Расчет системы автоматического регулирования скорости вращения вала двигателя постоянного тока с независимым возбуждением

Министерство образования Российской Федерации

Красноярская государственная академия цветных металлов и золота

Институт       Металлургии

Кафедра        Автоматизации производственных процессов

Группа           АМЦ-97-2

Дисциплина  Теория автоматического управления

КУРСОВАЯ РАБОТА

Расчет системы автоматического регулирования скорости вращения вала двигателя постоянного тока с независимым возбуждением

Пояснительная записка

ГАЦМиЗ.КР0000.806.ПЗ

Руководитель проекта                           ________________         В.А. Казинникова

Разработал студент                                _______11.12.2000         Д.С. Артюшенко

Красноярск 2000

Министерство образования Российской Федерации

Красноярская государственная академия цветных металлов и золота

Институт       Металлургии

Кафедра        Автоматизации производственных процессов

Дисциплина  Теория автоматического управления

Группа           АМЦ-97-2  студент Артюшенко Д.С.

ЗАДАНИЕ

ПО КУРСОВОЙ РАБОТЕ

1 Тема работы Расчет системы автоматического регулирования скорости вращения вала двигателя постоянного тока с независимым возбуждением

2 Исходные данные необходимые для расчета АСР: n_K=2500 об/мин; Р_НОМ=0,76 кВт;  t £ 1,5 с;  D = 0.

3 Перечень графического материала Схема АСР (рисунок 1)

Рисунок 1 Схема АСР

Дата выдачи задания   «_____»___________2000 г.

Сроки сдачи проекта   «_____»___________2000 г.

Руководитель проекта _______________________     В.А.Казинникова

СОДЕРЖАНИЕ

1  Выбор основных элементов схемы регулирования по заданной

мощности на валу двигателя и скорости вращения вала двигателя………….4

1.1  Выбор двигателя…………………………………………………………………4

1.2  Выбор генератора………………………………………………………………..4

1.3  Выбор тахогенератора…………………………………………………………...5

2  Структурная схема системы. Передаточные функции отдельных элементов

схемы и всей системы в целом…………………………………………………...…5

2.1 Передаточная функция двигателя и ее расчет…………………………………6

2.2 Передаточная функция генератора и ее расчет………………………………..7

2.3 Передаточная функция тахогенератора и ее расчет…………………………...9

2.3 Передаточная функция системы и ее расчет…………………………………..9

3 Анализ устойчивости АСР……………………………………………………….10

4 Построение переходного процесса по вещественной частотной

   характеристике замкнутой системы…………………………………………….11

5 Синтез корректирующего устройства АСР…………………………………….17

5.1 Построение ЛАЧХ некорректируемой системы……………………………..17

5.1.1 ЛАЧХ исполнительного двигателя………………………………………….17

5.1.2 ЛАЧХ генератора…………………………………………………………….17

5.1.3 ЛАЧХ тахогенератора………………………………………………………18

5.1.4 ЛАЧХ двигателя……………………………………………………………...18

5.2 Построение желаемой ЛАЧХ………………………………………………….20

5.2.1 Построение низкочастотного участка……………………………………20

5.2.2 Построение среднечастотного участка…………………………………...20

5.2.3 Построение высокочастотного участка…………………………………..20

5.3 Построение ЛАЧХ корректирующего устройства…………………………...21

5.4 Построение переходной характеристики системы с корректирующим

устройством…………………………………………………………………………28

Вывод………………………………………………………………………………..30

Список литературы…………………………………………………………………31

1 Выбор основных элементов схемы регулирования по заданной мощности на валу двигателя и скорости вращения вала двигателя

1.1 Выбор двигателя

Выбор двигателя произведен на 110 В по данным справочника [1] в соответствии с заданием. Данные о двигателе приведены в таблице 1.

Таблица 1 Технические данные двигателя постоянного тока серии П

Тип двигателя	Uном, В	nном, кВт	Pном, А	IЯ. ном, А	IВ. ном, А	h, %	rя.ц (при 20 °С), Ом	rВ (при 20 °С), Ом	МНОМ´9,81´10-2, Н×м	МС´9,81´10-2, Н×м	GD2, кГ×м2
МИ-32	110	2500	0,76	8,2	0,43	80	0,391	258	29,5	2,5	0,053

1.2 Выбор генератора

Генератор выбран по данным справочника [1]. Выбранный генератор соответствует по напряжению и мощности ранее выбранному двигателю, при этом номинальный ток генератора больше номинального тока двигателя. Данные о генераторе приведены в таблице 2.

Таблица 2  Технические данные генератора постоянного тока серии П

n_НОМ=1450 об/мин

Тип генератора	Uном, В	Рном, кВт	Iном, А	Р1, кВт	2р	2а	wя	rя+ rд.п, Ом	rст, Ом	wв1 (на полюс)	rв, Ом
П-31	115	1,0	8,7	1,3	2	2	576	1,56	0,34	2400	188

1.3 Выбор тахогенератора

Тахогенератор выбран по данным [2]. Данные о генераторе приведены в таблице 3.

Таблица 3       Технические параметры асинхронного тахогенератора

Тип тахогенератора	Uвозб, В	Частота сети, Гц	Крутизна генераторной э.д.с., мВ/об/мин	Остаточное напряжение, мВ	Номинальная скорость вращения, об/мин	Вес, кг
АТ-261	110	400	5	100	4000	1,3