Исходные данные

Вариант 176

Регулируемая координата – скорость

Тип системы – двухконтурная

Режим работы – нереверсивный

Вид механизма – двухмассовая

- частота упругих колебаний

- относительный коэффициент затухания колебаний

- момент статического сопротивления механизма

- максимальное угловое ускорение механизма

- максимальная угловая скорость механизма

D = 25 - диапазон регулирования скорости

- статическая ошибка

- динамическая

- время переходного процесса

- перерегулирование по току

 = 3 - коэффициент соотношения масс

Содержание

1. Расчет и выбор силовых элементов ЭП

1.1 Выбор электродвигателя

1.2 Выбор тиристорного преобразователя с токоограничивающим реактором

1.3 Выбор сглаживающего дросселя

1.4 Выбор датчиков регулируемых координат

2. Синтез системы управления

2.1 Расчет параметров объекта регулирования

2.2 Синтез контура регулирования тока якоря

2.3 Синтез контура регулирования скорости

2.4 Структурная схема задатчика интенсивности

3. Расчет переходных процессов

4. Разработка принципиальной схемы

1. Расчет и выбор силовых элементов эп

1.1 Выбор электродвигателя

Двигателя ориентировочно выбираем по мощности:

где k_з = 1,2…10 – коэффициент, учитывающий требования к динамическим характеристикам ЭП (меньшему времени переходного процесса соответствует большее значение коэффициента).

Принимаем двигатель:

Передаточное число редуктора

Принимаем

где _Н 0,1045∙n _Н – номинальная угловая скорость двигателя,

n _Н - номинальное число оборотов вала в минуту

Максимальное ускорение вала двигателя:

Суммарный момент инерции двигателя с редуктором:

где J_Д , J_P - соответственно моменты инерции двигателя и редуктора.

Суммарный момент инерции электропривода:

Приведенный к валу двигателя момент сопротивления нагрузки:

где _Р = 0,9…0,95 – КПД редуктора.

Для проверки выбранного двигателя определяем эквивалентный момент:

Эквивалентный момент не превышает номинальный момент двигателя.

Определим сопротивление R_Я.Д. якорной цепи выбранного двигателя при 75 С:

где R_Я15 R_ДОБ15 – сопротивление обмотки якоря и добавочное сопротивление полюсов соответственно при 15 ˚С, взятые из паспортных данных.

1.2 Выбор тиристорного преобразователя с токоограничивающим реактором

К выбранному двигателю необходимо выбрать тиристорный преобразователь (ТП) в соответствии с заданным режимом работы ЭП, с номинальным выпрямленным током I_d.H  I _Я.Н и номинальным выпрямленным напряжением U_d.H  U_Н.

Так как номинальное напряжение выбранного двигателя – 440 В, то подключение преобразователя к сети осуществляется через токоограничивающий реактор (ТОР).

Определим ток через фазу ТОР:

где k_I – коэффициент соотношения между выпрямленным током ТП и током, потребляемым из сети, равный 0,815 для трехфазных мостовых схем выпрямления.

Выбираем ТОР с ближайшим большим током РТСТ-20,5-2,02У3 с параметрами:

• номинальный ток I_{тор.ф.н.} = 20,5 А;

• индуктивность фазы L_тор.ф. = 2,02ּ10^-3 Гн;

• сопротивление R_тор.ф. = 0,233 Ом.

Эквивалентная индуктивность преобразователя:

Эквивалентное сопротивление преобразователя:

,

где k = 2 для трехфазных мостовых схем

R_m = (0,2…0,3) q  U_Т/I _AТ – динамическое сопротивление тиристоров, Ом;

 U_Т = (0,5…0,8) – прямое падение напряжения на тиристоре, В (принимаем 0,68);

q – количество одновременно проводящих тиристоров (1 для нулевой и 2 для мостовых схем выпрямления);

I _AТ – среднее значение анодного тока тиристора, А (0,33 I_Я.Н. для трехфазных схем и 0,5 I_Я.Н. для однофазной)

R_К – сопротивление, обусловленное коммутацией анодных токов фаз

R_К = mf_C L_ТП

m - число пульсаций выпрямленного напряжения за период сетевого (6 для трехфазных мостовых схем, 3 для трехфазной нулевой и 2 для однофазной мостовой).

1.3 Выбор сглаживающего дросселя

По условию обеспечения допустимых пульсаций выпрямленного тока следует проверить, требуется ли сглаживающий дроссель. Необходимая индуктивность якорной цепи:

где е_П – относительная величина эффективного значения первой гармоники выпрямленного напряжения; она зависит от максимального угла отпирания тиристоров, но без большой погрешности ее можно принять равной 0,2;

i_Е - относительная величина эффективного значения первой гармоники выпрямленного тока (2…5) %;

Е_d0 = k_U U_С.Ф – максимальная ЭДС преобразователя.

i_Е = 5%

E_d0 = 2.34ּ220 = 514.8 (В)

Так как  сглаживающий дроссель нужен.

Активное сопротивление сглаживающего дросселя определяем по формуле

Здесь - номинальный ток выбранного дросселя.

Тип дроселя	Номинальный ток IДР.Н,А	Индуктивность LДР, мГн
ДФ-7	25	25,0