Разработка системы управления электроприводом
Введение
Электроприводы играют в настоящее время важную роль при решении задач автоматизации во всех отраслях народного хозяйства. Их технические параметры существенно влияют на качество и надёжность автоматизированных технологических процессов.
Развитие силовой электроники и микроэлектроники оказало плодотворное влияние на разработки в области электропривода и автоматики. Современный автоматизированный электропривод включает в себя системы управления и регулирования с высоким уровнем организации и одновременно сам является подсистемой в иерархической структуре автоматизации.
Возросшие требования к скорости и точности, выполняемых электроприводом движений, необходимость обеспечить взаимную связь одновременных движений нескольких рабочих органов машины или ряда агрегатов технологической цепи при оптимальных показателях и заданных ограничениях существенно усложнили функции управления электроприводом.
1. Определение структуры и параметров объекта управления
В состав объекта управления входят широтно-импульсные преобразователи и двигатель постоянного тока 4ПФ112L – 3,55кВт – 425 мин –1 с параметрами:
– номинальная мощность кВт,
– номинальный ток якоря А,
– КПД ,
– номинальная частота вращения мин –1 ,
– напряжение в якорной цепи В,
– напряжение в обмотке возбуждения В,
– момент инерции на валу двигателя кг×м2 ,
– номинальный момент Н×м,
– номинальный ток возбуждения А.
Двигатель типа 4ПФ предназначен для привода механизма главного движения станков с ЧПУ, гибких производственных систем и роботизированных производственных комплексов. Двигатель поставляется со встроенными тахогенераторами типа ТП80-20-0,2 и датчиками тепловой защиты – терморезистором типа СТ 14-1Б. Двигатель выдерживает нагрузку по току при номинальной частоте вращения в течении и в течении ; при максимальной частоте вращения – в течении . [2]
Суммарный момент инерции, приведённый к валу двигателя:
кг×м2
Сопротивление якорной обмотки:
[4]
тогда Ом
Постоянная двигателя
В×с
где В×с/Вб
тогда
Вб
Номинальная угловая скорость вращения:
с –1
Максимальная скорость вращения:
с–1
Индуктивность рассеяния якорной цепи двигателя вычислим по приближённой формуле Уманского-Линвилля: [1]
Гн = мГн [1]
Учитывая индуктивность трансформатора и сглаживающих дросселей, полная индуктивность
Гн
Электромагнитная постоянная времени:
с
Максимальный момент при максимальной скорости и номинальном потоке:
Н×м
Определим во сколько раз можно уменьшить поток, чтобы момент развиваемый двигателем не снизился меньше чем Н×м
С учётом запаса зададимся максимальным снижением потока в 2 раза, тогда:
Н×м
Тогда максимально возможная скорость:
с–1
Принимаем с-1
Найдём количество витков в обмотке возбуждения:
Сопротивление цепи возбуждения:
Ом
2. Расчёт параметров элементов структурной схемы
В качестве исходной структурной схемы выберем двухконтурную систему ЭП (рис.1).
Будем настраивать на технический оптимум контур тока и скорости
Контур тока.
Ом
следовательно, требуется ПИ-регулятор тока.
Контур скорости. Контур тока возбуждения.Ом
следовательно, требуется ПИ-регулятор тока возбуждения.
Рис.2. Характеристика задающего звена.
На вход звена, изображённого на рис. 2 приходит сигнал рассогласования (Uze-Eя).
При , (Uze-Eя)>0 и на выходе нелинейного элемента идёт задание на номинальный ток возбуждения. При , (Uze-Eя)<0 и Uztv уменьшается в зависимости от Eя. Так как ток возбуждения уменьшается, то и магнитный поток обмотки возбуждения уменьшается, а следовательно скорость увеличивается.
Выбор элементов контура тока якоря.
В качестве датчика тока якоря выбираем ДТХ–50. На вход этого датчика можно подавать . При этом он выдаёт на выходе .
Так как и является максимальным значением, то при мы имеем .
Тогда
.
Изобразим ПИ–РТЯ.
Рис.9. Принципиальная схема ПИ–РТЯ.
В качестве ОУ выбираем прецизионный ОУ типа КР140УД17А [3].
Он имеет следующие параметры:
В начальное значение времени необходимо обнулить интеграторы. Для этого будим использовать аналоговый ключ типа КР590КН2, который содержит в себе два ключа. Пусть
, тогда
Используя [3] выбираем резисторы, конденсатор и стабилитрон, а также пользуясь стандартным рядом Е96.
Выбор элементов контура скорости.
Двигатель 4ПФ112L поставляется со встроенным тахогенератором типа ТП80-20-0.2.
Его параметры:
Крутизна выходной характеристики .
Номинальная скорость вращения .
Максимальная скорость вращения .
В нашем случае при напряжение на выходе тахогенератора:
.
Изобразим принципиальную схему П-РС.
|
Оценок: 1000 (Средняя 5 из 5)
Наверняка у вас есть товары или услуги, продажа которых приносит вам максимальную прибыль. Для быстрого старта в сети вам необходимо создание посадочной страницы (одностраничного сайта), на которой будет размещена информация о маржинальных товарах/услугах интернет магазина. За 8 лет опыта разработки конверсионных страниц мы выработали оптимальную структуру, которая позволит привлекать через landing page больше продаж. На такую структуру «одевается» ваш контент — фирменный стиль, тексты, фотографии, уникальные торговые предложения, после чего страница выходит в свет. Разработка лендинга и запуск в сети — до 7 рабочих дней. Стоит отметить, что в разработку самой посадочной страницы входит и написание копирайтером продающих текстов для вашего бизнеса, чтобы каждый посетитель страницы захотел совершить покупку именно у вас. Результат: качественно разработаная продающая посадочная страница, которая готова приносить вам новых клиентов. © 2016 - 2022 BigEdu.ru
|