1 вар.Текст



Введение.

Управление электроприводами заключаются в осуществлении пуска, регулирования скорости, торможения, реверсирования, а также поддержания режима работы ЭП в соответствии с требованиями технологического процесса.

В простейших случаях эти функции осуществляются с помощью аппаратов ручного управления, что снижает производительность механизма и исключает возможность дистанционного управления, что неприемлемо в ряде современных автоматизированных установок

Стремление устранить недостатки ручного управления привело к созданию аппаратов автоматического управления.

Выбор типа устройств для построения СУ и типа самих систем определяется требованиями к электроприводу и тем функциям, которые он должен выполнять.

Автоматизация упрощает обслуживание механизмов, даёт возможность осуществить дистанционное управление электроприводами, увеличивает производительность труда.

1 Техническое задание

Данные электропривода и требования к системе управления

Электропривод реверсивного типа постоянного тока,

Диапазон регулирования D=20

Статическая ошибка регулирования скорости =5%

Время переходного процесса tп.п. = 2 с

J* = 1.1

M* = 0.5

Mc -активный ,реверс -нет. Uc = 380В.

Данные электродвигателя типа П-41

мощность электропривода Pн, кВт

2,2

номинальная скорость вращения nн, об/мин

1500

сопротивление якоря Rя, Ом

1,2

сопротивление обмотки возбуждения Rв, Ом

936

номинальный ток Iн, А

12

максимальная скорость вращения nмакс, об/мин

3000

момент инерции J, кгм2

0,116

Номинальное напряжение Uном, В

220

число витков обмотки возбуждения на полюс Wв

3600

поток н, мВб

8,6

ток обмотки возбуждения Iвн, А

0,49

2 Расчет и выбор силовых элементов

2.1. Расчет параметров электродвигателя.

1. Индуктивность якорной цепи двигателя приближенно может быть рассчитана по формуле Линвиля – Уманского:

, Гн,(1)

Где:

, , — номинальное напряжение, ток якоря и угловая скорость вращения якоря;

— число пар полюсов двигателя;

коэффициент, зависящий от степени компенсации:

для некомпенсированных быстроходных машин;

для некомпенсированных тихоходных машин;

для компенсированных машин.

2. Активное сопротивление якорной цепи двигателя в нагретом состоянии рассчитывается по его паспортным данным с учетом рабочей температуры обмоток двигателя.

, (2)

Где:

— активное сопротивление обмотки якоря при температуре 200С;

— активное сопротивление обмотки добавочных полюсов при температуре 200С;

3. Индуктивность обмотки независимого возбуждения двигателя определяется по формуле.

Гн, (3)

Где: — число витков обмотки возбуждения на полюс;

— номинальный ток двигателя возбуждения двигателя, А;

— номинальный ток возбуждения двигателя, Вб;

— 1,15 – 1,25 – коэффициент рассеивания.

4. Сопротивление обмотки возбуждения двигателя необходимо привести к рабочей температуре двигателя.

5. Конструктивный коэффициент

2.2. Выбор силового трансформатора

Для согласования напряжения сети с напряжением питания ТП необходимо выбрать силовой трансформатор. При выборе необходимо учитывать рекомендации завода изготовителя приводимые в технической документации на комплектные преобразователи.

5. Типовая мощность трансформатора определяется по формуле:

, кВт, (4)

где коэффициент схемы, характеризующий соотношение мощностей при идеальном выпрямителе и зависящей от схемы выпрямления;

;

коэффициент запаса по напряжению, учитывающий возможное снижение напряжения в питающей сети на 15%;

коэффициент, учитывающий отклонение формы анодного тока от прямоугольной;

коэффициент, учитывающий падение напряжения в вентилях, обмотках трансформатора, а также наличие узлов коммутации;

среднее значение напряжения на выходе ТП, В;

среднее значение тока на выходе ТП, А;

выходная мощность преобразователя, Вт.

По данным расчета и требуемым значениям выбираем.

Трансформатор. ТСЗ-4

мощность трансформатора Sн, кВА

4

Напряжение Uтр.н, В

380

Напряжение вторичной цепи U, В

230

потери холостого хода Pх.х., Вт

60

потери при кз Pкз., Вт

140

падение напряжения при кз Uк, %

3,7

Масса m, кг

85

Выбираем тахогенератор ТМР-800-Т со следующими данными

Uн, В

440

nн, об/мин

1500

Pн, Вт

500

Фазный ток вторичной обмотки трансформатора.

A

Активное сопротивление фазы трансформатора, приведенное к вторичной обмотке:

, Ом, (7)

где потери короткого замыкания, Вт.

Полное сопротивление фазы трансформатора:

Ом,(6)

где напряжение короткого замыкания трансформатора, %;

действующее значение фазовой ЭДС вторичной обмотки, В;

Индуктивное сопротивление силового трансформатора, приведенное ко вторичной обмотке.

Om

Индуктивность фазы трансформатора, приведенная к вторичной обмотке:

, Гн, (5)

гдечастота питающей сети;

Для дальнейших расчетов необходимо определить эквивалентное сопротивление и индуктивность преобразователя.

Эквивалентное сопротивление определяется как сумма сопротивлений всех элементов силовой цепи, обтекаемых током в любой момент времени.

Ом,

где активное сопротивление силового трансформатора; определяется схемой силовой цепи ТП (для мостовой трехфазной схемы );

активное сопротивление уравнительного реактора, Ом;

активное сопротивление тиристора в открытом состоянии, Ом;

коммутационное сопротивление преобразователя, Ом;

m кратность пульсаций выпрямленного напряжения (для трехфазной мостовой симметричной схемы , для трехфазной нулевой схемы ).

Сопротивление якорной цепи

Индуктивность определяется как сумма индуктивностей элементов силовой цепи:

, Гн,

гдеиндуктивность силового трансформатора, которая определяется схемой выпрямления, Гн;

индуктивность уравнительного реактора, реактор выбран насыщающимися от рабочего тока, то

2.3. Выбор сглаживающего дросселя.

При работе ТП на якорь двигателя часто необходимы сглаживающий дроссель, который служит для сглаживания пульсаций выпрямленного тока, ограничивает зону прерывистых токов, ограничивает ток через вентили при К.З. на стороне постоянного тока или опрокидывании инвертора.

Основными расчетными параметрами дросселя являются его номинальный ток и индуктивность .

При выборе дросселя по току необходимо обеспечить соотношение:

(10)

Индуктивность сглаживающего дросселя:

Гн,(11)

где полная индуктивность якорной цепи.

Требуемое значение можно рассчитать, исходя из индуктивности дросселя, определённой исходя из следующих условий:

а) ограничение зоны прерывистых токов

Гн,(12)

где граничное значение непрерывного тока (10 – 15%)IdН, А;

m кратность пульсаций выпрямленного напряжения;

максимальный угол регулирования, определяемый по заданному диапазону регулирования скорости двигателя;

(13)

гдеЭДС преобразователя, необходимая для получения минимальной скорости вращения двигателя, В.

Минимальная скорость двигателя при заданном диапазоне

б) ограничение пульсаций выпрямленного тока

Гн, (14)

где амплитуда основной гармонической составляющей выпрямленного напряжения, В;

кратность гармоники (К=1, 2, 3). Для мостовой и нулевой схем выпрямления К=1;

m – Кратность пульсаций выпрямленного напряжения;

номинальный выпрямленный ток преобразователя, А;

допустимое действующего значение основной гармоники тока, берется от 2 до 15% в зависимости от мощности, диапазона регулирования частоты вращения двигателя и допустимого снижения зоны темной коммутации

в) ограничение тока при опрокидывании инвертора (рассчитывается в случае совместного управления группами тиристоров)

Гн,(15)

где полное сопротивление якорной цепи ТПД, Ом;

ЭДС двигателя в момент опрокидывания (), В;

ток двигателя перед опрокидыванием ( ), А;

максимально допустимый в течение одного полупериода ток двигателя, А.

При выборе сглаживающего дросселя ориентируются на максимальную индуктивность , полученную в результате расчета по всем трем вариантам.

Ориентируясь на максимальную индуктивность L = 0.085 Гн

Гн,

Выбираем дроссель СРОС -160/6 У4 Iном = 75/50 А, Lн = 80/20 мГн,

После выбора дросселя необходимо уточнить значение индуктивности якорной цепи по формуле

Гн,(16)

2.4 Компоновка системы управления. Расчет регуляторов.

2.4.1. Система с однозонным регулированием скорости.

Наибольшее распространение при управлении ДПТ по якорной цепи получили две системы электропривода. Первая из них система с ПИ-регулятором скорости и обратной связью по току с отсечкой .Такая система управления применена в преобразователях типа ЭПУ1. В настоящее время наиболее предпочтительной является классическая система подчиненного регулирования (рис. 1), которая используется в отечественных приводах постоянного тока типа ЭПУ1М, ЭПУ3, а также в электроприводах различных зарубежных фирм.

kФ

WРТ (p)

WРС (p)

kФ

Kот

Kос

UЗС

UОС

UОТ

e

iЯ

MC

Рис. 1. Структурная схема ЭП с подчинённым регулированием

В системе подчиненного регулирования используются два регулятора:

ПИ регулятор тока и ПИ или П регулятор скорости.

Передаточная функция регулятора тока:

,(18)

где постоянная времени регулятора тока якоря, с;

коэффициент усиления регулятора тока якоря;

постоянная времени якорной цепи электропривода, с;

индуктивность якорной цепи электропривода, Гн;

полное сопротивление якорной цепи электропривода, Ом;

малая постоянная времени контура тока якоря;

коэффициент усиления преобразователя;

номинальное напряжение преобразователя, В;

номинальное напряжение управления (для преобразователя ЭПУ, принимается равным 15 В);



Страницы: 1 | 2 | Весь текст




sitemap
sitemap