Система управления скоростью

Содержание

Введение

1. Определение параметров объекта управления

2. Разработка алгоритма управления и расчёт параметров устройств управления

3. Моделирование процессов управления, определение и оценка показателей качества

4. Разработка принципиальной электрической схемы и выбор элементов

5. Список литературы

Введение

Электропривод постоянного тока стал широко распространён из-за достаточно простых способов регулирования, так как у него можно менять токовую и потоковую составляющие момента независимо друг от друга, а с появлением ШИМ напряжения, ЭП ПТ стал ещё более экономичным и стал осуществлять лучшие динамические и точностные показатели регулирования.

В последние годы ЭП постоянного тока стал вытесняться приводом на асинхронных двигателях как на более дешевом и надёжном, но простой алгоритм управления и большая распространённость ещё делают привод постоянного тока достаточно широко применяемым.

В данной курсовой работе рассматривается система управления скоростью ДПТ в диапазоне от 0.05w_НОМ до 5w_НОМ . Таким образом, управление двигателем будет происходить в двух зонах. Причём и в первой и во второй зонах диапазон регулирования достаточно большой. При двузонном управлении двигателем в большом диапазоне будет достаточно сложным а при условии максимального быстродействия можно предположить, что в ходе разработки придется применять не только тривиальные схемы.

1. Определение параметров объекта управления.

В качестве объекта управления выступает двигатель постоянного тока 4ПФ180М с реверсивным ШИП в цепи якоря и ШИР тока возбуждения с частотой коммутации 5кГц. Параметры двигателя приведены в табл. 1.

Таблица 1

Мощ-ность, кВт	Напряжение якоря, В	Напряжение возбуждения, В	Номинальный момент, Нм	Ток якоря, А
20	220	220	402.3	114,5
КПД, %	Номинальная частота, об/мин	Максимальная частота, об/мин	Момент инерции, кг*м2	Класс нагревостойкости
75	475	3800	0,578	F

Двигатель типа 4ПФ предназначен для привода механизма главного движения станков с ЧПУ, гибких производственных систем и роботизированных производственных комплексов. Двигатель поставляется со встроенными тахогенераторами типа ТП80-20-0,2 и датчиками тепловой защиты – терморезистором типа СТ 14-1Б. Двигатель выдерживает нагрузку по току при номинальной частоте вращения в течении и в течении ; при максимальной частоте вращения – в течении . [1, стр.360]

Суммарный момент инерции, приведённый к валу двигателя:

кг×м²

Постоянная двигателя

Сопротивление якорной обмотки:

Индуктивность обмотки якоря составляет 9.2 мГн, рассчитаем электромагнитную постоянную времени:

Сопротивление обмотки возбуждения 33.4 Ом, индуктивность составляет 2.75 Гн. Пользуясь этими данными рассчитаем электромагнитную постоянную времени обмотки возбуждения:

Жёсткость электромеханической характеристики равна:

Определим электромеханическую постоянную времени:

Электромагнитная и электромеханическая постоянные времени отличаются всего в 1.5 раза, следовательно при синтезировании системы управления и моделировании двигателя влиянием ЭДС обмотки якоря пренебрегать нельзя.

По заданию нагрузка является активным моментом сопротивления и равна 0.2Мн.

2. Разработка алгоритма управления и расчёт параметров устройств управления

Объект управления описывается следующими уравнениями [3, стр.38-39]:

Для реализации поставленной задачи настроим оба контура тока на технический оптимум и предусмотрим форсировку в этих контурах. Для получения максимального быстродействия при настройке контура скорости будем использовать адаптивный регулятор скорости а сигналом адаптации будет служить масштабированный сигнал с датчика тока возбуждения. Для получения астатизма по нагрузке создатим второй контур скорости.

Настройка контура тока ротора.

Передаточная функция объекта управления:

Так как период дискретизации преобразователя равен 0.0002 с, что в 115 раз меньше чем Тэ, то дискретностью преобразователя в расчётах можно пренебречь.

Примем , Кп=22, Кот=0.087 Ом

Регулятор тока якоря получается в виде последовательно соединённых ПИ регулятора и ФНЧ.

Настроим контур скорости на технический оптимум:

Передаточная функция регулятора при учёте Кос=0.04 Вс/рад получается:

Получился адаптивный П регулятор скорости. Значение с будем опрелять исходя из линейной зависимости с и Iв.

Настроим второй контур скорости на технический оптимум для получения астатизма по нагрузке.

Получился интегральный регулятор скорости.

Настроим контур тока возбуждения на технический оптимум:

Тогда

Примем , Котв=1.51 Ом

Регулятор тока обмотки возбуждения получается в виде последовательно соединённых ПИ регулятора и ФНЧ.

Для получения сигнала задания тока возбуждения будем использовать нелинейное звено характеристика которого показана ни рис. 1. На вход нелинейного звена будем подавать сигнал с датчи

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать