Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО «Уральский Федеральный Университет им. первого Президента РФ Б.Н. Ельцина»

Кафедра «Электропривод и автоматизация промышленных установок»

Оценка проекта

Члены комиссии

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ МАНИПУЛЯТОРА ПРОКАТНОГО СТАНА

Курсовой проект

по дисциплине "Системы управления электроприводами"

Пояснительная записка

140604 000 000 001.ПЗ

Руководитель Поляков В.Н.

д.т.н., профессор

Н. контроль Поляков В.Н.

д.т.н., профессор

Студент Еремин А.Ю.

ЭН-490501

г. Екатеринбург, 2013

СОДЕРЖАНИЕ

РЕФЕРАТ 3

ВВЕДЕНИЕ 4

1. ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ НА ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА 5

2. АНАЛИЗ ХАРАКТЕРИСТИК СИЛОВОЙ ЧАСТИ КАК ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ 6

3. АНАЛИЗ ХАРАКТЕРИСТИК ДАТЧИКОВ ИНФОРМАЦИИ 9

4. ПОСТРОЕНИЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ И СТРУКТУРНОЙ СХЕМ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА 10

5. СИНТЕЗ ПЕРЕДАТОЧНЫХ ФУНКЦИЙ РЕГУЛЯТОРОВ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА 12

6. МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА 19

7. ПАРАМЕТРИРОВАНИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ 23

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 27

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 28

Реферат

Целью данного курсового проекта явлется синтез системы управления электроприводом линеек прокатного стана, который был выбран в предыдущем курсовом проекте.

В первой главе проекта представлены требования к проектируемой системе управления, а также перечислены возмущающие воздействия

Во второй главе проводится расчет параметров математической модели, на основе которой строится силовая часть, и как следствие, вся система управления.

Третья глава содержит в себе краткое описание датчиков, наличие или отсутствие их в преобразователе, а так же выбор недостающих и информация о них

.В четвертой главе дано описание вариантов реализуемых данным преобразователем схем систем управления. Так же глава содержит функциональную схему выбранного варианта и краткое описание ее элементов.

В пятой главе производится синтез всех регуляторов, а также звена компенсации ЭДС, задатчика интенсивности и нелинейной части регулятора положения.

Шестая глава содержит в себе структурные схемы объекта моделирования и его системы управления, а также график переходного процесса всего производственного цикла механизма.

В седьмой главе описывается процедура параметрирования преобразователя, в том числе процедура запуска самонастройки регуляторов тока и скорости.

Пояснительная записка содержит:

Страниц – 26

Рисунков - 12

Введение

Электропривод представляет собой электромеханическую систему, состоящую из электродвигательного, преобразовательного, передаточного и управляющего устройств, предназначенную для приведения в движение исполнительных органов рабочей машины и управления этим движением в соответствии с определенным производственным процессом.

Различают регулируемый ЭП, параметры движения которого могут изменяться по внешним командам, и нерегулируемый. Наиболее совершенным видом регулируемого ЭП является электропривод постоянного тока, в котором регулирование осуществляется изменением среднего значения напряжения, приложенного к якорю электродвигателя постоянного тока. В последнее время в качестве источника регулируемого напряжения постоянного тока используют, как правило, тиристорные преобразователи.

Команды на тиристорный преобразователь поступают от регулятора тока якоря, сигналом на который служит ошибка по току якоря. Сигнал задания на ток якоря поступает от регулятора скорости, который формирует его исходя из ошибки по скорости электропривода. Задание на скорость же формирует нелинейный регулятор положения исходя из ошибки по положению. Задание на положение получается от командного устройства. Такая замкнутая система управления является наиболее совершенной для электропривода, от которого требуется высокая точность по положению.

Система управления электроприводом, разработанная в данном проекте, может быть использована в механизме манипулятора линеек прокатного стана.

1. Обоснование технического задания на проектирование системы управления электропривода

В предыдущем курсовом проекте по статической мощности и тепловому расчету был выбран двигатель 4П-355-15-250-У3. Для питания двигателя используется преобразователь постоянного тока Siemens DC-MASTER 6RA7085-6DS22 с номинальным током 600 А, силовая цепь преобразователя выполнена мостовой схеме.

Целью настоящего курсового проекта является разработка системы управления электроприводом механизма манипулятора линеек прокатного стана с учетом его конструктивных особенностей и требований технологического процесса.

Показатели качества определяют соответствие СУЭП своему назначению, а ограничения – надежность электропривода при эксплуатации.

Технологическую цель СУЭП можно охарактеризовать как отработка заданной программы перемещения линеек и правки. В соответствии с данной целью СУЭП определяющими показателями качества являются:

- время отработки перемещения (согласно заданной программе – 5 секунд на один цикл),

- точность позиционирования (ошибка не более 0.1 мм),

- отсутствие колебательности,

- отсутствие перерегулирования по перемещению,

- диапазон скоростей 10:1.

Управляющим воздействием является задание на положение линеек манипулятора.

Исходя из вышеперечисленных требований, для данного класса СУЭП приемлемым является цифровой способ задания положения.

Определяющими возмущающими воздействиями для данного привода является ударный момент нагрузки – момент правки.

Помимо этого на регулирование перемещения манипулятора действуют следующие координатные возмущения:

- колебания скорости валков рабочей клети;

- колебания температуры, изменение размеров, массы заготовок;

- износ валков,

- колебания температуры окружающего воздуха;

- изменение свойств заготовок,

- потери на преобразование энергии в другие виды энергии (шум, излучение и др.),

- изменение напряжения в сети электропитания.