8

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ДОНБАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА

АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Курсовой проект

по курсу: Системы управления электроприводами»

на тему: «Расчёт системы подчиненного регулирования»

Выполнил

с тудент гр. ЭМС-09 Водопьянов М.И.

(подпись, дата) (Ф.И.О.)

Проверил

п рофессор, к.т.н. Мотченко А.И.

(подпись, дата) (Ф.И.О.)

Алчевск, 2012

РЕФЕРАТ

Пояснительная записка к курсовой работе: 70 страниц, 61 рисунок, 2 приложения, 7 источников.

Объектом разработок и исследований является система тиристорный преобразователь-двигатель (ТП-Д).

Целью курсовой работы является приобретение у студентов навыков практического и теоретического исследования систем автоматического управления в области электропривода промышленных установок, углубления знаний по отдельным разделам курса «Системы автоматического управления» и «Теория автоматического управления», развития самостоятельности в принятии целесообразных решений при анализе полученных результатов.

Задание состоит из двух частей. Первая часть задания – расчет тиристорного преобразователя и подбор элементной базы, вторая – расчет системы подчиненного регулирования (контура: тока, скорости, положения). Расчет регуляторов и подбор элементной базы.

При выполнении курсовой работы применены программы MathCAD, пакет прикладних программ MATLAB, в частности Simulink и LTI Viewer.

По результатам проведенных расчетов выполнено цифровое моделирование исходной и оптимизированной систем.

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД, ОПТИМИЗАЦИЯ, МОДУЛЬНЫЙ ОПТИМУМ, СИМЕТРИЧНЫЙ ОПТИМУМ, ПИ-РЕГУЛЯТОР, П-РЕГУЛЯТОР, АСТАТИЗМ.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………5

1 ВЫБОР СХЕМЫ И РАЧЕТ ТИРИСТОРНОГО

ПРЕОБРАЗОВАТЛЯ…………………………………………………………….6

1.1 Определение э.д.с. условного холостого хода

тиристорного преобразователя……………………………………………..…10

1.2 Расчет параметров силового трансформатора…………………...….12

1.3 Выбор тиристоров……………………………………………………..15

1.4 Выбор сглаживающего реактора……………………………............17

1.5 Выбор уравнительных реакторов……………………………...........20

1.6 Расчет коэффициента усиления ТП и его характеристик……........21

1.7 Система импульсно-фазового управления

тиристорного преобразователя………………………………….………….…26

2 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ

ПОДЧИНЕННОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ……………………………….……28

2.1 Расчет регулятора тока…………………………………………….....28

2.2 Расчет регулятора скорости……………………………………….....32

2.3 Расчет регулятора положения…………………………………..……36

2.4 Расчет задатчика интенсивности скорости…………………............38

3 СОСТАВЛЕНИЕ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ

СИСТЕМЫ ТП-Д…………………………………………………………..…..40

4 СТАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ СИСТЕМЫ

ПОДЧИНЕННОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ………………………………..……43

5 РАСЧЁТ ДИНАМИЧЕСКИХ

ХАРАКТЕРИСТИК СИСТЕМЫ………………………………………..…….45

ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………..…….59

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК…………………………………………………….…...60

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время наиболее распространенными и массово выпускаемыми промышленностью являются системы управления электроприводом, построенные по принципу подчиненного управления. По сравнению с предшествующими им системами они обладают большим быстродействием, выполнены на базе унифицированных элементов, что облегчает проектирование и сборку. Хотя в наши дни существуют системы управления, обеспечивающие лучшие показатели, системы подчиненного управления все еще актуальны.

Принципы подчиненного управления позволяют соединить систему управления с объектом независимо от того, используется ли в нем система ТП-Д, Г-Д либо иной управляемый преобразователь. Большая инерционность электромашинных устройств компенсируется, возможно, ограничение динамических токов на заданном уровне.

Современные унифицированные системы автоматического управления электроприводом строят по принципу подчиненного регулирования параметров.

Анализ структурных схем объекта управления – силовой части электропривода – показывает, что они имеют вид цепочки последовательно соединенных звеньев, на выходе каждого из которых формируется тот или иной параметр.

Достоинством системы подчиненного управления в возможности ограничения величины подчиненного параметра путем ограничения выходного сигнала регулятора внешнего контура.

Целью данной курсовой работы является расчет позиционной системы подчиненного управления со следующими параметрами: статизм скоростного контура - не более 5%; диапазон регулирования - 301; момент инерции на валу 0.8J_ДВ.