Разработка электропривода по системе ТРН-АД управления скоростью - Курсовая работа

В проекте разрабатывается и исследуется электропривод по системе: тиристорный регулятор напряжения - асинхронный двигатель. Задача разработки регулируемого электропривода переменного тока решалась сначала при помощи резисторов, включенных в роторную или статорную часть электродвигателя, но изза трудностей в эксплуатации, громоздкости и некоторых других недостатков данная система широкого применения не носила. Благодаря усилиям направленным на получение простейших и надежных систем регулируемого электропривода, сокращение релейно-контакторной аппаратуры были разработаны дроссели, которые включали в статорную обмотку двигателя.Изменение напряжения, подводимого к обмотке статора асинхронного двигателя, позволяет регулировать скорость с помощью относительно простых технических средств и схем управления. Для этого между сетью переменного тока со стандартным напряжением U1ном и статором электродвигателя включается регулятор напряжения. При регулировании частоты вращения асинхронного двигателя изменением напряжения, подводимого к обмотке статора, критический момент Мкр асинхронного двигателя изменяется пропорционально квадрату подводимого к двигателю напряжения Upet, а скольжение от Uрег не зависит. Механические характеристики асинхронного двигателя с фазным ротором при различных сопротивлениях резисторов, включенных в цепь ротора Если момент сопротивления рабочей машины больше пускового момента электродвигателя (Мс > Мпуск), то двигатель не будет вращаться, поэтому необходимо запустить его при номинальном напряжении или на холостом ходу.Эта серия включает двигатели основного исполнения, ряд модификаций. Первые соответствуют общим требованиям и предназначены для эксплуатации в нормальных условиях работы; это трехфазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором, рассчитанные на частоту питания 50 Гц. По условию курсового проекта задана номинальная мощность и синхронная скорость В соответствии с этими параметрами выбираем электрический двигатель 4А160M4Y3 [1]. если после 4А отсутствуют IP.., то подразумевается исполнение по способу защиты от окружающей среды IP44 (закрытое обдуваемое исполнение); Паспортные данные двигателя 4A160M4Y3: номинальная мощность фазное напряжение синхронная частота вращения индукция в воздушном зазоре линейная токовая нагрузка статора плотность тока номинальный коэффициент полезного действия номинальный коэффициент нагрузки главное индуктивное сопротивление активное сопротивление обмотки статора инд-е сопротивление рассеяния обмотки статора активные сопротивления ротора приведенные к обмотке статора: активное индуктивное рассеяния пусковой момент критический момент номинальное скольжение критическое скольжение динамический момент инерции ротора кратность пускового тока длительность пускаИсходя из найденного номинального значения тока статора (2.1) и условия курсового проекта, выберем тиристорный регулятор напряжения типа ТРН-380-040-3 УХЛ4 [2]. Тиристорный регулятор напряжения типа ТРН (в дальнейшем «регулятор») предназначен для питания активной или активноиндуктивной нагрузки регулируемым напряжением и питается от трехфазной сети. Аббревиатура выбранного преобразователя имеет такую расшифровку: ТРН - тиристорный регулятор напряжения;Номинальное напряжение сети (Uн), В 380±20% Номинальный ток (Ін), 40 А Диапазон регулирования выходного напряжения, В 0…Uн Диапазон регулирования тока, А 0…Ін Погрешность измерения среднеквадратичного значения тока, % ±3% Сигнал управления на аналоговом входе (по выбору): 0…20 МА (Rвх = 250 Ом)А при условии не насыщения магнитной цепи двигателя, симметричности фаз и т.д. чаще всего используют эквивалентную двухфазовую модель двигателя в векторной форме. При этом передаточная функция регулируемого двигателя может быть записана в виде апериодического звена: В данном случаи выходной координатой является момент на валу двигателя, то есть он рассматривается как источник момента. Если дополнить передаточную функцию двигателя звеном ,связующим управляющее воздействие, в нашем случае частоту, с разницей , а так же передаточной функцией механической части в виде одномассовой схемы, тогда мы може м получить структурную схему асинхронного двигателя. А при дополнении этой схемы передаточной функцией тиристорного регулятора напряжения которая может бить представлена в виде: мы получим требуемую структурную схему объекта регулирования.С целью получения необходимых динамических свойств системы в данной курсовой роботе используем контур регулирования с обратной связью по скорости. Коэффициент обратной связи по скорости : Таким образом, обобщенная структурная схема будет иметь такой вид: Рис.3.2 Структурная схема регулирования скорости Передаточная функция объекта регулирования скорости равна: Регулятор скорости будем выбирать, исходя из желаемой передаточной функции оптимизированного разомкнутого контура скорости: где - коэффициент демпфирования, равный 0.5…4; значение соответствует оптимальному по быстродействию переходному процессу.Рассчитаем параметры ПИД-регулят

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя изменением напряжения на статоре

2. Выбор силового электрооборудования

2.1 Выбор электродвигателя

2.2 Выбор преобразовательного устройства

3. Расчет структурной схемы объекта регулирования и регулятора

3.1 Структурная схема объекта регулирования и передаточные функции отдельных звеньев

3.2 Разработка системы регулирования скорости с учетом внутренней обратной связи по скорости

3.3 Расчет электрических параметров регулятора скорости

4. Анализ статических и динамических режимов

4.1 Построение статической характеристики

4.2 Исследование переходных процессов

5. Описание схемы управления электропривода

6. Выбор аппаратуры электрооборудования

Заключение

Список использованных источников