- •Содержание.
- •Задание.
- •Вариант 2
- •Введение.
- •Выбор электропривода.
- •Функциональная схема сар положения.
- •Определение передаточных функций звеньев сар. Определение передаточной функции электродвигателя
- •Определение передаточной функции промежуточного усилителя.
- •Определение передаточных функций датчиков.
- •Структурная схема сар позиционирования
- •Расчёт регулятора тока.
- •Расчёт регулятора скорости.
- •Расчёт регулятора положения.
- •Исследование и анализ переходных процессов.
- •Заключение.
- •Список использованной литературы.
Функциональная схема сар положения.
Упрощённая функциональная схема САР положения приведена на рисунке 1:
Рис 1. Функциональная схема САР.
На рисунке:
РП – регулятор положения
ДП – датчик положения
РС –регулятор скорости
ТГ – датчик скорости (тахогенератор)
М – двигатель (механизм)
ТП – тиристорный преобразователь
ОВ – обмотка возбуждения
Определение передаточных функций звеньев сар. Определение передаточной функции электродвигателя
Двигатель постоянного тока при управлении изменением напряжения якоря представляют в виде следующей системы:
Рис 2. Структурная схема электродвигателя.
Постоянную времени якорной цепи Тя определяют по следующей формуле:
, (2)
где Lя.ц – индуктивность якорной цепи;
Rя.ц – сопротивление якорной цепи.
Индуктивность якорной цепи вычисляют по формуле:
, (3)
где Lтр – приведенная индуктивность трансформатора:
Lя.д.- индуктивность якоря двигателя
Приведенную индуктивность обмотки трансформатора определяют по формуле:
, (4)
где Xα– приведённое индуктивное сопротивление обмоток трансформатора;
ω – угловая частота питающей сети.
, (5)
где Zтр – полное приведенное сопротивление обмоток трансформатора;
Rтр – приведенное активное сопротивление трансформатора.
Полное приведенное сопротивление обмоток трансформатора вычисляют по формуле:
, (6)
где Uк – напряжение короткого замыкания;
Pн – номинальная мощность трансформатора;
Uн – номинальное напряжение вторичной обмотки.
Подставив численные значения, получим:
Ом
Приведенное активное сопротивление трансформатора определяют по формуле:
, (7)
где Pк.з.- потери при коротком замыкании.
Подставив значения в данную формулу, получим следующее значение:
Ом
Подставив полученные значения в формулу (5), получим значение приведенного сопротивления обмоток трансформатора
Подставив полученные значения в формулу (4), получим значение приведенной индуктивности обмотки трансформатора
Гн
Индуктивность якоря двигателя определяют по формуле:
Гн, (8)
Подставив полученные значения в формулу (3), получим значение индуктивности якорной цепи:
Гн
Полное сопротивление якорной цепи вычисляют по формуле:
(9)
Сопротивление якоря двигателя:
, (10)
где Rя – сопротивление якорной обмотки;
Rд.п – сопротивление дополнительной обмотки;
Rк.о. – сопротивление компенсационной обмотки;
Rщ – сопротивление щеточного контакта.
Сопротивление щеточного контакта определяют по формуле:
Ом, (11)
Подставив значения в формулу (10), получим значение сопротивления якоря двигателя:
Ом
Динамическое сопротивление тиристора вычисляют по формуле:
, (12)
где Uт=13 В – классифицикационное падение напряжения на тиристоре;
Iт.н – среднее значение тока через тиристор при номинальном моменте сопротивления на двигателе.
Среднее значение тока через тиристор определяется по формуле:
А (13)
Подставив полученное значение в формулу (12) получим:
Ом
Коммутационное сопротивление тиристора определяют по формуле
, (14)
где m- число фаз преобразователя
Ом
Подставив полученные значения в формулы (2), (9) получим следующие результаты:
Ом;
с.
Приведённый к валу двигателя суммарный момент инерции механических элементов привода
, (15)
кг*м2(16)
кг*м2(17)
Передаточное отношение редуктора определим по формуле:
(18)
Подставив полученные значения в формулу (15) получим:
кг*м2
Передаточный коэффициент двигателя постоянного тока при регулировании скорости изменением подводимого напряжения к якорю
(19)
В*с/рад (20)
рад/В*с.
Конструктивный коэффициент машины определим по формуле:
Н*м/А (21)
Определение передаточной функции тиристорного преобразователя.
Технические данные тиристорного преобразователя ПТОР-230-10 представлены в таблице 3.
Передаточная функция тиристорного моста вместе с системой импульсно-фазового управления СИФУ, как правило, апроксимируется апериодическим звеном первого порядка с постоянной времени Тт.п в пределах от 0,006 до 0,01 с., что обусловлено дискретностью подачи отпирающих импульсов и особенностью работы управляемого тиристорного выпрямителя (тиристорного преобразователя).
, (22)
где Uт.п – выходное напряжение тиристорного преобразователя;
Uу – напряжение, подаваемое на вход СИФУ тиристорного преобразователя;
Кт.п – коэффициент передачи тиристорного преобразователя.
Следует отметить, что коэффициент тиристорного преобразователяне является величиной постоянной и изменяется в зависимости от величины управляющего напряжения.
Принимая во внимание, что Ттп=0,007 с. передаточная функция тиристорного преобразователя будет иметь вид: