diplom[ishodniki] / До Мигдалёнка / Методы / Лабораторная работа №3_1
.pdf
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3.1
МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПОСТОЯННОГО ТОКА С ДВИГАТЕЛЕМ НЕЗАВИСИМОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ ПРИ ПОДЧИНЁННОМ РЕГУЛИРОВАНИИ КООРДИНАТ
1. Цель
1.1. Построить модель электропривода с двигателем независимого возбуждения при подчинённом регулировании координат (статическая и астатическая система).
1.2. Определить динамические характеристики статической и астатической систем регулирования скорости и влияние параметров на динамические свойства электропривода.
2. Исходное математическое описание
Структурная схема САУ скоростью электропривода постоянного тока представлена на рисунке 1.
Uз |
Wрс |
Wрт |
п |
1 |
IR |
- |
IсR |
1 |
e |
|
|
|
р |
||||||
1 + τр |
1 + Тр |
|
|
|
Тм |
||||
β |
|
|
|
|
|
|
|||
|
- |
- |
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
Кот |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Кос |
|
|
|
|
|
|
Параметры структурной схемы определяются следующим образом:
Электромагнитная постоянная времени
Т = L
Электромеханическая постоянная времени R
Т |
|
= |
J R |
|
м |
c2 |
|||
|
|
|||
Коэффициент обратной связи по току |
|
|
||
|
|
|
|
Kот = |
|
|
10 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
||||||
Коэффициент обратной связи по скорости 2,5 Iн R |
|||||||||||
|
Kос = |
10 |
|
|
|
||||||
|
eн |
|
|
|
|||||||
Передаточная функция регулятора тока |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
Tp +1 |
|
|
||||
|
W |
|
= |
|
|||||||
|
рт |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Tu p |
||||
где: |
Ти = 2*βп*τ*Кот, βп = 22, τ = 0.01 |
||||||||||
|
|
|
|||||||||
Передаточная функция регулятора скорости |
|
|
|
||||||||
Статическая система: |
|
|
|
|
Tм Kот |
||||||
|
Wрc |
= |
|
|
|
||||||
|
|
4 τ Kос |
|||||||||
|
|
|
|
||||||||
Астатическая система: |
|
|
Tм Kот |
|
1 + 8τp |
||
W |
рc |
= |
|
||||
|
8τp |
||||||
|
4 |
τ Kос |
|
||||
|
|
|
|||||
3. Порядок выполнения лабораторной работы
1. В соответствии с параметрами таблицы 1 рассчитать передаточные функции |
|||||||||||||||||||||
|
|
регуляторов тока и скорости. Момент инерции электропривода принять равным 1,7*Jд |
|||||||||||||||||||
2. |
Составить |
структурную |
схему |
|
моделирования статической САУ скоростью. |
||||||||||||||||
|
|
Напряжение задания скорости принять равным 10 |
В. Момент нагрузки подавать в виде |
||||||||||||||||||
|
|
ступеньки после достижения скоростью заданного значения. |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
3. |
Выполнить моделирование процесса разгона до номинальной скорости для следующих |
||||||||||||||||||||
|
|
параметров электропривода: |
М = Мн, J = J ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
a) |
При номинальных данных ( |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
b) |
При различных значениях статического момента (Мс = 2*Мн, Мс = 0,2*Мн) |
||||||||||||||||||
|
|
c) |
При различных значениях момента инерции (J = 2*Jн) |
пониженной скорости |
|||||||||||||||||
|
|
Выполнить |
предыдущие пункты |
для процесса |
разгона до |
||||||||||||||||
|
|
(напряжение задания скорости принять равным 1 В) |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
4. Составить структурную схему моделирования астатической САУ скоростью. |
|||||||||||||||||||||
|
|
Выполнить пункт |
3 для данной системы. Сравнить динамические свойства статической |
||||||||||||||||||
|
|
и астатической систем. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
5. Выполнить моделирование астатической САУ скоростью с формированием |
|||||||||||||||||||||
|
|
напряжения задания с помощью задатчика интенсивности. |
Постоянную времени |
||||||||||||||||||
|
|
задатчика интенсивности рассчитать исходя из ограничения тока якоря при пуске на |
|||||||||||||||||||
|
|
уровне 2*Iн. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
Параметры двигателя постоянного тока с независимым возбуждением |
|
|
|||||||||||||||
|
Вари- |
|
Pном, |
|
Uном, |
|
nном, |
|
ηном, |
|
RЯΣ, |
J, |
|
Iном, |
Сe, |
|
L, |
|
Тэ, |
|
|
|
|
ант |
|
кВт |
|
В |
|
об/мин |
|
о.е |
|
Ом |
кг*м2 |
|
A |
В*с |
|
Гн |
|
с |
|
|
|
1 |
|
1.8 |
|
220 |
|
1000 |
|
0.645 |
|
2.38 |
0.038 |
|
13 |
1.79 |
|
0.02 |
|
0.009 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
3.2 |
|
220 |
|
1000 |
|
0.795 |
|
0.923 |
0.083 |
|
23 |
1.902 |
|
0.01165 |
|
0.0126 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
7.5 |
|
220 |
|
1000 |
|
0.84 |
|
0.278 |
0.23 |
|
43 |
1.987 |
|
0.0061 |
|
0.022 |
|
|
|
4 |
|
22 |
|
220 |
|
1000 |
|
0.82 |
|
0.1289 |
0.534 |
|
119 |
1.95 |
|
0.0022 |
|
0.017 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
75 |
|
220 |
|
1000 |
|
0.885 |
|
0.0243 |
2.2 |
|
385 |
1.993 |
|
0.00068 |
|
0.028 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
36 |
|
220 |
|
2200 |
|
0,885 |
|
0,064 |
0,25 |
|
185 |
0,904 |
|
0,0009 |
|
0,014 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3.1.Цель работы 3. Содержание отчета
3.2.Структурная схема модели с учетом момента нагрузки и с указанием всех параметров.
3.3.Графики тока и скорости для исследуемых систем. Значения динамических параметров (перерегулирование, время переходного процесса, коллебательность системы) для каждой исследуемой системы.
3.4.Выводы с указанием влияния изменяемых параметров на динамические характеристики электропривода.
4.Контрольные вопросы
1.Какими параметрами характеризуются динамические свойства электропривода?
2.Как влияет величина статического момента на статические и динамические свойства электродвигателя?
3.Как влияет момент инерции на динамические свойства электродвигателя?
4.Сравнить динамические свойства статической и астатической систем.