Разработка структурной схемы системы управления ПЧ-АД

Введение

Благодаря своей простоте, низкой стоимости и высокой надёжности асинхронные двигатели получили широкое применение. Они присутствуют повсюду, это самый распространённый тип двигателей, их выпускается 90% от общего числа двигателей в мире. Асинхронный электродвигатель поистине совершил технический переворот во всей мировой промышленности.

В наше время большое применение нашел частотно-регулируемый привод. Его используют в конвейерных системах, резательных автоматах, управлении приводами мешалок, насосов, вентиляторов, компрессоров и т.п. Всё большую популярность ЧРП приобретает в городском электротранспорте, особенно в троллейбусах. Применение позволяет: повысить точность регулирования и снизить расход электроэнергии в случае переменной нагрузки. Во многих установках на регулируемый электропривод возлагаются задачи не только плавного регулирования момента и скорости вращения электродвигателя, но и задачи замедления и торможения элементов установки. Классическим решением такой задачи является система привода с асинхронным двигателем с преобразователем частоты, оснащённым тормозным переключателем с тормозным резистором. При этом в режиме замедления/торможения электродвигатель работает как генератор, преобразуя механическую энергию в электрическую, которая в итоге рассеивается на тормозном резисторе. Типичными установками, в которых циклы разгона чередуются с циклами замедления являются подъёмники, лифты, центрифуги, намоточные машины и т.п.

В данном курсовом проекте необходимо спроектировать замкнутую систему автоматического управления электроприводом механизма поворота. В ходе работы будут разработаны структурная, функциональная и принципиальная схема замкнутой системы управления ПЧ-АД, расчет и выбор элементов схемы, произведено параметрирование выбранного ПЧ, выбор и расчет параметров регулятора скорости и статических механических характеристик, в пакете MatLab расчитаны динамические режимы работы ЭП.

Исходные данные

Таблица 1 – Исходные данные курсовой работы
Параметр Значение  
Количество скоростей  
Способ задания скорости Дискретный  
Устройство задания скорости Коммандоаппарат  
Индикация режимов работы Работа, Перегрузка  
Диапазон регулирования скорости, Разработка структурной схемы системы управления ПЧ-АД - student2.ru  
Статическая ошибка регулирования скорости, Разработка структурной схемы системы управления ПЧ-АД - student2.ru , %  
Таблица 2 – Технические характеристики двигателя двигателя 5АМX132S4
Параметр Значение Ед. изм.
Номинальная мощность, Pн 7.5 кВт
Номинальная частота вращения, Разработка структурной схемы системы управления ПЧ-АД - student2.ru об/мин
КПД , Разработка структурной схемы системы управления ПЧ-АД - student2.ru 87.5 %
Номинальный ток при 380В , Iн 15.3 А
Номинальный момент, Мн 49.4 Нм
Отношение пускового момента к номинальному, mн 2.1  
Отношение критического момента к номинальному, mk 2.8  
Динамический момент инерции ротора, Разработка структурной схемы системы управления ПЧ-АД - student2.ru 0.032 Разработка структурной схемы системы управления ПЧ-АД - student2.ru
  Таблица 3 – Технические данные механизма поворота
Параметр Значение Ед. изм.
Jм =Jт 0.022 кг Разработка структурной схемы системы управления ПЧ-АД - student2.ru м2
J1 0.01 кг Разработка структурной схемы системы управления ПЧ-АД - student2.ru м2
J2 0.04 кг Разработка структурной схемы системы управления ПЧ-АД - student2.ru м2
J3 0.016 кг Разработка структурной схемы системы управления ПЧ-АД - student2.ru м2
J4 0.033 кг Разработка структурной схемы системы управления ПЧ-АД - student2.ru м2
J5 0.17 кг Разработка структурной схемы системы управления ПЧ-АД - student2.ru м2
Jпл кг Разработка структурной схемы системы управления ПЧ-АД - student2.ru м2
Z1 -
Z2 -
Z3 -
Z4 -
Z5 -
Zпл -
Cм Н Разработка структурной схемы системы управления ПЧ-АД - student2.ru м Разработка структурной схемы системы управления ПЧ-АД - student2.ru 104
Сзш Н Разработка структурной схемы системы управления ПЧ-АД - student2.ru м Разработка структурной схемы системы управления ПЧ-АД - student2.ru 105
nпл Об/мин
Мс Н Разработка структурной схемы системы управления ПЧ-АД - student2.ru м
Разработка структурной схемы системы управления ПЧ-АД - student2.ru 0.8 -
tп=tт 0.3 р
t01=t02 3.0 c
Разработка структурной схемы системы управления ПЧ-АД - student2.ru гр
Mс.о.=k Разработка структурной схемы системы управления ПЧ-АД - student2.ru Mc 0.7 Н Разработка структурной схемы системы управления ПЧ-АД - student2.ru м

На рисунке 1 представлена кинематическая схема механизма поворота:

Разработка структурной схемы системы управления ПЧ-АД - student2.ru

Рисунок 1 – Кинематическая схема механизма поворота.

На рисунке 2 представлена тахограмма и нагрузочные диаграммы:

Разработка структурной схемы системы управления ПЧ-АД - student2.ru

Рисунок 2 – Тахограмма и нагрузочные диаграммы.

Разработка структурной схемы системы управления ПЧ-АД

При работе АД на участке механической характеристики в пределах абсолютного скольжения Разработка структурной схемы системы управления ПЧ-АД - student2.ru используют структурную схему:

Разработка структурной схемы системы управления ПЧ-АД - student2.ru

Рисунок 3 – Структурная схема замкнутой по скорости системы ПЧ-АД при скалярном управлении.

На структурной схеме приняты следующие обозначения:

Разработка структурной схемы системы управления ПЧ-АД - student2.ru - модуль жесткости линеаризованной механической характеристики АД, где Разработка структурной схемы системы управления ПЧ-АД - student2.ru , Разработка структурной схемы системы управления ПЧ-АД - student2.ru – критический момент и скольжение;

Разработка структурной схемы системы управления ПЧ-АД - student2.ru ;

Разработка структурной схемы системы управления ПЧ-АД - student2.ru

Разработка структурной схемы системы управления ПЧ-АД - student2.ru

Разработка структурной схемы системы управления ПЧ-АД - student2.ru ;

Разработка структурной схемы системы управления ПЧ-АД - student2.ru ;

Разработка структурной схемы системы управления ПЧ-АД - student2.ru - эквивалентная электромагнитная постоянная времени цепей статора и ротора АД;

Разработка структурной схемы системы управления ПЧ-АД - student2.ru ;

Разработка структурной схемы системы управления ПЧ-АД - student2.ru - электромеханическая постоянная времени электропривода;

Разработка структурной схемы системы управления ПЧ-АД - student2.ru ;

Разработка структурной схемы системы управления ПЧ-АД - student2.ru - коэффициент передачи ПЧ по Разработка структурной схемы системы управления ПЧ-АД - student2.ru ;

Разработка структурной схемы системы управления ПЧ-АД - student2.ru ;

Разработка структурной схемы системы управления ПЧ-АД - student2.ru - постоянная времени цепи управления;

Разработка структурной схемы системы управления ПЧ-АД - student2.ru ;

Разработка структурной схемы системы управления ПЧ-АД - student2.ru - коэффициент передачи цепи обратной связи по скорости,

где Разработка структурной схемы системы управления ПЧ-АД - student2.ru - номинальная скорость;

Разработка структурной схемы системы управления ПЧ-АД - student2.ru

Разработка структурной схемы системы управления ПЧ-АД - student2.ru ;

Наши рекомендации