Характеристика методики проектирования автоматизированного электропривода. Расчет требуемой мощности электродвигателя с учётом переходных процессов при пуске, торможении и изменении режимов работы двигателя. Определение передаточных функций датчиков.
Совершенствование систем автоматизированного электропривода с использованием новейших достижений науки и техники является одним из непременных условий при решении задач всемерного повышения эффективности промышленного производства, ускорения роста производительности труда и улучшения качества выпускаемой продукции. Посредством этой системы приводятся в движение рабочие органы технологических (производственных) машин и осуществляется управление преобразованной энергией.По расчетному значению мощности выбираем комплектный электропривод следующей комплектации: - двигатель 2ПН180МУХЛ4 на 110 В со встроенным тахогенератором ТС-1М; Таблица 1: Технические данные двигателя 2ПН180МУХЛ4 Наименование параметра Значение Частота вращения, n, об/мин 750 Частота вращения мах nmax ,об/мин 3000Упрощенная функциональная схема САР положения приведена на рисунке 1: Рисунок 1.Постоянную времени якорной цепи Тя определяют по следующей формуле: , (2) где LЯ? - суммарная индуктивность якорной цепи; Суммарная индуктивность якорной цепи вычисляют по формуле: , (3) где Lt - приведенная индуктивность трансформатора; Приведенную индуктивность обмотки трансформатора определяют по формуле: , (4) где Хт - приведенное ко вторичной цепи индуктивное сопротивление рассеяния фазы трансформатора; Подставив полученные значения в формулу (5), получим значение приведенного сопротивления обмоток трансформатора Эквивалентное сопротивление преобразователя вычисляют по формуле: (9) где Ом - сопротивление, учитывающее снижение выпрямленного напряжения изза процессов коммутации токов вентилями преобразователя, m - число коммутаций вентилей за период напряжения сети (пульсность схемы): для мостовой схемы m = 6, для нулевой m = 3.Технические данные тиристорного преобразователя ПТОМ-115-32(50) представлены в таблице 4. При наличии фильтра на входе СИФУ постоянная времени Тф = (0,006?0,008) с, что обусловлено дискретностью подачи отпирающих импульсов и особенностью работы управляемого тиристорного выпрямителя (тиристорного преобразователя).В современных тиристорных приводах постоянного тока для улучшения статических и динамических характеристик системы в промежуточные усилители вводятся различные корректирующие цепи, чем обеспечивается регулирование необходимых динамических свойств системы. В системах позиционирования статическая ошибка, приведенная к валу двигателя при вращательном движении механизма определяется из выражения: , (22) где кр - коэффициент усиления разомкнутой системы; i - передаточное отношение редуктора; Mc - момент сопротивления; ? - жесткость механической характеристики системы; ?зад = 2 - заданная погрешность позиционирования. Жесткость механической характеристики системы определяется из выражения: . Подставив полученные значения в формулу (22) найдем коэффициент усиления разомкнутой системы: где Мс = 330 Н·м - максимальный момент сопротивления механизма.Определение передаточной функции датчика тока. Передаточная функция датчика тока определяется следующим образом: , где 10 - максимальное значение напряжения с датчика тока, В; Передаточная функция тахогенератора имеет вид: , где Uн = 100 В напряжение тахогенератора; Так как в обратную связь принято подавать напряжение 10 В, то необходим согласующий усилитель, коэффициент усиления которого равен: .рисунок 4.Структурная схема САР позиционированияДля построения переходной характеристики регулятора тока составим структурную схему замкнутого контура: Рисунок 5. Для расчета регулятора тока разрываем обратную связь, и преобразуем структурную схему к виду: Рисунок 7. Для расчета регулятора тока воспользуемся частотным методом с использованием ЛАЧХ и ЛФЧХ разомкнутой системы. Переходная характеристика контура тока представлена на рисунке 6, а ЛЧХ на рисунке 8. Как видно из рисунков система обладает большой колебательностью, большим перерегулированием ?=95% и малым запасом по фазе ? ?=33,70.Для расчета регулятора скорости необходимо преобразовать данную структурную схему к виду: Рисунок 12. Произведем синтез регулятора скорости. Переходной процесс контура скорости представлен на рисунке 14, а ЛЧХ на рисунке 15. Для этого к ПФ замкнутого регулятора тока добавить ПФ вновь введенных звеньев: Рисунок 13. Как видно из рисунков система обладает малым быстродействием.При выполнении данного курсового проекта была освоена методика проектирования автоматизированного электропривода. В результате проектирования с помощью программы Matlab был разработан автоматизированный электропривод системы позиционирования, обеспечивающий заданную точность позиционирования механизма при максимальной скорости задающего сигнала и максимальном моменте сопротивления.
План
Содержание
Задание
Введение
1. Выбор электропривода
2. Функциональная схема САР положения
3. Определение передаточных функций звеньев САР
3.1 Определение передаточной функции электродвигателя
3.2 Определение передаточной функции тиристорного преобразователя
3.3 Определение передаточной функции промежуточного усилителя
3.4 Определение передаточных функций датчиков
4. Структурная схема САР позиционирования
5. Расчет регулятора тока
6. Расчет регулятора скорости
Заключение
Список использованных источников
Введение
Для современного промышленного производства характерно широкое внедрение автоматизированного электропривода - основы механизации и комплексной автоматизации технологических процессов. Совершенствование систем автоматизированного электропривода с использованием новейших достижений науки и техники является одним из непременных условий при решении задач всемерного повышения эффективности промышленного производства, ускорения роста производительности труда и улучшения качества выпускаемой продукции.
Электропривод представляет собой электромеханическую систему, преобразующую электрическую энергию в механическую. Посредством этой системы приводятся в движение рабочие органы технологических (производственных) машин и осуществляется управление преобразованной энергией.
Современные электроприводы металлорежущих станков являются основным звеном автоматизированных систем управления технологическим процессом. Механическая энергия, необходимая для создания относительного перемещения инструмента и заготовки, в основном поступает от электрического двигателя - силовой части электропривода. Задающие и информационные системы в технологическом процессе проходят через информационную часть системы управления электроприводом.
Вывод
При выполнении данного курсового проекта была освоена методика проектирования автоматизированного электропривода.
По необходимой мощности выбран комплектный электропривод с двигателем 2ПН180МУХЛ4 на 110 В со встроенным тахогенератором ТС-1М. Определены передаточные функции звеньев системы автоматического регулирования: электродвигателя, тиристорного преобразователя, промежуточного усилителя, датчиков тока, скорости, положения.
В результате проектирования с помощью программы Matlab был разработан автоматизированный электропривод системы позиционирования, обеспечивающий заданную точность позиционирования механизма при максимальной скорости задающего сигнала и максимальном моменте сопротивления. Исследованы и проанализированы переходные процессы при различных режимах работы системы.
Спроектированная система удовлетворяет всем поставленным требованиям.
Список литературы
1) Автоматизированный электропривод. Методические указания к курсовому проектированию по курсу «Автоматизированный электропривод», составители: Г.Н. Коуров, В.Ц. Зориктуев, УАИ, 1989.
2) Башарин А.В., Новиков В.А., Соколовский Г.Г. Управление электроприводами: Учебное пособие для вузов.-Л.: Энергоиздат, 1982.
3) Зимин Е. М., Яковлев В. И. Автоматическое управление электроприводом. - М.: Энергия, 1979.
