по нижеследующему алгоритму:

Пуск на номинальную скорость - Разработка системы управления двигателя постоянного тока

максимальный скачёк задания -Разработка системы управления двигателя постоянного тока, (рис. 10 – рис. 14)

Проверка отработки задания


Разработка системы управления двигателя постоянного тока(рис. 15 – рис. 10)


Разработка системы управления двигателя постоянного тока

Разработка системы управления двигателя постоянного тока


Рис. 9. Модель объекта и систему управления.


Разработка системы управления двигателя постоянного тока

Разработка системы управления двигателя постоянного токаРис. 10. Зависимость Разработка системы управления двигателя постоянного тока от времени.


Разработка системы управления двигателя постоянного токаРазработка системы управления двигателя постоянного тока

Рис. 11. Зависимость Разработка системы управления двигателя постоянного тока и Разработка системы управления двигателя постоянного токаот времени.

Разработка системы управления двигателя постоянного тока

Разработка системы управления двигателя постоянного токаРис. 12. Зависимость Разработка системы управления двигателя постоянного тока и Разработка системы управления двигателя постоянного тока от времени.


Разработка системы управления двигателя постоянного токаРазработка системы управления двигателя постоянного тока

Разработка системы управления двигателя постоянного токаРис. 13. Зависимость Разработка системы управления двигателя постоянного тока и Разработка системы управления двигателя постоянного тока от времени.

Разработка системы управления двигателя постоянного токаРазработка системы управления двигателя постоянного тока

Разработка системы управления двигателя постоянного токаРис. 14. Зависимость Разработка системы управления двигателя постоянного тока от времени.


Разработка системы управления двигателя постоянного токаРазработка системы управления двигателя постоянного токаРазработка системы управления двигателя постоянного тока

Рис. 15. Зависимость Разработка системы управления двигателя постоянного тока от времени.

Разработка системы управления двигателя постоянного токаРазработка системы управления двигателя постоянного токаРазработка системы управления двигателя постоянного тока

Рис. 16. Зависимость Разработка системы управления двигателя постоянного тока и Разработка системы
    <div class=

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.
Подробнее

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту

Похожие рефераты: