Система автоматического управления электроприводом (номинальная мощность двигателя - 0,75 кВт)

Министерство образования Республики Беларусь

Белорусский Национальный Технический Университет

Кафедра «ЭАПУ и ТК»

Группа 107610

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине “Системы управления электроприводами” на тему:

«Система автоматического управления электроприводом»

Исполнитель: Кафанов Н.В.                                                                                 Руководитель: Михеев Н.Н.

Минск – 2004 г.
СОДЕРЖАНИЕ.

Введение…………………………………………………………………….3

1. Требования к системе управления электроприводом............................4

1.1. Технические данные и особенности электродвигателя................................4

1.2. Кинематическая и расчетно-механическая схема электропривода.............9

1.3. Статические и динамические нагрузки электропривода…………………10

1.4. Требования к системе управления электроприводом.................................11

1.5. Предварительный выбор схемы главных цепей и функциональной   схемы системы автоматического управления…………………………………11

2. Выбор основных элементов электропривода.......................................14

2.1. Определение параметров главных цепей……………………………….…14

3. Проектирование системы управления электроприводом……………15

3.1. Сравнение возможных вариантов и выбор структуры СУЭП……...……15

3.2. Математическое описание объекта управления..........................................15

3.3. Выбор принципов реализации управляющего устройства, выбор датчиков..................................................................................................................17

3.4. Синтез и проектирование регуляторов……………………...…………..…20

4. Анализ динамических и статических характеристик СУЭП………..22

4.1. Полная структурная схема системы управления…………………………22

4.2. Статические характеристики системы, рабочие режимы СУЭП на статических характеристиках…………………………………………………...22

4.3. Имитационная модель СУЭП………………………………………………23

4.4. Моделирование основных режимов СУЭП……………………………….24

5. Проектирование дискретной части системы управления, защиты и сигнализации………………………………………………………………29

5.1. Краткое описание работы системы………………………………………...29

6. Выбор аппаратуры……………………………………………………...30

6.1. Составление таблицы перечня элементов…………………………………30

6.2. Компоновка системы управления электроприводом……………………..31

Заключение.……………………………………………………………….32

ВВЕДЕНИЕ.

В настоящее время наблюдается нарастающая тенденция применения регулируемых приводов с применением двигателей переменного тока, а в частности асинхронных двигателей. Это обусловлено тем, что АД более дешевые, по сравнению с двигателями постоянного тока, и не требуют больших затрат времени и средств на обслуживание в течение времени эксплуатации. Таким образом, единственным существенным недостатком автоматизированных электроприводов с использованием асинхронных двигателей является сложная система управления. Но в связи с развитием современной элементной базы, это легко решается.

Для регулирования скорости АД необходимо регулировать напряжение на статоре и частоту. Это следует из уравнения: .

В настоящее время для регулирования скорости применяется закон Костенко: .

Таким образом, при регулировании скорости вниз от номинальной необходимо пропорционально уменьшать напряжение на статоре и частоту питающего напряжения. При этом при неизменной нагрузке поток остается постоянным. Но при регулировании скорости вверх от номинальной, напряжение на статоре нельзя поднимать выше номинального во избежание пробоя изоляции. Регулирование скорости в этом случае осуществляется путем увеличения только частоты питающего напряжения, при этом магнитный поток уменьшается, что влечет за собой уменьшение критического момента двигателя.

При изменении нагрузки на валу двигателя поток также изменяется из-за изменения падения напряжения на активных и индуктивных сопротивлениях двигателя. Для автоматических систем регулирования в этом случае возникает проблема стабилизации магнитного потока. Эта задача решается с помощью непосредственного контроля магнитного потока прямым его изменением с помощью технических средств или косвенным путем.

Для повышения жесткости статических характеристик ЭП  и расширения диапазона регулирования возникает также проблема стабилизации скорости двигателя. Эта проблема решается путем введения отрицательной обратной связи по скорости.

Таким образом, под системой управления в данном случае подразумевается совокупность объекта управления и автоматических управляющих устройств. В объект управления этой системы входит непосредственно АД и преобразователь частоты с источником питания.

В настоящее время наиболее широко применяются два вида систем электропривода:

-  с непосредственным преобразователем частоты;

-  с преобразователем частоты со звеном постоянного тока и автономным инвертором напряжения или тока.

1. ТРЕБОВАНИЯ К СУЭП.

1.1. Технические данные и особенности электродвигателя.

Данный электродвигатель относится к самой распространенной во всех отраслях народного хозяйства серии асинхронных двигателей