МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ДОНБАССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ

Кафедра «Автоматизации производственных процессов»

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту по дисциплине «Автоматизированный электропривод»

Выполнил студент

гр. АПП 98-1 Туник С.В.

Проверил

к.т.н. Субботин О.В.

Оценка ___________ Краматорск 2002

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

к курсовой работе по дисциплине

«Автоматизированный электропривод»

студенту группы АПП98-1 Тунику С.В.

Тема проекта:

«Разработать систему автоматизированного управления регулируемым электроприводом главного движения металлорежущего станка»

Вариант № 23

Исходные данные для проектирования:

1. Номинальная мощность электродвигателя: 1 кВт

2. Номинальное напряжение на якоре электродвигателя: 220 В

3. Номинальная частота вращения ротора электродвигателя: 1000

4. Номинальный КПД электродвигателя: 80%

5. Сопротивление обмотки якоря электродвигателя: 4,17 Ом

6. Сопротивление обмотки добавочных полюсов: 0,274 Ом

7. Момент инерции электродвигателя: 0,01

8. Приведенный момент инерции привода:

9. Диапазон регулирования: 20

10. Допустимое ускорение: 800

11. Допустимая статическая погрешность: 10%

Дата выдачи задания: _____________________

Дата окончания проекта: __________________

Руководитель проекта: Субботин О.В.

Исполнитель: Туник С.В.

Аннотация

В данном курсовом проекте разработана система автоматизированного управления регулируемого электропривода. Также был произведен расчет всех элементов системы, в том числе регуляторов тока скорости, коэффициентов обратных связей и нелинейных звеньев. Система РЭП рассчитана в статических и динамических режимах. Была произведена оценка качества регулирования в аналоговой и цифровой САУ РЭП. Были выбраны средства сопряжения с микропроцессорной системой управления и цифровые датчики скорости.

САУ РЭП обеспечивает заданный диапазон регулирования скорости, устойчивость системы при работе двигателя на заданную максимальную нагрузку.

Курсовой проект содержит 48 листов пояснительной записки, 8 таблиц и 24 рисунка.

Ключевые слова: РЭП, ЦЭП, САУ, управление, аналоговый, цифровой, переходный процесс.

Содержание

Аннотация 3

Введение 6

1 Расчет и выбор источника питания для ЭП на базе комплектного тиристорного преобразователя 7

1.1 Расчет и выбор силового трансформатора 7

1.2 Расчет и выбор тиристоров для силовых вентильных блоков комплектного преобразователя. Выбор схемы соединения вентильных блоков 7

1.3 Определение параметров якорной цепи электропривода 8

1.4 Построение статических характеристик тиристорного преобразователя 10

1.5 Выбор и краткое описание комплектного тиристорного преобразователя 12

2 Статические режимы работы САУ ЭП 13

2.1 Построение естественной электромеханической характеристики (при питании от сети) и характеристики в разомкнутой системе (при питании от ТП) 13

2.2 Составление расчетной функциональной схемы РЭП 15

2.3 Расчет задатчика интенсивности 16

2.4 Построение упорной электромеханической характеристики РЭП в замкнутой системе 17

2.5 Расчет и выбор регуляторов скорости и тока и их нелинейных звеньев 19

3 Динамика САУ РЭП 20

3.1 Составление структурной схемы в соответствии с заданным порядком астатизма и функциональным назначением электропривода 20

3.2 Расчет переходных процессов в РЭП 21

3.2.1 Составление дифференциальных уравнений в форме Коши и уравнений связи 22

3.2.2 Составление таблицы исходных расчетных данных для реализации стандартных программ построения переходных процессов в РЭП 22

3.3 Оценка качества регулирования в различных режимах работы 23

4 Расчет цифрового электропривода – контура скорости в РЭП 26

4.1 Определение периода дискретного времени управления в цифровом электроприводе 26

4.2 Составление функциональной и структурной схем цифрового электропривода 27

4.3 Синтез регулятора скорости в цифровом электроприводе на основе технического оптимума 28

4.4 Составление дискретной передаточной функции оптимального регулятора в соответствующем контуре 29

4.4.1 Составление дискретной передаточной функции замкнутой САУ РЭП по замкнутым звеньям 30

4.4.2 Составление дискретной передаточной функции замкнутой САУ РЭП по желаемой передаточной функции 31

4.5 Выбор цифровых датчиков скорости 31

4.6 Выбор средств сопряжения микропроцессора с измерительными преобразователями и исполнительными органами 32

4.7 Расчет переходных процессов по скорости в относительных единицах методом разложения в ряд Лорана 33

4.8 Оценка качества регулирования в ЦЭП 33

5 Сравнение качества регулирования в аналоговой и цифровой САУ РЭП 34

Выводы 35

Перечень ссылок 36

Приложение А 37

А.1 Пуск в холостую 37

А.2 Наброс нагрузки 38

А.3 Сброс нагрузки 39

А.4 Генераторное торможение 40

Приложение Б 41

Приложение В 42