Проектирование системы подчиненного регулирования вентильного электропривода постоянного тока - Курсовая работа

Расчет динамики электроприводаПо заданной мощности из справочника [1, стр. 389] выбираем двигатель 2ПН315LГУХЛ4 со следующими паспортными данными: Таблица 1 Встроенный тахогенератор типа ТС1 имеет закрытое исполнение. Якорь генератора жестко закреплен на валу ДПТ, возбуждение от постоянных магнитов.При выборе генератора должны учитываться следующие условия: где: Рг - мощность генератора, КВТ; Інг - номинальный ток якоря генератора, А; Інд - номинальный ток якоря двигателя, А. Скорость двигателя не является критерием при выборе генератора. 438] выбираем генератор МП250/1000Т со следующими паспортными данными: Таблица 2Сопротивление якорной цепи двигателя, приведенное к рабочей температуре : где: bt = 1,24 - коэффициент, учитывающий изменение сопротивления обмоток при нагреве на 60 °С. Номинальное значение КФ двигателя определяют из уравнения электромеханической характеристики для номинального режима: где: - номинальный ток двигателя. Передаточный коэффициент двигателя: Сопротивление якорной цепи генератора, приведенное к рабочей температуре : Номинальный ток генератора: А Для измерения тока якоря последовательно с двигателем включен шунт ШС-75-2000-0,5 со следующими данными: номинальный ток 2000 А, номинальное напряжение 75 МВ. Суммарная индуктивность: Постоянная времени якорной цепи: Электромеханическую постоянную времени найдем, приняв момент инерции механизма равным моменту инерции двигателя (т.к. не определен заданием): Постоянная времени генератора: Передаточный коэффициент генератора: где: - ЭДС генератора; Ток короткого замыкания: Величина допустимого тока: Время переходного процесса: Время возбуждения: Требуемый коэффициент форсировки: Требуемое напряжение возбуждения: Коэффициент передачи тиристорного возбудителя: Коэффициент обратной связи по напряжению: Коэффициент обратной связи по току содержит измерительный шунт с коэффициентом и стандартную ячейку датчика тока, имеющую коэффициент .В данной 3-х контурной системе подчиненного регулирования контур регулирования напряжения якоря является внутренним, и по методике расчета таких систем внутренний контур должен оптимизироваться первым.Рисунок 2 - Структурная схема контура напряжения Для настройки контура напряжения на модульный оптимум введем интегрально-пропорциональный регулятор, имеющий передаточную функцию: электропривод контур электропривод двигатель параметры последнего определяются так: ; Коэффициент передачи оптимизированного контура напряжения: Уравнению (*) соответствует интегрально-пропорциональный регулятор со схемой реализации, приведенной на рисунке 4. Передаточная функция замкнутого оптимизированного контура напряжения в этом случае имеет вид: В качестве регулятора тока возьмем ячейку регулятора напряжения типа РН-1АИ [4, с.217, табл.Для начала избавимся от перекрестных обратных связей: Рисунок 4 - Структурная схема контура тока якоря с внутренним контуром напряжения Для настройки контура тока на модульный оптимум введем интегрально-пропорциональный регулятор, имеющий передаточную функцию: Передаточная функция замкнутого контура тока: Коэффициент передачи оптимизированного контура тока: Уравнению соответствует интегрально-пропорциональный регулятор со схемой реализации, приведенной на рисунке 8.Прежде всего, определимся с видом регулятора скорости - пропорционального или интегрально-пропорционального типа. В первом случае полученная система электропривода будет обладать статической ошибкой по скорости, во втором случае - астатическими свойствами.Статизм в замкнутой однократно интегрирующей системе уже рассчитывался и составляет с-1, % (характеристика 3). Задатчик интенсивности (ЗИ), включенный на вход двухконтурной системы регулирования, преобразует сигнал любой формы (в том числе и ступенчатой) в линейно изменяющийся с заданной интенсивностью сигнал. Интенсивность изменения сигнала на выходе ЗИ соответствует заданному ускорению ЭП. Системы управления комплектными тиристорными электроприводами строятся на типовых элементах унифицированной блочной системы регуляторов УБСР-АИ аналогового действия, объединенных по принципу единства конструкции, вида входных и выходных сигналов, напряжений питания. В номенклатуру аналоговых элементов УБСР-АИ входят источники питания, задатчики входных сигналов, датчики регулируемых параметров, усилительные устройства, регуляторы, потенциальные разделители, компараторы, функциональные устройства, устройства защиты и коммутации, устройства технологической логики, контролирующие и вспомогательные устройства, т.е. функционально полный набор, обеспечивающий построение систем управления любой структуры.В данной работе была разработана система генератор-двигатель с обратной связью по скорости, току якоря и напряжению: выбран тип комплектного тиристорного электропривода, разработана функциональная схема ЭП, выбрано основное оборудование ЭП, оптимизированы контура тока якоря, скорости и напряжения, рассчитаны параметры регуляторов, произведен расчет электромеханических характеристик.

Содержание

Введение

1. Выбор силовой части электропривода

1.1 Двигатель и его паспортные данные

1.2 Генератор и его паспортные данные

2. Расчет статических параметров ЭП

3. Оптимизация контуров регулирования

3.1 Оптимизация контура напряжения

3.2 Оптимизация контура тока

3.3 Оптимизация контура скорости

В данной работе была разработана система генератор-двигатель с обратной связью по скорости, току якоря и напряжению: выбран тип комплектного тиристорного электропривода, разработана функциональная схема ЭП, выбрано основное оборудование ЭП, оптимизированы контура тока якоря, скорости и напряжения, рассчитаны параметры регуляторов, произведен расчет электромеханических характеристик. Результаты всех произведенных в работе расчетов подтверждены графиками переходных процессов. Рассмотренная в работе система ЭП является трехконтурной системой с подчиненным регулированием параметров: внутренний контур напряжения с ИП-регулятором, контур тока якоря с ИП-регулятором и внешний контур скорости с фильтром с ИП-регулятором. Характер переходных процессов соответствует критериям модульного оптимума.

Введение

Современные автоматизированные электроприводы представляют собой сложные динамические системы, включающие в себя различные линейные и нелинейные элементы (двигатели, генераторы, усилители, полупроводниковых и другие элементы), обеспечивающие в своем взаимодействии разнообразные статические и динамические характеристики.

Электропривод по системе Г-Д с тиристорным возбуждением генератора находит широкое применение во многих отраслях промышленности.

Достаточно сказать, что большинство мощных электроприводов постоянного тока различного назначения выполнены по системе Г-Д. Это объясняется рядом ее важных преимуществ по сравнению с другими приводами;

-высокая жесткость механических характеристик;

-большой диапазон и плавность регулирования скорости;

-отсутствие пусковых сопротивлений и потерь энергии в них;

-простота реверса двигателя без переключений в цепи якоря;

-простота перевода привода в режимы торможения с рекуперацией энергии в сеть;

-относительная простота схемного решения системы управления приводом, не требующая высокой квалификации обслуживающего персонала. Наряду с перечисленными достоинствами система Г-Д не лишена существенных недостатков, к числу которых относятся: - недостаточное быстродействие привода;

- неустойчивая работа двигателя в зоне низких скоростей, ограничивающая диапазон регулирования;

- низкий коэффициент полезного действия, не превышающий 75-80%;

- высокая установленная мощность, равная трехкратной мощности регулируемого двигателя;

- большая занимаемая площадь.1. Справочник по электрическим машинам: В 2-х т. / Под ред. И.П. Копылова и Б.К. Клокова. Т.1. М.: Энергоатомиздат, 1988.

2. Комплектные тиристорные электроприводы: Справочник / И.Х. Евзеров, А.С. Горобец, Б.И. Мошкович и др.; Под ред. В.М. Перельмутера. М.: Энергоатомиздат, 1988.

3. Справочник по проектированию автоматизированного электропривода и систем управления технологическими процессами / Под ред. В.И. Круповича, Ю.Г. Барыбина, М.Л. Самовера. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Энергоиздат, 1982. - 416с.

4. Мощные полупроводниковые приборы. Тиристоры: Справочник / В.Я. Замятин, Б.В. Кондратьев, В.М. Петухов. М.: Радио и связь, 1987. 576 с.

5. Конденсаторы: Справочник / И.И. Четвертаков, М.Н. Дьяконов, В.И. Присняков и др.: Под ред. И.И. Четвертакова, М.Н. Дьяконова - М.: Радио и связь, 1993. - 392 с.

6. Резисторы: Справочник / В.В. Дубровский, Д.М. Иванов, Н.Я. Пратусевич и др.; Под ред. И.И. Четверткова и В.М. Терехова. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1991. - 528 с.

Размещено на