Расчет системы автоматического регулирования скорости вращения вала двигателя постоянного тока с независимым возбуждением (n=2500 об/мин; Рном=0,76 кВт), страница 2

Достоинством метода является простота построения некорректированной и желаемой характеристик, а также нахождение суммарной характеристики последовательных корректирующих звеньев.

Расчет автоматической системы, состоящей из связанных между собой в единую замкнутую цепь различных элементов, представляет достаточно сложную задачу с возможностью многозначного решения.

Целью курсовой работы является овладение методикой выбора элементов АСР и расчета их передаточных функций.

1 Анализ АСР

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

М — двигатель, Г — генератор, ТГ — тахогенератор

Рисунок 1 — Схема АСР

1.1.1 Выбор и расчет генератора

Электрический генератор — это устройство, в котором неэлектрические виды энергии (механическая, химическая, тепловая) преобразуются в электрическую энергию. На сегодняшний день наиболее распространённым типом является индукционный электромеханический генератор. Абсолютное большинство тепловых, гидравлических, ветряных, атомных, приливных, геотермальных электростанций, а так же некоторые солнечные используют этот тип генератора.

Технические характеристики генератора приведены в таблице 1.

Таблица 1 — Технические данные генератора П-31

Uном, В	Pном, кВт	Iном, А	Р1, кВт	2p	2а	ωя	rя + rдп, Ом	rст, Ом	ωв1(на полюс)	rв, Ом	nном, об/мин
230	1,0	4,4	1,3	2	2	1152	6,9	1,32	5400	980	1450

Нагрузку считаем активной, индуктивностью обмотки якоря пренебрегаем. Начальный ток возбуждения полагаем номинальным, внутреннее сопротивление источника возбуждения не учитываем. Находим конструктивную постоянную:

,

откуда

.

Номинальный поток возбуждения рассчитываем по формуле:

 (Вб),

Здесь α = 1,2 – коэффициент, учитывающий перегрев обмотки по сравнению с температурой 15⁰С.

Определяем номинальный ток возбуждения и МДС на полюс:

 (А),

 (А).

По найденным значениям Ф_в.ном и F_ном получаем масштабные коэффициенты по осям универсальной кривой намагничивания (рисунок 1.6 [1]):

По кривой намагничивания при Ф_в = Ф_в.ном находим:

Принимаем σ_г = 1,2 – коэффициент, учитывающий рассеяние магнитного потока генератора (σ_г = 1,15 – 1,2), определим индуктивность цепи возбуждения L_в:

 (Гн).

Вычислим приближенную индуктивность якоря по следующей формуле:

 (Гн).

Находим постоянную времени генератора:

 (с).

Коэффициент передачи генератора равен:

С учетом нагрузки передаточная функция генератора равна:

,

где

 (Ом),

и тогда

1.1.2 Выбор и расчет двигателя

Электродвигатель — это устройство, обеспечивающее преобразование электрической энергии в механическую и преодолевающее при этом значительное механическое сопротивление со стороны перемещаемых устройств. Одним из главных требований, предъявляемых к электродвигателям, является их способность развивать требуемую механическую мощность. Кроме того, электродвигатель должен обеспечивать реверс, а также движение объекта с заданными скоростями и ускорениями.

По номинальной мощности и скорости вращения вала выбираем двигатель постоянного тока с независимым возбуждением МИ-32 из справочника [1].

Технические характеристики двигателя приведены в таблице 2.

Таблица 2 — Технические данные двигателя МИ-32

Uном, В	nном, об/мин	Pном, кВт	Iя.ном, А	η, %	rяц (при 200С), Ом	rв (при 200С), Ом	Мном∙ 9,81∙10 –2, Н∙м	Мс∙ 9,81∙10 –2, Н∙м	Iв.ном, А	GD2, кг∙м2
220	2500	0,76	4,1	–	1,36	950	–	2,5	0,23	0,053

Определим для двигателя МИ-32 параметры передаточной функции, приняв при этом момент инерции нагрузки I_н равным моменту инерции якоря двигателя I_д. Момент инерции якоря двигателя: