Курсовая с практикой на тему Автоматическое управление электроприводом

Содержание:

Задание на курсовой проект 3

Введение 4

1. Расчёт и выбор элементов силовой части электропривода 6

1.1
Расчет параметров генератора и приводного асинхронного

электродвигателя. 8

1.2.
Выбор трансформатора и тиристорного преобразователя10

1.3 Подбор тиристоров. 12

1.4. Выбор преобразователя. 14

1.5 Выбор датчика тока. 17

1.6
Выбор датчика скорости. 18

1.7 Выбор датчика напряжения. 20

2. Определение динамических параметров
электропривода 22

2.1. Расчёт передаточных функций. 22

2.2 Расчет параметров
регуляторов. 26

3. Создание модели САУ. 29

4. Расчет и построение
статических характеристик электропривода 31

5. Разработка
принципиальной электрической схемы 32

Заключение 33

Список литературы

Введение:

Цель
курсового проекта: рассчитать и синтезировать систему автоматического
управления генератор – двигатель.

В качестве электропривода должен быть реализован
электропривод постоянного тока с независимым возбуждением, построенный по
системе с отрицательной обратной связью по скорости, напряжению и току.

Силовая схема электропривода (ЭП) должна быть реализована по
принципу генератор — двигатель.

По условиям работы механизма ЭП должен обеспечивать режим
частых пусков. Время переходного процесса не должно превышать 2 секунд.

В системе
генератор — двигатель асинхронный двигатель АД непрерывно вращает генератор Г
постоянного тока с независимым возбуждением и возбудитель В, представляющий
собой маломощный генератор постоянного тока с параллельным возбуждением.

Двигатель
постоянного тока приводит в движение рабочий орган. Обмотки возбуждения
генератора и ОВД двигателя питаются от возбудителя. Изменяя реостатом
сопротивление цепи возбуждения генератора, меняют напряжение, подводимое к
якорю двигателя, и тем самым регулируют частоту вращения двигателя. Система Г-Д
по прежнему все еще имеет широкое практическое применение, особенно для
приводов большой мощности, правда, в настоящее время, вместо ранее используемых
возбудителей на базе электромашинных и магнитных усилителей,применяют вентильные
преобразователи, а при построении систем управления используют принцип
подчиненного регулирования.

Регулирование
напряжения на якоре двигателя может обеспечить изменение скорости ниже основной
(при постоянном моменте нагрузки), а регулирование полем двигателя — изменение
скорости выше основной (при постоянной мощности). При этом необходимо учитывать
энергетические, механические и коммутационные ограничения как со стороны
двигателя, так и со стороны механизма (допустимые моменты и ускорения).

Следует учитывать,
что система Г-Д характеризуется относительнонизким значением КПД из-за
многократного преобразования энергии, причем КПД быстро падает при уменьшении
нагрузки .

Генератор в
системе Г-Д выбирается так, чтобы работа двигателя не ограничивалась генератором
ни в тепловом, ни в коммутационном отношении. Мощность генератора определяется
номинальным током и напряжением двигателя (с учетом потерь в силовой проводке).
Если генератор имеет меньшую перегрузочную способность по току, то его мощность
должна быть завышена так, чтобы максимально допустимый ток двигателя был
допустим и для генератора.

Приводной
двигатель преобразовательного агрегата может быть асинхронным или синхронным,
последний — предпочтительнее по энергетическим соображениям.

Ряд
параметров энергетических машин приводится в каталогах и справочниках, другие
параметры определяются с учетом особенностей разрабатываемого электропривода.

Заключение:

Основной задачей данного
курсового проекта являлось проектирования регулируемого электропривода. В ходе
ее решения были пройдены следующие этапы.

Во-первых, расчет и
выбор компонентов силовой части привода. Существуют различные методики выбора
силового трансформатора, тиристорных комплектов, но все они сводятся к одному –
обеспечить оптимальный режим питания двигателя, при котором затраты энергии
будут минимальны, но в то же время должен обеспечиваться максимальный
необходимый динамический запас по напряжению, обеспечивающий стабильность
характеристик привода в переходных режимах. Результатом этой части работы
является выбор комплектного тиристорного преобразователя, соответствующего
рассчитанным характеристикам.

Во-вторых, исследование
статических характеристик привода – обеспечивает ли он необходимый диапазон
регулирования скорости и ее стабильность при различных нагрузках, и,
соответственно, поиск оптимальной системы питания, расчет параметров настройки
регуляторов для получения максимально жесткой электромеханической
характеристики.

В-третьих, исследована
динамика привода в различных режимах работы. На данном этапе основным являлось
правильно определить настройки регуляторов, чтобы обеспечить максимальное
быстродействие при минимальном перерегулировании и сохранении устойчивости,

Фрагмент текста работы:

1. Расчёт
и выбор элементов силовой части электропривода

Параметры двигателя П-62: Номинальная мощность ,кВт 8 Номинальная частота
вращения вала , об/мин 1000 Номинальное
напряжение , В 220 Номинальный ток
якоря , А 43 Момент инерции , кг‧м2 0,65 Сопротивление ОВ , Ом 136 Индуктивность ОВ , Гн 85 Принимаем, что у П-62 количество магнитных полюсов

, машина скомпенсирована.

КПД при номинальной нагрузке: Номинальная угловая скорость вращения вала: Номинальный момент: Активное
сопротивление якоря: Конструктивный коэффициент двигателя (при учёте только
сопротивления якоря) определим из его номинального режима работы: Скорость
идеального холостого хода (ХХ): Индуктивность
якоря: где

, тогда: Постоянная
времени якорной цепи двигателя: Генератор в системе
Г-Д выбирается так, чтобы работа двигателя не ограничивалась генератором ни в
тепловом, ни в коммута­ционном отношении. Мощность генератора определяется
номиналь­ным током и напряжением двигателя (с учетом потерь в силовой
проводке). Если генератор имеет меньшую перегрузочную способ­ность по току, то
его мощность должна быть завышена так, чтобы максимально допустимый ток
двигателя был допустим и для генера­тора.

Приводной двигатель
преобразовательного агрегата может быть асинхронным или синхронным, последний —
предпочтительнее по энергетическим соображениям.

Так, например,
сопротивление якорной цепи определяется c учетом рабочей температуры обмоток.
Если в каталоге не приве­дены величины сопротивлений обмоток, то их можно
подсчитать через КПД. Рис.2 САУ системы генератор-двигатель (Г-Д) 1.1 Расчет параметров генератора и приводного
асинхронного электродвигателя.

Генератор выбираем исходя из следующих условий: ; Выбираем генератор 2ПН200МГУХЛ4.