Тема 1.4 Электрическое и электромеханическое оборудование
Предприятий черной металлургии
Практическое занятие № 39
Расчет системы подчиненного регулирования по току и скорости
Формируемая компетенция:
ПК 1.1. Выполнять наладку, регулировку и проверку электрического и электромеханического оборудования.
Цель работы:
1. Повторить теоретический материал.
2. Освоить методику расчета системы подчиненного регулирования по току и скорости
Выполнив работу, Вы будете:
уметь:
- определять электроэнергетические параметры электрических машин и аппаратов, электротехнических устройств и систем;
- организовывать и выполнять наладку, регулировку и проверку электрического и электромеханического оборудования;
Материальное обеспечение:
калькулятор, конспект лекций, справочник
Задание:
Рассчитать параметры контура тока якоря
Рассчитать параметры контура скорости
Краткие теоретические сведения:
В контуре регулирования тока якоря используется ПИ-регулятор. Он обеспечивает высокое быстродействие и минимальную статическую погрешность в контуре.
Схема регулятора тока якоря показана на рисунке 47.
Рисунок 47 - Схема ПИ - регулятора тока якоря
Схема регулятора скорости показана на рисунке 48.
Рисунок 48 - Схема П - регулятора скорости
Порядок выполнения работы:
Рассчитать параметры системы подчиненного регулирования по току и скорости в соответствии с заданным вариантом по таблицам 52, 53.
Ход работы:
Алгоритм расчета
Расчет постоянных времени электропривода.
Электромеханическая постоянная времени электропривода Тм, с
где RΣ – суммарное сопротивление силовой цепи преобразователь-двигатель, Ом;
Rош – сопротивление соединения проводов в цепи двигателя, Ом
где Rа – полное сопротивление обмотки якоря двигателя, Ом
где - номинальный КПД
RТР - активное сопротивление фазы трансформатора, приведенное ко вторичной обмотке, Ом
где ΔРМ - потери в меди, кВт
mТР - число фаз трансформатора, mТР =3
КТ - коэффициент трансформации
I1ф ном - фазный первичный ток трансформатора, А
Rэкв – эквивалентное сопротивление, учитывающее снижение выпрямленного напряжения при коммутации тока между вентилями, Ом;
где mТР – количество фаз трансформатора, mТР = 3;
ХТР - индуктивное сопротивление фазы трансформатора, приведенное к вторичной обмотке, Ом
J𝚺 – суммарный момент инерции механизма, кг·м2
кФ – коэффициент ЭДС двигателя, Вс
где ЕНОМ.ДВ – номинальная ЭДС двигателя, В
ωНОМ – номинальная угловая скорость двигателя, рад/с
Электромагнитная постоянная времени силовой цепи ТЭ, с
где L𝚺 – суммарная индуктивность силовой цепи преобразователь - двигатель, Гн
где LТР - индуктивность трансформатора, мГн
где f - частота сети, Гц
Lа - индуктивность якоря, Гн
где β – коэффициент, для компенсированных машин β = 0,25, для некомпенсированных машин β = 0,6;
р – число пар полюсов двигателя, 2р =4
Коэффициент усиления тиристорного преобразователя кП
где Ud0 - напряжение условного холостого хода преобразователя при α =0 град
UУМАХ - максимальное напряжение сигнала управления на входе СИФУ, UУМАХ =10В
При настройке контура регулирования тока якоря на технический оптимум передаточная функция РТ имеет вид:
где ТТ - постоянная времени цепи обратной связи регулятора, с;
ТИТ - постоянная интегрирования регулятора, с
Тμ - суммарная некомпенсируемая постоянная времени контура регулятора тока якоря, учитывающая время чистого запаздывания тиристорного преобразователя и аналоговых элементов систем управления, Тμ =0,01 с;
кТ - передаточный коэффициент обратной связи по току, приведенный к каналу задания
где кДТ -коэффициент усиления датчика тока
где UН.ДТ – номинальное напряжение датчика тока, UН.ДТ =4 В;
UШ – максимальное напряжение шунта, UШ = 0,075 В;
λI – перегрузочная способность по току, λI =2,5 – для всех типов двигателей, кроме двигателей серии Д; для двигателей серии Д λI ≤ 4 (гарантировано 3)
кШ -коэффициент передачи шунта
где IНОМ – номинальный ток двигателя, А
Входное сопротивление регулятора тока по цепи задания RЗТ, Ом
где СОТ – емкость конденсатора уцепи обратной связи по току, СОТ =1 мкФ = 10-6 Ф;
Входное сопротивление регулятора тока по цепи обратной связи RТ, Ом
где rШ – сопротивление шунта, rШ = 0,05 10-3 Ом
Выходное сопротивление регулятора тока RОТ, Ом
Расчет контура регулятора скорости
Передаточная функция регулятора скорости
Коэффициент усиления обратной связи по скорости, приведенный к каналу задания кс
где UЗ.С.МАХ – напряжение задания по скорости, UЗ.С.МАХ ≤ 24В;
ωМАХ – максимальная заданная скорость двигателя, рад/с
Входное сопротивление регулятора скорости по цепи обратной связи RC, Ом
где RЗC - входное сопротивление по каналу задания, RЗC = 50…100 кОм;
кТГ – передаточный коэффициент тахогенератора, кТГ =1,4 Вс/рад
Выходное сопротивление регулятора скорости RОC, Ом
Форма представления результата:
Работа в тетради. Ответы на контрольные вопросы:
Каким аппаратом осуществляется обратная связь по скорости?
Укажите назначение задатчика интенсивности
Как выполняются обратные связи по току?
Таблица 52 - Исходные данные для расчета
Nп/п |
Тип двигателя |
Номинальная мощность Рном, кВт |
Номинальная скорость nном, об/мин |
Максимальная скорость nМАХ, об/мин |
Номинальное напряжение Uном, В |
Номинальный ток якоря Iном, А |
Момент инерции двигателя Jдв , кг·м2 |
1 |
Д814 |
66 |
565 |
2100 |
220 |
335 |
6,5 |
2 |
Д816 |
85 |
540 |
2100 |
220 |
430 |
8,3 |
3 |
Д818 |
100 |
515 |
2000 |
220 |
500 |
10,1 |
4 |
Д814 |
66 |
565 |
2100 |
440 |
168 |
6,5 |
5 |
Д816 |
85 |
540 |
2100 |
444 |
215 |
8,3 |
6 |
Д818 |
100 |
515 |
2000 |
440 |
250 |
10,1 |
7 |
Д812 |
75 |
475 |
1900 |
220 |
390 |
7 |
8 |
Д814 |
110 |
460 |
1700 |
220 |
565 |
10,25 |
9 |
Д816 |
150 |
450 |
1600 |
220 |
760 |
16,25 |
Продолжение таблицы 52
Nп/п |
Тип двигателя |
Номинальная мощность Рном, кВт |
Номинальная скорость nном, об/мин |
Максимальная скорость nМАХ, об/мин |
Номинальное напряжение Uном, В |
Номинальный ток якоря Iном, А |
Момент инерции двигателя Jдв , кг·м2 |
10 |
Д818 |
185 |
410 |
1500 |
220 |
935 |
27,5 |
11 |
Д812 |
70 |
500 |
1900 |
440 |
180 |
7 |
12 |
Д814 |
110 |
460 |
1700 |
444 |
280 |
10,25 |
13 |
Д816 |
150 |
460 |
1600 |
440 |
380 |
16,25 |
14 |
Д818 |
185 |
410 |
1500 |
440 |
467 |
27,5 |
15 |
Д816 |
85 |
540 |
2100 |
220 |
430 |
8,3 |
16 |
Д814 |
66 |
565 |
2100 |
440 |
168 |
6,5 |
17 |
Д818 |
100 |
515 |
2000 |
440 |
250 |
10,1 |
18 |
Д814 |
110 |
460 |
1700 |
220 |
565 |
10,25 |
19 |
Д818 |
185 |
410 |
1500 |
220 |
935 |
27,5 |
20 |
Д814 |
110 |
460 |
1700 |
444 |
280 |
10,25 |
21 |
Д818 |
185 |
410 |
1500 |
440 |
467 |
27,5 |
22 |
Д814 |
66 |
565 |
2100 |
220 |
335 |
6,5 |
23 |
Д818 |
100 |
515 |
2000 |
220 |
500 |
10,1 |
24 |
Д816 |
85 |
540 |
2100 |
444 |
215 |
8,3 |
25 |
Д812 |
75 |
475 |
1900 |
220 |
390 |
7 |
26 |
Д816 |
150 |
450 |
1600 |
220 |
760 |
16,25 |
27 |
Д812 |
70 |
500 |
1900 |
440 |
180 |
7 |
28 |
Д816 |
150 |
460 |
1600 |
440 |
380 |
16,25 |
29 |
Д816 |
85 |
540 |
2100 |
220 |
430 |
8,3 |
30 |
Д814 |
110 |
460 |
1700 |
220 |
565 |
10,25 |
Таблица 53 - Исходные данные для расчета
Nп/п |
Тип трансформатора |
Номинальная мощность Sн, кВА |
Номинальное линейное напряжение первичной обмотки U1л.ном, В |
Номинальное линейное напряжение вторичной обмотки U2л.ном, В |
Номинальный линейный ток вторичной обмотки I2л.ном, А |
Потери активной мощности при холостом ходе∆Pк.з, Вт |
Потери активной мощности при коротком замыкании Uк , % |
1 |
ТСЗП-100/0,7 |
93 |
380 |
205 |
262 |
2300 |
5,8 |
2 |
ТСЗП-100/0,7 |
93 |
380 |
205 |
262 |
2300 |
5,8 |
3 |
ТСЗП-125/0,7 |
117 |
380 |
410 |
164 |
2700 |
5,8 |
4 |
ТСЗП-125/0,7 |
117 |
380 |
410 |
164 |
2700 |
5,8 |
5 |
ТСЗП-125/0,7 |
117 |
380 |
410 |
164 |
2700 |
5,8 |
Продолжение таблицы 53
Nп/п |
Тип трансформатора |
Номинальная мощность Sн, кВА |
Номинальное линейное напряжение первичной обмотки U1л.ном, В |
Номинальное линейное напряжение вторичной обмотки U2л.ном, В |
Номинальный линейный ток вторичной обмотки I2л.ном, А |
Потери активной мощности при холостом ходе∆Pк.з, Вт |
Потери активной мощности при коротком замыкании Uк , % |
6 |
ТСЗП -160/0,7 |
147 |
380 |
416 |
204 |
2400 |
4,7 |
7 |
ТСЗП-100/0,7 |
93 |
380 |
205 |
262 |
2300 |
5,8 |
8 |
ТСЗП -160/0,7 |
147 |
380 |
416 |
204 |
2400 |
4,7 |
9 |
ТСЗП -250/0,7 |
230 |
380 |
208 |
653 |
3700 |
4,7 |
10 |
ТСЗП -250/0,7 |
230 |
380 |
208 |
653 |
3700 |
4,7 |
11 |
ТСЗП-100/0,7 |
93 |
380 |
205 |
262 |
2300 |
5,8 |
12 |
ТСЗП -160/0,7 |
147 |
380 |
416 |
204 |
2400 |
4,7 |
13 |
ТСЗП -250/0,7 |
230 |
380 |
208 |
653 |
3700 |
4,7 |
14 |
ТСЗП -250/0,7 |
230 |
380 |
208 |
653 |
3700 |
4,7 |
15 |
ТСЗП-125/0,7 |
117 |
380 |
410 |
164 |
2700 |
5,8 |
16 |
ТСЗП-100/0,7 |
93 |
380 |
205 |
262 |
2300 |
5,8 |
17 |
ТСЗП -160/0,7 |
147 |
380 |
416 |
204 |
2400 |
4,7 |
18 |
ТСЗП -160/0,7 |
147 |
380 |
416 |
204 |
2400 |
4,7 |
19 |
ТСЗП -250/0,7 |
230 |
380 |
208 |
653 |
3700 |
4,7 |
20 |
ТСЗП -250/0,7 |
230 |
380 |
208 |
653 |
3700 |
4,7 |
21 |
ТСЗП -250/0,7 |
230 |
380 |
208 |
653 |
3700 |
4,7 |
22 |
ТСЗП-125/0,7 |
117 |
380 |
410 |
164 |
2700 |
5,8 |
23 |
ТСЗП -250/0,7 |
230 |
380 |
208 |
653 |
3700 |
4,7 |
24 |
ТСЗП-100/0,7 |
93 |
380 |
205 |
262 |
2300 |
5,8 |
25 |
ТСЗП-100/0,7 |
93 |
380 |
205 |
262 |
2300 |
5,8 |
26 |
ТСЗП -250/0,7 |
230 |
380 |
208 |
653 |
3700 |
4,7 |
27 |
ТСЗП-125/0,7 |
117 |
380 |
410 |
164 |
2700 |
5,8 |
28 |
ТСЗП -160/0,7 |
147 |
380 |
416 |
204 |
2400 |
4,7 |
29 |
ТСЗП-100/0,7 |
93 |
380 |
205 |
262 |
2300 |
5,8 |
30 |
ТСЗП-125/0,7 |
117 |
380 |
410 |
164 |
2700 |
5,8 |