1. Электрқозғалтқышының механикалық сипаттама-сын тұрғызу

1.1 Табиғи механикалық сипаттамалары

Қозғалтқыштың механикалық сипаттамасын құрылысын бастау үшін табиғи механикалық сипаттамаларын есептеп және құру,нүкте арқылы өтетін түзу сызық болып табылады: координаттары М₀, ω₀, (идеалды бос режимде) және М_н, ω_н (номиналды режим).

Статикалық және динамикалық сипаттамаларын зерттеу, тәуелсіз қоздырылатын тұрақты тоқтын бірмассалы электромеханикалық жүйесі.

Бірегей электромагнитті коэффицентті табу:

Қозғалтқыштың кедергілерінің қосынды суммасы:

Номиналды электромагнитті момент:

Қозғалтқыш валынын номиналды моменті:

Момент шығыны:

Кедергінін толық моменті:

Кедергі моментіне сәйкес келетін якорь тоғы М_с :

Қозғалтқыштын айналу жиілігі тоқ I_c кезінде:

Бос жүріс кезіндегі бұрыштық жылдамдық:

сурет 1 - Табиғи механикалық график

2 ЭЛЕКТРҚОЗҒАЛТҚЫШТЫ ТАҢДАУ ЖӘНЕ ДИНАМИКАЛЫҚ ЖҮКТЕМЕ ДИАГРАММАСЫН ТҰРҒЫЗУ

2.1 Механизмнің статикалық жүктемелік графигі, қосылу ұзақтылығын есептеу

Стандартталған бастапқы режим бойынша статикалық жұмыстық жүктеме (5М) диаграммасы бойынша көтеру механизміне келесі операциялар жатады:

1. t_Р1 уақыт аралығында массалы жүкті Н биіктікке көтеру Жүкті биіктіккке

2. Жүкті тасымалдау кезіндегі t₀ уақыты аралығында механизмнің тоқтауы.

3. t_Р2 = t_Р1 уақытында массалы жүкті Н биіктіктен түсіру

4. Жүкті түсіру кезіндегі t₀ уақыты аралығында механизмнің тоқтауы

5. 0,2массалы жүкті көтеру

6 . t₀ уақыты кезіндегі механизмнің тоқтауы t_Р3 = t_Р2 = t_Р1.

7. 0,2массалы жүкті t_Р4 = t_Р3 = t_Р2= t_Р1 уақыты аралығында ілмектен түсіру

8. t₀ уақыты кезінде жүктеме механизмін тоқтату

Жүкті көтеру және тұсіру уақыты келесі формула бойынша анықталады:

Жүктеме кезіндегі циклдың ұзақтығы:

=1400c

Механизм қосылған кездегі статикалық ұзақтылық, динамикалық режимді ескермеген кезде:

Әртүрлі массада қозғалтқыштың жүкті көтеруі кезінде оның білігіндегі статикалық моменттің формуласы келесідей анықталады:

Әртүрлі массалы жүкті түсірген кездегі қозғалтқыштың білігіндегі статикалық моменті:

сурет 2 – Көпірлік кранның механизмінің статикалық жүктеме диаграммасы

2.2 Электрқозғалтқышты қуат бойынша алдын ала таңдау

ПВ шарты бойынша номинал салмақты көтерген кездегі есептеме қуатын анықтау:

Есептелген қуатқа сәйкес келетін айналу жылдамдығын анықтау:

айн/мин

2.3 Электрқозғалтқышының динамикалық жүктеме диаграммасы:

Максималь қосылу моменті:

мұндағы

Минималь қосылу моменті (ауыстырып-қосылу кезінде):

мұндағы

Орнынан қозғау кезіндегі динамикалық момент:

Орнынан қозғау кезіндегі келтірілген момент инерциясының қосынды мәнін анықтау:

0,2QD_б²

=

=144,127 кг∙м²

Где , up=24,9

; ;

;;

Жүкті көтеру және түсіру кезіндегі жетектің қосылу уақыты :

Номиналды момент:

Тежеу моменті:

.

.

Электромеханикалық тежеу механизмінің уақыты:

Қосылу ұзақтығының анықталған мәні:

Бір сағаттағы цикл саны:

2.4 Электрқозғалтқышын рұқсат етілген қызуға тексеру

Динамиклық жүктеме графигі бойынша жұмыстық цикл моментінің эквивалентін анықтаймыз:

=

Мұндағы: = 0,5.

Қайта қосу ПВ көрсеткішіне сәйкес эквивалентті қуатты анықтаймыз:

Таңдалған қозғалтқыш бекітілген шартқа сәйкес белгілі температурадан аспайды, яғни қызымайды :

Шарт орындалады: 8кВт ≥ 0,638Вт

3 жиілікті электр жетегін басқару жүйесін тұрғызу

3.1 Тұрақты ток звеносы бар тиристорлы түрлендіргіш схемасын тұрғызу

Сурет 4 – Жиіліктік түрлендіргіштің күштік схемасы

Жиіліктік түрлендіргіштің күштік схемасы тиристорлардан VS1...VS6, қарсы қосылған көпірлік диодтардан VD1...VD6, инверторлық жүйемен қамтамасыз ететін бөліктерден тұрады

Тиристорлы блок кернеуді реттеуге және тұрақты ұстап тұруға арналған басқарушы құрылғы.

Тегістеуші сүзгілер тегістегіш дроссельден L1 және ферритті өзекше мен конденсатордан С1 тұрады

АИН 6 VS7...VS12 тиристорлы кілттен жиналған және С2…С7 конденсаторлармен қамтамасыз етілген, сондайақ L2 және L3 дросселден және также коммутациялық диодтардан VD7...VD12 құралған.

Жиіліктік түрлендіргіш арқылы электр жетектің функцональді сұлбасының жүйесі:

сурет 5 – Жиіліктік басқарылатын электр жетегінің функционалды схемасы

ЖБ – жылдамдық бергіш;

ҚБ – қарқын бергіш;

ЖқР – жылдамдық реттегіш;

ЭР – ЭҚК реттегіш;

ТББ – түрлендіргіш басқару блогы;

ТТ – тиристрлі түрлендіргіш;

С – сүзгі;

АКИ – автономды кернеу инверторы;

АҚ – қысқа тұыйқталған роторлы асинхронды қозғалтқыш;

ЖР – жиілік реттегіш;

ИББ – инвертор басқару блогы;

ЖД – жылдамдық датчигі;

ТД – ток датчигі;

КД – кернеу датчигі;

ЭД – ЭҚК датчигі.

Система управления построена по принципу двухканальной системы подчиненного регулирования частоты с использованием автономного инвертора напряжения (АИН) с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ).

Первый канал управления включает контур регулирования ЭДС, он подчинен внешнему контуру – контуру управления скоростью.

Второй подчиненный контур – контур регулирования частоты.

Для адаптации регулятора частоты к изменениям скорости двигателя при колебаниях нагрузки в нем применяется положительная обратная связь по скорости.

Для стабилизации скорости на валу двигателя на суммирующий вход регулятора скорости подается сигнал отрицательной обратной связи по скорости.

Интенсивность разгона электропривода регулируется задатчиком интенсивности ЗИ.

Остановка электропривода осуществляется снятием сигнала задания скорости на выходе задатчика скорости ЗС. При этом частота напряжения на выходе автономного инвертора напряжения АИН плавно снижается, а двигатель АД переходит в режим рекуперативного торможения.

Реверс производится изменением знака сигнала задания скорости. Логическая схема блока управления инвертором изменяет при этом порядок чередования фаз на выходе инвертора АИН.

Контроль скорости, напряжения и тока осуществляется датчиком скорости ДС, датчиком напряжения ДН и датчиком тока ДТ.

Управление работой ТП осуществляется блоком управления БУП.

Структурная схема скалярной системы управления частотным электроприводом

сурет 6 – Жиіліктік басқарылатын электр жетегінің құрылымдық схемасы

3.2 Жиіліктік басқарылатын электр жетегінің құрылымдық схемасының параметрлерін есептеу

1. Передаточная функция электрической части асинхронного двигателя

Коэффициент жесткости

Номинальная скорость вращения двигателя

с^-1

Синхронная частота вращения

с^-1

Электромагнитная постоянная двигателя

с

Критическое скольжение АД

Номинальное скольжение АД

Перегрузочная способность

2. Передаточная функция механической части двигателя

Суммарный момент инерции, приведенный к валу двигателя

Момент инерции двигателя

;

3. Передаточные функции регуляторов

Передаточная функция П-регулятора скорости

, где

4. Передаточная функция ПИ-регулятора ЭДС

,

где

Постоянная интегрирования , гдес – некомпенсированная постоянная времени ТП.

Электромеханическая постоянная времени электропривода

с

5. Передаточная функция П-регулятора частоты

,

где

6. Передаточная функция тиристорного преобразователя

,

где

7. Передаточная функция сглаживающего фильтра

Постоянная времени сглаживающего фильтра

,

где - частота пульсаций выпрямленного напряжения

9. Передаточная функция АИН по каналу управления напряжением

,

где

10. Передаточная функция АИН по каналу управления частоты

,

где

11. Передаточные функции датчиков обратных связей

Передаточная функция датчика скорости

,

Где

Значение сигнала обратной связи по скорости

В,

12. Передаточная функция датчика ЭДС

Где

Номинальный ток статора определяется по значению момента

А

3.2 Жиіліктік электр жетегінің жылдамдығын реттеу жүйесінің статикалық және динамикалық қасиеттерін MatLab бағдарламасында бағалау

Оценка статических и динамических свойств системы регулирования скорости производится при пуске, наброске, сбросе нагрузки и торможении для номинального, минимального и максимального задания скорости во всех зонах регулирования.

Структурная модель частотного электропривода рольганга с двухзонным регулированием скорости по закону Ψ₁ = const в среде MatLab представлена на рис. 2.1.

На рисунке 2.2 приведены полученные графики изменения скорости ω, момента М, напряжения U_d, частоты f при пуске, набросе, сбросе нагрузки и торможении электропривода при номинальном сигнале задания скорости. Ток статора в модели определяется с помощью блоков Pr, sqrt.

Текущее значение ЭДС статора определяется в модели с помощью блока Sum 5.

сурет 7 –

сурет 8 – Электрмеханикалық өтпелі процестердің ω(t), М(t), U(t), f₁(t) графиктері