Реферат: Разработка системы управления механизмом подъема мостового крана
--PAGE_BREAK--<imagedata src=«36221.files/image153.wmz» o:><img border=«0» width=«172» height=«50» src=«dopb167883.zip» v:shapes="_x0000_i1080"><imagedata src=«36221.files/image155.wmz» o:><img width=«75» height=«26» src=«dopb167884.zip» v:shapes="_x0000_s1063"><imagedata src=«36221.files/image157.wmz» o:><img border=«0» width=«339» height=«57» src=«dopb167885.zip» v:shapes="_x0000_i1081">
Принимаем частоту коммутации Гц.
2.4.4 Определение постоянных и базовых величин, необходимых для расчетов электромагнитных нагрузок энергетического канала.
Конструктивная постоянная двигателя:
<imagedata src=«36221.files/image159.wmz» o:><img width=«129» height=«52» src=«dopb167886.zip» v:shapes="_x0000_s1064">
, В·с/рад (2.18)
<imagedata src=«36221.files/image161.wmz» o:><img border=«0» width=«211» height=«50» src=«dopb167887.zip» v:shapes="_x0000_i1082">
<imagedata src=«36221.files/image163.wmz» o:><img width=«66» height=«52» src=«dopb167888.zip» v:shapes="_x0000_s1065">Базовая скорость:
, рад/с (2.19)
<imagedata src=«36221.files/image165.wmz» o:><img border=«0» width=«142» height=«50» src=«dopb167889.zip» v:shapes="_x0000_i1083">
<imagedata src=«36221.files/image167.wmz» o:><img width=«63» height=«52» src=«dopb167890.zip» v:shapes="_x0000_s1066">Базовый ток:
, А (2.20)
<imagedata src=«36221.files/image169.wmz» o:><img border=«0» width=«127» height=«47» src=«dopb167891.zip» v:shapes="_x0000_i1084">
Базовый момент:
<imagedata src=«36221.files/image171.wmz» o:><img border=«0» width=«93» height=«27» src=«dopb167892.zip» v:shapes="_x0000_i1085">, Н·м (2.21)
<imagedata src=«36221.files/image173.wmz» o:><img border=«0» width=«196» height=«27» src=«dopb167893.zip» v:shapes="_x0000_i1086">
Учитывая, что ШИП с симметричным управлением не искажает естественных механических характеристик двигателя, определяем относительную продолжительность включения в номинально режиме:
<imagedata src=«36221.files/image175.wmz» o:><img border=«0» width=«107» height=«74» src=«dopb167894.zip» v:shapes="_x0000_i1087">, (2.22)
<imagedata src=«36221.files/image177.wmz» o:><img border=«0» width=«170» height=«74» src=«dopb167895.zip» v:shapes="_x0000_i1088">
Относительная скорость в номинальном режиме:
<imagedata src=«36221.files/image179.wmz» o:><img width=«66» height=«52» src=«dopb167896.zip» v:shapes="_x0000_s1067">
, рад/с (2.23)
<imagedata src=«36221.files/image181.wmz» o:><img border=«0» width=«144» height=«52» src=«dopb167897.zip» v:shapes="_x0000_i1089"> ,
Относительная электромагнитная постоянная времени:
<imagedata src=«36221.files/image183.wmz» o:><img border=«0» width=«83» height=«51» src=«dopb167898.zip» v:shapes="_x0000_i1090">. (2.22)
где Т – период коммутации,
<imagedata src=«36221.files/image185.wmz» o:><img width=«178» height=«52» src=«dopb167899.zip» v:shapes="_x0000_s1068">
с. (2.24)
<imagedata src=«36221.files/image187.wmz» o:><img border=«0» width=«187» height=«47» src=«dopb167900.zip» v:shapes="_x0000_i1091">
<imagedata src=«36221.files/image189.wmz» o:><img width=«89» height=«28» src=«dopb167901.zip» v:shapes="_x0000_s1069">На естественной механической характеристике ДПТ для максимального тока двигателя в динамическом режиме (А) определяем частоту вращения:
<imagedata src=«36221.files/image191.wmz» o:><img width=«139» height=«52» src=«dopb167902.zip» v:shapes="_x0000_s1070">
, рад/с (2.25)
<imagedata src=«36221.files/image193.wmz» o:><img border=«0» width=«215» height=«50» src=«dopb167903.zip» v:shapes="_x0000_i1092">
Определим относительное значение этой скорости:
<imagedata src=«36221.files/image195.wmz» o:><img width=«71» height=«52» src=«dopb167904.zip» v:shapes="_x0000_s1071">
, рад/с (2.26)
<imagedata src=«36221.files/image197.wmz» o:><img border=«0» width=«136» height=«50» src=«dopb167905.zip» v:shapes="_x0000_i1093">
2.4.5 Среднее значение тока двигателя,
<imagedata src=«36221.files/image199.wmz» o:><img width=«144» height=«30» src=«dopb167906.zip» v:shapes="_x0000_s1072"> , А (2.27)
<imagedata src=«36221.files/image201.wmz» o:><img width=«99» height=«30» src=«dopb167907.zip» v:shapes="_x0000_s1073"><imagedata src=«36221.files/image203.wmz» o:><img border=«0» width=«206» height=«30» src=«dopb167908.zip» v:shapes="_x0000_i1094">
, А (2.28)
<imagedata src=«36221.files/image205.wmz» o:><img border=«0» width=«173» height=«29» src=«dopb167909.zip» v:shapes="_x0000_i1095">
2.4.6 Действующее значение тока двигателя
<imagedata src=«36221.files/image207.wmz» o:><img border=«0» width=«408» height=«54» src=«dopb167910.zip» v:shapes="_x0000_i1096">, (2.29)
где <imagedata src=«36221.files/image209.wmz» o:><img border=«0» width=«136» height=«45» src=«dopb167911.zip» v:shapes="_x0000_i1097">; <imagedata src=«36221.files/image211.wmz» o:><img border=«0» width=«128» height=«45» src=«dopb167912.zip» v:shapes="_x0000_i1098">
<imagedata src=«36221.files/image213.wmz» o:><img width=«90» height=«28» src=«dopb167913.zip» v:shapes="_x0000_s1074"><imagedata src=«36221.files/image215.wmz» o:><img border=«0» width=«535» height=«84» src=«dopb167914.zip» v:shapes="_x0000_i1099">
, А (2.30)
<imagedata src=«36221.files/image217.wmz» o:><img border=«0» width=«176» height=«27» src=«dopb167915.zip» v:shapes="_x0000_i1100">
2.4.7 Значение среднего тока транзисторного ключа при максимальном токе двигателя составит
<imagedata src=«36221.files/image219.wmz» o:><img border=«0» width=«353» height=«57» src=«dopb167916.zip» v:shapes="_x0000_i1101">, (2.31)
<imagedata src=«36221.files/image221.wmz» o:><img width=«103» height=«30» src=«dopb167917.zip» v:shapes="_x0000_s1075"><imagedata src=«36221.files/image223.wmz» o:><img border=«0» width=«509» height=«57» src=«dopb167918.zip» v:shapes="_x0000_i1102">
, А (2.32)
<imagedata src=«36221.files/image225.wmz» o:><img border=«0» width=«190» height=«29» src=«dopb167919.zip» v:shapes="_x0000_i1103">
2.4.8 Действующее значение тока транзисторного ключа.
<imagedata src=«36221.files/image227.wmz» o:><img border=«0» width=«435» height=«118» src=«dopb167920.zip» v:shapes="_x0000_i1104"> , (2.33)
<imagedata src=«36221.files/image229.wmz» o:><img border=«0» width=«615» height=«113» src=«dopb167921.zip» v:shapes="_x0000_i1105">
<imagedata src=«36221.files/image231.wmz» o:><img width=«93» height=«28» src=«dopb167922.zip» v:shapes="_x0000_s1076">
, А (2.34)
<imagedata src=«36221.files/image233.wmz» o:><img border=«0» width=«175» height=«27» src=«dopb167923.zip» v:shapes="_x0000_i1106">
2.4.9 Среднее значение тока шунтирующего диода
<imagedata src=«36221.files/image235.wmz» o:><img border=«0» width=«410» height=«60» src=«dopb167924.zip» v:shapes="_x0000_i1107"> (2.35)
<imagedata src=«36221.files/image237.wmz» o:><img border=«0» width=«591» height=«60» src=«dopb167925.zip» v:shapes="_x0000_i1108">
<imagedata src=«36221.files/image239.wmz» o:><img width=«109» height=«30» src=«dopb167926.zip» v:shapes="_x0000_s1077"> , А (2.36)
<imagedata src=«36221.files/image241.wmz» o:><img border=«0» width=«259» height=«30» src=«dopb167927.zip» v:shapes="_x0000_i1109">
2.4.10 Значение действующего тока шунтирующего диода
<imagedata src=«36221.files/image243.wmz» o:><img border=«0» width=«461» height=«113» src=«dopb167928.zip» v:shapes="_x0000_i1110"> ,(2.37)
<imagedata src=«36221.files/image245.wmz» o:><img border=«0» width=«499» height=«145» src=«dopb167929.zip» v:shapes="_x0000_i1111">
<imagedata src=«36221.files/image247.wmz» o:><img width=«99» height=«28» src=«dopb167930.zip» v:shapes="_x0000_s1078">
, А (2.38)
<imagedata src=«36221.files/image249.wmz» o:><img border=«0» width=«191» height=«27» src=«dopb167931.zip» v:shapes="_x0000_i1112">
2.4.11 Определим потери энергии в силовом транзисторном ключе.
<imagedata src=«36221.files/image251.wmz» o:><img width=«372» height=«47» src=«dopb167932.zip» v:shapes="_x0000_s1079">
, Вт (2.39)
где:
<imagedata src=«36221.files/image253.wmz» o:><img border=«0» width=«163» height=«51» src=«dopb167933.zip» v:shapes="_x0000_i1113"> (2.40)
<imagedata src=«36221.files/image255.wmz» o:><img border=«0» width=«268» height=«51» src=«dopb167934.zip» v:shapes="_x0000_i1114"> (2.41)
сопротивление насыщенного ключа:
<imagedata src=«36221.files/image257.wmz» o:><img border=«0» width=«202» height=«53» src=«dopb167935.zip» v:shapes="_x0000_i1115">, (2.42)
<imagedata src=«36221.files/image259.wmz» o:><img border=«0» width=«572» height=«48» src=«dopb167936.zip» v:shapes="_x0000_i1116">
Полученная величина потерь меньше допустимой мощности рассеяния на коллекторе силового IGBT-модуля.
<imagedata src=«36221.files/image261.wmz» o:><img border=«0» width=«75» height=«29» src=«dopb167937.zip» v:shapes="_x0000_i1117">, (2.43)
<imagedata src=«36221.files/image263.wmz» o:><img border=«0» width=«111» height=«24» src=«dopb167938.zip» v:shapes="_x0000_i1118">
2.4.12 Определение потерь мощности в шунтирующем диоде.
<imagedata src=«36221.files/image265.wmz» o: cropbottom=«9339f»><img border=«0» width=«190» height=«26» src=«dopb167939.zip» v:shapes="_x0000_i1119">, Вт (2.44)
<imagedata src=«36221.files/image267.wmz» o:><img border=«0» width=«309» height=«29» src=«dopb167940.zip» v:shapes="_x0000_i1120">
2.4.13 Максимальную температуру структуры диода определяют из условия, что температура окружающей среды не превышает <imagedata src=«36221.files/image269.wmz» o:><img border=«0» width=«68» height=«29» src=«dopb167941.zip» v:shapes="_x0000_i1121">ºС.
<imagedata src=«36221.files/image271.wmz» o:><img border=«0» width=«160» height=«29» src=«dopb167942.zip» v:shapes="_x0000_i1122">,ºС (2.45)
<imagedata src=«36221.files/image273.wmz» o:><img border=«0» width=«215» height=«29» src=«dopb167943.zip» v:shapes="_x0000_i1123">
Так как <imagedata src=«36221.files/image275.wmz» o:><img border=«0» width=«125» height=«29» src=«dopb167944.zip» v:shapes="_x0000_i1124">ºС, то требуется дополнительное охлаждение диодов для обеспечения соответствующих температурных режимов.
2.4.14 Расчет суммарных дополнительных потерь в системе ШИП – ДПТ в относительных единицах производится по выражению:
<imagedata src=«36221.files/image277.wmz» o:><img border=«0» width=«346» height=«51» src=«dopb167945.zip» v:shapes="_x0000_i1125">, (2.46)
<imagedata src=«36221.files/image279.wmz» o:><img border=«0» width=«511» height=«50» src=«dopb167946.zip» v:shapes="_x0000_i1126">.
2.4.15 Абсолютные дополнительные потери определяют, как
<imagedata src=«36221.files/image281.wmz» o:><img border=«0» width=«163» height=«29» src=«dopb167947.zip» v:shapes="_x0000_i1127">, Вт (2.47)
<imagedata src=«36221.files/image283.wmz» o:><img border=«0» width=«226» height=«27» src=«dopb167948.zip» v:shapes="_x0000_i1128">
2.4.16 Основные потери в цепи якоря двигателя составляют
<imagedata src=«36221.files/image285.wmz» o:><img border=«0» width=«122» height=«30» src=«dopb167949.zip» v:shapes="_x0000_i1129">, Вт. (2.48)
<imagedata src=«36221.files/image287.wmz» o:><img border=«0» width=«208» height=«29» src=«dopb167950.zip» v:shapes="_x0000_i1130">
2.4.17 Потери мощности в цепи якоря двигателя.
<imagedata src=«36221.files/image289.wmz» o:><img border=«0» width=«140» height=«27» src=«dopb167951.zip» v:shapes="_x0000_i1131">, Вт (2.49)
<imagedata src=«36221.files/image291.wmz» o:><img border=«0» width=«191» height=«21» src=«dopb167952.zip» v:shapes="_x0000_i1132">.
2.5 Расчет основных статических параметров двигателя.
2.5.1 Сопротивление якорной цепи в нагретом состоянии.
<imagedata src=«36221.files/image293.wmz» o:><img width=«66» height=«28» src=«dopb167953.zip» v:shapes="_x0000_s1080"> <imagedata src=«36221.files/image295.wmz» o:><img border=«0» width=«217» height=«27» src=«dopb167954.zip» v:shapes="_x0000_i1133">, Ом (2.50)
<imagedata src=«36221.files/image297.wmz» o:><img width=«77» height=«24» src=«dopb167955.zip» v:shapes="_x0000_s1081">где tном – температура двигателя в номинальном режиме работы, ºС; tхол – температура двигателя в не нагретом состоянии, <imagedata src=«36221.files/image299.wmz» o:><img border=«0» width=«65» height=«27» src=«dopb167956.zip» v:shapes="_x0000_i1134">ºС; α – температурный коэффициент сопротивления, для медной обмотки . . 1/ºС.
<imagedata src=«36221.files/image301.wmz» o:><img border=«0» width=«309» height=«27» src=«dopb167957.zip» v:shapes="_x0000_i1135">
2.5.2 Жесткость естественной механической характеристики.
<imagedata src=«36221.files/image303.wmz» o:><img width=«77» height=«52» src=«dopb167958.zip» v:shapes="_x0000_s1082">
, Н·м·с (2.51)
<imagedata src=«36221.files/image305.wmz» o:><img width=«131» height=«28» src=«dopb167959.zip» v:shapes="_x0000_s1083"><imagedata src=«36221.files/image307.wmz» o:><img border=«0» width=«124» height=«47» src=«dopb167960.zip» v:shapes="_x0000_i1136"> .
где º — угол наклона естественной механической характеристики к оси ω.
2.5.3 Скорость идеального холостого хода для естественной механической характеристики составит:
<imagedata src=«36221.files/image309.wmz» o:><img width=«68» height=«52» src=«dopb167961.zip» v:shapes="_x0000_s1084">
, Об/мин (2.52)
<imagedata src=«36221.files/image311.wmz» o:><img border=«0» width=«125» height=«47» src=«dopb167962.zip» v:shapes="_x0000_i1137">.
2.5.4 Момент короткого замыкания.
<imagedata src=«36221.files/image313.wmz» o:><img border=«0» width=«99» height=«27» src=«dopb167963.zip» v:shapes="_x0000_i1138">, Н·м. (2.53)
<imagedata src=«36221.files/image315.wmz» o:><img border=«0» width=«172» height=«27» src=«dopb167964.zip» v:shapes="_x0000_i1139">
2.5.5 Ток короткого замыкания.
<imagedata src=«36221.files/image317.wmz» o:><img width=«78» height=«52» src=«dopb167965.zip» v:shapes="_x0000_s1085">
, А (2.54)
<imagedata src=«36221.files/image319.wmz» o:><img border=«0» width=«145» height=«50» src=«dopb167966.zip» v:shapes="_x0000_i1140">
Построим естественную электромеханическую и механическую характеристики ДПТ
<imagedata src=«36221.files/image321.wmz» o:><img border=«0» width=«148» height=«51» src=«dopb167967.zip» v:shapes="_x0000_i1141">; (2.55)
<imagedata src=«36221.files/image323.wmz» o:><img border=«0» width=«395» height=«270» src=«dopb167968.zip» v:shapes="_x0000_i1142">
SHAPE \* MERGEFORMAT <lock v:ext=«edit» aspectratio=«t»><shape id="_x0000_s1087" type="#_x0000_t75" o:divferrelative=«f»><fill o:detectmouseclick=«t»><path o:extrusionok=«t» o:connecttype=«none»><lock v:ext=«edit» text=«t»><imagedata src=«36221.files/image325.wmz» o:><img width=«148» height=«49» src=«dopb167969.zip» v:shapes="_x0000_s1086 _x0000_s1087 _x0000_s1088 _x0000_s1089 _x0000_s1090 _x0000_s1091"><lock v:ext=«edit» rotation=«t» position=«t»>
Рисунок 4 – Статическая электромеханическая характеристика ДПТ.
---<imagedata src=«36221.files/image327.wmz» o:><img border=«0» width=«21» height=«24» src=«dopb167970.zip» v:shapes="_x0000_i1144">-угловая скорость при номинальном моменте
<imagedata src=«36221.files/image329.wmz» o:><img width=«24» height=«48» src=«dopb167971.zip» v:shapes="_x0000_s1092"> <imagedata src=«36221.files/image331.wmz» o:><img border=«0» width=«37» height=«24» src=«dopb167972.zip» v:shapes="_x0000_i1145">угловая скорость при изменении статического момента
<imagedata src=«36221.files/image333.wmz» o:><img border=«0» width=«388» height=«229» src=«dopb167973.zip» v:shapes="_x0000_i1146">
SHAPE \* MERGEFORMAT <lock v:ext=«edit» aspectratio=«t»><shape id="_x0000_s1094" type="#_x0000_t75" o:divferrelative=«f»><fill o:detectmouseclick=«t»><path o:extrusionok=«t» o:connecttype=«none»><lock v:ext=«edit» text=«t»><imagedata src=«36221.files/image335.wmz» o:><img width=«148» height=«49» src=«dopb167974.zip» v:shapes="_x0000_s1093 _x0000_s1094 _x0000_s1095 _x0000_s1096 _x0000_s1097"><lock v:ext=«edit» rotation=«t» position=«t»>
Рисунок 5 – Статическая механическая характеристика ДПТ.
<imagedata src=«36221.files/image337.wmz» o:><img border=«0» width=«15» height=«45» src=«dopb167975.zip» v:shapes="_x0000_i1148"><imagedata src=«36221.files/image331.wmz» o:><img border=«0» width=«37» height=«24» src=«dopb167972.zip» v:shapes="_x0000_i1149">- угловая скорость при изменении статического момента
---<imagedata src=«36221.files/image327.wmz» o:><img border=«0» width=«21» height=«24» src=«dopb167970.zip» v:shapes="_x0000_i1150"> угловая скорость при номинальном моменте
2.6 Расчет параметров электропривода.
2.6.1 Основные параметры передаточной функции двигателя.
Задаемся величиной максимального статического тока:
<imagedata src=«36221.files/image339.wmz» o: cropbottom=«10377f»><img border=«0» width=«86» height=«23» src=«dopb167976.zip» v:shapes="_x0000_i1151">, А (2.56)
<imagedata src=«36221.files/image341.wmz» o:><img border=«0» width=«131» height=«27» src=«dopb167977.zip» v:shapes="_x0000_i1152">
<imagedata src=«36221.files/image343.wmz» o:><img width=«92» height=«52» src=«dopb167978.zip» v:shapes="_x0000_s1098">Определим сопротивление насыщенного ключа:
, Ом (2.57)
<imagedata src=«36221.files/image345.wmz» o:><img border=«0» width=«140» height=«47» src=«dopb167979.zip» v:shapes="_x0000_i1153">
Эквивалентное сопротивление якорной цепи:
<imagedata src=«36221.files/image347.wmz» o: cropbottom=«10377f»><img border=«0» width=«125» height=«23» src=«dopb167980.zip» v:shapes="_x0000_i1154">, Ом (2.58)
<imagedata src=«36221.files/image349.wmz» o:><img border=«0» width=«220» height=«27» src=«dopb167981.zip» v:shapes="_x0000_i1155">
Механическая постоянная времени с учетом приведенного момента инерции:
<imagedata src=«36221.files/image351.wmz» o:><img width=«146» height=«48» src=«dopb167982.zip» v:shapes="_x0000_s1099">
, с (2.59)
где N<imagedata src=«36221.files/image353.wmz» o:><img border=«0» width=«12» height=«24» src=«dopb167983.zip» v:shapes="_x0000_i1156"><imagedata src=«36221.files/image355.wmz» o:><img border=«0» width=«12» height=«23» src=«dopb167984.zip» v:shapes="_x0000_i1157">– коэффициент учитывающий изменение момента инерции механической части привода в зависимости от загрузки механизма подъема, N<imagedata src=«36221.files/image353.wmz» o:><img border=«0» width=«12» height=«24» src=«dopb167983.zip» v:shapes="_x0000_i1158">=2-8. Принимаем N<imagedata src=«36221.files/image353.wmz» o:><img border=«0» width=«12» height=«24» src=«dopb167983.zip» v:shapes="_x0000_i1159">=3
<imagedata src=«36221.files/image357.wmz» o:><img border=«0» width=«202» height=«47» src=«dopb167985.zip» v:shapes="_x0000_i1160">
Электромагнитную постоянную времени определим, как:
<imagedata src=«36221.files/image359.wmz» o:><img width=«78» height=«52» src=«dopb167986.zip» v:shapes="_x0000_s1100">
, с (2.60)
<imagedata src=«36221.files/image361.wmz» o:><img border=«0» width=«149» height=«50» src=«dopb167987.zip» v:shapes="_x0000_i1161">
Относительная постоянная времени
<imagedata src=«36221.files/image363.wmz» o:><img border=«0» width=«188» height=«53» src=«dopb167988.zip» v:shapes="_x0000_i1162">. (2.61)
Коэффициент демпфирования
<imagedata src=«36221.files/image365.wmz» o:><img border=«0» width=«188» height=«51» src=«dopb167989.zip» v:shapes="_x0000_i1163">. (2.62)
2.6.2 Выбор тахогенератора
Условия, необходимые для выбора тахогенератора:
<imagedata src=«36221.files/image367.wmz» o:><img border=«0» width=«163» height=«29» src=«dopb167990.zip» v:shapes="_x0000_i1164">, Вт
<imagedata src=«36221.files/image369.wmz» o:><img border=«0» width=«175» height=«27» src=«dopb167991.zip» v:shapes="_x0000_i1165">Вт;
<imagedata src=«36221.files/image371.wmz» o:><img border=«0» width=«145» height=«27» src=«dopb167992.zip» v:shapes="_x0000_i1166">, рад/с
<imagedata src=«36221.files/image373.wmz» o:><img border=«0» width=«166» height=«27» src=«dopb167993.zip» v:shapes="_x0000_i1167">рад/с;
<imagedata src=«36221.files/image375.wmz» o:><img border=«0» width=«137» height=«27» src=«dopb167994.zip» v:shapes="_x0000_i1168">, кг·м2·10-6
<imagedata src=«36221.files/image377.wmz» o:><img border=«0» width=«158» height=«27» src=«dopb167995.zip» v:shapes="_x0000_i1169">кг·м2·10-6.
Исходя из следующих условий выбираем тахогенератор типа ДПР-42HI-01 со следующими параметрами:
— мощность на валу, Рнтг, Вт……………………...........……………………..4.7
— скорость вращения, Ωнтг, рад/с…………………………..........…………...942
— напряжение питания, Uнтг, В…………………………...........………………27
— ток якоря, Iнтг, А………………………………………..........…………..…0.29
— сопротивление обмотки якоря, Rнтг, Ом………………...........…………….13
— момент инерции, Jнтг, кгм2·10-6……………………….........………..……0.57
— масса, mтг, кг…………………..………………………............……….…….0.15
2.6.3 Определение коэффициентов усиления системы привода.
Определим коэффициент усиления разомкнутой системы
<imagedata src=«36221.files/image379.wmz» o: cropbottom=«5493f»><img border=«0» width=«121» height=«47» src=«dopb167996.zip» v:shapes="_x0000_i1170"> (2.63)
где ΔU – изменение напряжения; D – диапазон регулирования, D = 1000; δ – статическая погрешность, <imagedata src=«36221.files/image381.wmz» o:><img width=«65» height=«24» src=«dopb167997.zip» v:shapes="_x0000_s1101">.
<imagedata src=«36221.files/image383.wmz» o: cropbottom=«10377f»><img border=«0» width=«99» height=«23» src=«dopb167998.zip» v:shapes="_x0000_i1171">, В (2.64)
<imagedata src=«36221.files/image385.wmz» o:><img border=«0» width=«157» height=«21» src=«dopb167999.zip» v:shapes="_x0000_i1172">
<imagedata src=«36221.files/image387.wmz» o:><img border=«0» width=«191» height=«50» src=«dopb168000.zip» v:shapes="_x0000_i1173">
Определение коэффициента передачи двигателя
<imagedata src=«36221.files/image389.wmz» o:><img border=«0» width=«160» height=«51» src=«dopb168001.zip» v:shapes="_x0000_i1174">, (2.65)
<imagedata src=«36221.files/image391.wmz» o:><img border=«0» width=«220» height=«50» src=«dopb168002.zip» v:shapes="_x0000_i1175">.
Определим коэффициент передачи тахогенератора
<imagedata src=«36221.files/image393.wmz» o:><img border=«0» width=«176» height=«51» src=«dopb168003.zip» v:shapes="_x0000_i1176">, (2.66)
где Rн – сопротивление входа усилителя, <imagedata src=«36221.files/image395.wmz» o:><img width=«90» height=«28» src=«dopb168004.zip» v:shapes="_x0000_s1102">Ом.
<imagedata src=«36221.files/image397.wmz» o:><img border=«0» width=«241» height=«50» src=«dopb168005.zip» v:shapes="_x0000_i1177">
Определим коэффициент передачи ШИП совместно с широтно-импульсным модулятором
<imagedata src=«36221.files/image399.wmz» o:><img border=«0» width=«202» height=«51» src=«dopb168006.zip» v:shapes="_x0000_i1178">, (2.67)
где Uзт – напряжение управления, <imagedata src=«36221.files/image401.wmz» o:><img width=«68» height=«28» src=«dopb168007.zip» v:shapes="_x0000_s1103">В.
<imagedata src=«36221.files/image403.wmz» o:><img border=«0» width=«319» height=«47» src=«dopb168008.zip» v:shapes="_x0000_i1179">.
2.6.4 Постоянная времени ШИП
Т.к. запаздывание на выходе ШИП в основном определяется частотой коммутации равной fk=2000 Гц, сам по себе ШИП считаем безинерционным, но в реальной САУ на входе ШИП устанавливается апериодический фильтр, поэтому принимаем
ТШИП=0,0005 с.
2.6.5 Настроим контур тока на технический оптимум
Датчик тока: Iшунта=200 А, Uшунта=25·10-3 В.
Коэффициент усиления усилителя датчика тока: Кудт=100.
Примем максимальный ток электродвигателя равным:
<shapetype id="_x0000_t202" coordsize=«21600,21600» o:spt=«202» path=«m,l,21600r21600,l21600,xe»><path gradientshapeok=«t» o:connecttype=«rect»> Imax=2·Iн
Imax=2*98=196 А.
<imagedata src=«36221.files/image405.wmz» o: blacklevel=«7864f»><img width=«159» height=«57» src=«dopb168009.zip» v:shapes="_x0000_s1106"> , В/А
<imagedata src=«36221.files/image407.wmz» o:><img border=«0» width=«196» height=«46» src=«dopb168010.zip» v:shapes="_x0000_i1180">
Определим коэффициент усиления усилителя
<imagedata src=«36221.files/image409.wmz» o:><img border=«0» width=«167» height=«51» src=«dopb168011.zip» v:shapes="_x0000_i1181">, (2.70)
<imagedata src=«36221.files/image411.wmz» o:><img border=«0» width=«252» height=«50» src=«dopb168012.zip» v:shapes="_x0000_i1182">.
Определим коэффициент усиления регулятора тока и скорости
<imagedata src=«36221.files/image413.wmz» o:><img border=«0» width=«139» height=«32» src=«dopb168013.zip» v:shapes="_x0000_i1183">, (2.71)
<imagedata src=«36221.files/image415.wmz» o:><img border=«0» width=«226» height=«32» src=«dopb168014.zip» v:shapes="_x0000_i1184">.
2.7 Динамический расчет системы привода.
Рассмотрим динамическую модель разработанной приводной системы:
<imagedata src=«36221.files/image417.emz» o: grayscale=«t» bilevel=«t»><img border=«0» width=«610» height=«193» src=«dopb168015.zip» v:shapes="_x0000_i1185">
Рисунок 6 – Динамическая модель приводной системы
Исходные данные для расчета:
<imagedata src=«36221.files/image419.wmz» o:><img border=«0» width=«81» height=«27» src=«dopb168016.zip» v:shapes="_x0000_i1186">
<imagedata src=«36221.files/image421.wmz» o:><img border=«0» width=«89» height=«27» src=«dopb168017.zip» v:shapes="_x0000_i1187">
<imagedata src=«36221.files/image423.wmz» o:><img border=«0» width=«87» height=«29» src=«dopb168018.zip» v:shapes="_x0000_i1188">
<imagedata src=«36221.files/image425.wmz» o:><img border=«0» width=«86» height=«27» src=«dopb168019.zip» v:shapes="_x0000_i1189">
<imagedata src=«36221.files/image427.wmz» o:><img border=«0» width=«111» height=«26» src=«dopb168020.zip» v:shapes="_x0000_i1190">
<imagedata src=«36221.files/image429.wmz» o:><img border=«0» width=«86» height=«27» src=«dopb168021.zip» v:shapes="_x0000_i1191">
<imagedata src=«36221.files/image431.wmz» o:><img border=«0» width=«83» height=«29» src=«dopb168022.zip» v:shapes="_x0000_i1192">
<imagedata src=«36221.files/image433.wmz» o:><img border=«0» width=«89» height=«27» src=«dopb168023.zip» v:shapes="_x0000_i1193">
<imagedata src=«36221.files/image435.wmz» o:><img border=«0» width=«92» height=«27» src=«dopb168024.zip» v:shapes="_x0000_i1194">
<imagedata src=«36221.files/image437.wmz» o:><img border=«0» width=«90» height=«27» src=«dopb168025.zip» v:shapes="_x0000_i1195"> <imagedata src=«36221.files/image439.wmz» o:><img border=«0» width=«115» height=«26» src=«dopb168026.zip» v:shapes="_x0000_i1196">
<imagedata src=«36221.files/image441.wmz» o:><img border=«0» width=«98» height=«29» src=«dopb168027.zip» v:shapes="_x0000_i1197">
<imagedata src=«36221.files/image443.wmz» o:><img border=«0» width=«98» height=«29» src=«dopb168028.zip» v:shapes="_x0000_i1198">
Момент инерции нагрузки изменяется, а, следовательно и механическая постоянная характеристического уравнения комплексно-сопряженные и переходные процессы носят колебательный характер. При <imagedata src=«36221.files/image445.wmz» o:><img border=«0» width=«66» height=«27» src=«dopb168029.zip» v:shapes="_x0000_i1199">корни действительные, что соответствует апериодическим переходным процессам. При <imagedata src=«36221.files/image447.wmz» o:><img border=«0» width=«74» height=«27» src=«dopb168030.zip» v:shapes="_x0000_i1200">влияние Тя можно пренебречь, переходные процессы близки к экспоненциальным./5/
<imagedata src=«36221.files/image449.wmz» o:><img border=«0» width=«155» height=«51» src=«dopb168031.zip» v:shapes="_x0000_i1201"> (2.72)
Передаточная функция двигателя будет представлена:
<imagedata src=«36221.files/image451.wmz» o:><img border=«0» width=«137» height=«41» src=«dopb168032.zip» v:shapes="_x0000_i1202"> (2.73)
Передаточные функции звеньев имеют вид:
регулятор скорости <imagedata src=«36221.files/image453.wmz» o:><img border=«0» width=«140» height=«44» src=«dopb168033.zip» v:shapes="_x0000_i1203"> (2.74)
регулятор тока <imagedata src=«36221.files/image455.wmz» o:><img border=«0» width=«148» height=«44» src=«dopb168034.zip» v:shapes="_x0000_i1204"> (2.75)
двигатель <imagedata src=«36221.files/image457.wmz» o:><img border=«0» width=«147» height=«44» src=«dopb168035.zip» v:shapes="_x0000_i1205"> (2.76)
ШИП <imagedata src=«36221.files/image459.wmz» o:><img border=«0» width=«165» height=«41» src=«dopb168036.zip» v:shapes="_x0000_i1206"> (2.77)
тахогенератор <imagedata src=«36221.files/image461.wmz» o:><img border=«0» width=«145» height=«41» src=«dopb168037.zip» v:shapes="_x0000_i1207"> (2.78)
датчик тока <imagedata src=«36221.files/image463.wmz» o:><img border=«0» width=«199» height=«44» src=«dopb168038.zip» v:shapes="_x0000_i1208"> (2.79)
Для определения устойчивости относительно задающего воздействия по критерию Найквиста необходимо разорвать цепь обратной связи и определить передаточную функцию в разомкнутом состоянии./5/
Схема разомкнутой динамической системы привода приведена рисунке
<imagedata src=«36221.files/image465.jpg» o:><img border=«0» width=«636» height=«197» src=«dopb168039.zip» v:shapes="_x0000_i1209">
Рисунок 7 – Разомкнутая динамическая приводная система
Передаточная функция разомкнутой системы будет иметь вид:
<imagedata src=«36221.files/image467.wmz» o:><img border=«0» width=«443» height=«54» src=«dopb168040.zip» v:shapes="_x0000_i1210"> (2.80)
Построим ЛАЧХ и ЛФЧХ исходной разомкнутой системы, где <imagedata src=«36221.files/image469.wmz» o:><img border=«0» width=«184» height=«21» src=«dopb168041.zip» v:shapes="_x0000_i1211"><imagedata src=«36221.files/image471.png» o:><img border=«0» width=«582» height=«378» src=«dopb168042.zip» v:shapes="_x0000_i1212">
Рисунок 8 – ЛАЧХ и ЛФЧХ исходной системы.
Частота среза wс = 72,6.
Как видно из ЛАЧХ и ЛФЧХ система не устойчива, поэтому требуется применить корректирующее звено, в данном случае ПИД-регулятор.
<imagedata src=«36221.files/image473.png» o: grayscale=«t»><img width=«228» height=«160» src=«dopb168043.zip» v:shapes="_x0000_s1107">
Рисунок 9 – Схема ПИД-регулятора.
Передаточная функция корректирующего звена будет иметь вид:
<imagedata src=«36221.files/image475.wmz» o:><img border=«0» width=«143» height=«45» src=«dopb168044.zip» v:shapes="_x0000_i1213">,
где К<imagedata src=«36221.files/image477.wmz» o:><img border=«0» width=«15» height=«25» src=«dopb168045.zip» v:shapes="_x0000_i1214"> — коэффициент усиления корректирующего звена К<imagedata src=«36221.files/image477.wmz» o:><img border=«0» width=«15» height=«25» src=«dopb168045.zip» v:shapes="_x0000_i1215">=9
R1=1 (кOм);
R2 =9 (кOм);
Т1 – постоянная времени Т1 =0,027
Т2 — постоянная времени Т2 =0,0026
С1 – емкость конденсатора; С1 = 47∙10-6 (Ф);
С2 – емкость конденсатора; С2 = 3,2∙10-7 (Ф).
Корректирующее звено можно реализовать следующим звеном:
<imagedata src=«36221.files/image479.wmz» o:><img border=«0» width=«147» height=«45» src=«dopb168046.zip» v:shapes="_x0000_i1216"> (2.82)
Передаточная функция скорректированной системы будет иметь вид:
<imagedata src=«36221.files/image481.wmz» o:><img border=«0» width=«173» height=«25» src=«dopb168047.zip» v:shapes="_x0000_i1217">. (2.83)
Частота среза желаемая
<imagedata src=«36221.files/image483.wmz» o:><img border=«0» width=«113» height=«45» src=«dopb168048.zip» v:shapes="_x0000_i1218">, (2.84)
где b- коэффициент Солодовникова b=2,5, <imagedata src=«36221.files/image485.wmz» o:><img border=«0» width=«24» height=«23» src=«dopb168049.zip» v:shapes="_x0000_i1219">= 0,15.
<imagedata src=«36221.files/image487.wmz» o:><img border=«0» width=«64» height=«25» src=«dopb168050.zip» v:shapes="_x0000_i1220">=52,3
<shape id="_x0000_i1221" type="#_x0000_t75" o:allowoverlap=«f»><imagedata src=«36221.files/image489.jpg» o:><img border=«0» width=«428» height=«319» src=«dopb168051.zip» v:shapes="_x0000_i1221">
Рисунок 10 – ЛАЧХ и ЛФЧХ скорректированной системы.
Частота среза <imagedata src=«36221.files/image491.wmz» o:><img border=«0» width=«133» height=«21» src=«dopb168052.zip» v:shapes="_x0000_i1222">.
Запас устойчивости по фазе на частоте среза:
<imagedata src=«36221.files/image493.wmz» o:><img border=«0» width=«164» height=«21» src=«dopb168053.zip» v:shapes="_x0000_i1223">, гр (2.85)
где минимальный запас: 30-40 гр.
Запас устойчивости по амплитуде на частоте среза:
<imagedata src=«36221.files/image495.wmz» o:><img border=«0» width=«199» height=«27» src=«dopb168054.zip» v:shapes="_x0000_i1224">, дБ (2.86)
где минимальный запас – (8 …10) дб.
В результате применения корректирующего звена система имеет достаточные запасы устойчивости по фазе и по амплитуде
Передаточная функция замкнутой системы.
<imagedata src=«36221.files/image497.wmz» o:><img border=«0» width=«101» height=«45» src=«dopb168055.zip» v:shapes="_x0000_i1225">, (2.87)
<imagedata src=«dopb168056.zip» o:><img border=«0» width=«440» height=«279» src=«dopb168056.zip» v:shapes="_x0000_i1226">
Рисунок 11 – График изменения вещественной части переходной характеристик системы.
Для расчета переходного процесса в замкнутой системе анализируем вещественную часть переходной характеристики.
<imagedata src=«36221.files/image500.wmz» o:><img border=«0» width=«275» height=«51» src=«dopb168057.zip» v:shapes="_x0000_i1227"> (2.88)
продолжение
--PAGE_BREAK--
еще рефераты
Еще работы по производству
Реферат по производству
Разработка регулируемого электропривода
2 Сентября 2013
Реферат по производству
Замкнутые системы управления
2 Сентября 2013
Реферат по производству
Разработка электропривода моталки для свертывания металлической полосы в рулоны
2 Сентября 2013
Реферат по производству
Архивное хранение электронных документов на предприятии
2 Сентября 2013