Однофазный полууправляемый выпрямитель

БЕЛАРУСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНЕВЕРСИТЕТ

Кафедра “ЭАПУ и ТК”

Курсовая работа

по дисциплине “Элементы автоматизированного электропривода”

Однофазный полууправляемый выпрямитель

Разработал: Бачило А.Л.

гр 107629

Руководитель: Гульков Г. И.

Минск, 2002

Содержание

1.    Проектирование функциональной схемы АЭП.. 3

2.    Разработка имитационной модели АЭП в системе моделирования MATLAB.. 5

3.    Расчет характеристик управления при положительном пилообразном напряжении. 9

Расчет характеристик управления вентильного комплекта. 9

Расчет характеристик управления СИФУ. 9

Расчет характеристики управления выпрямителем. 11

4.    Расчет и построение механических и электромеханических АЭП.. 12

5.    Расчет зависимости Еп=f(t) 14

6.    Проектирование принципиальной схемы и расчет датчика тока. 16

Расчет ПИ-регулятора тока. 16

Проектирование датчика тока. 18

Расчет ПИ - регулятора скорости. 19

Проектирование датчика скорости. 20

7.    Расчет параметров датчиков координат электропривода и проектирование их принципиальных схем.. 22

Литература. 25

 

1.  Проектирование функциональной схемы АЭП

САУ – система автоматического управления

СИФУ – система импульсно-фазового управления

Д.Т. – датчик тока

Д.С. – датчик скорости

Автоматическое управление представляет собой совокупность воздействий, направленных на осуществление функционирования объекта управления в соответствии с имеющейся программой или целью управления, и выполняется с помощью САУ.

СИФУ предназначено для  подачи в определенные моменты времени заданные величиной , которое подается на вход СИФУ, открывающих импульсов подаваемых на тиристоры.

Датчик тока предназначен для получения информации о величине и направлении тока двигателя. К датчику тока предъявляются следующие требования:

1.  Линейность характеристики управления в диапазоне изменения тока (0,1… 5,0)Iн не менее 0,9.

2.  Наличие гальванической развязки силовой цепи и цепи системы управления.

3.  Высокое быстродействие.

Датчики скорости предназначены для получения электрического сигнала пропорционального угловой скорости ротора двигателя. К датчикам скорости предъявляются жесткие требования к линейности характеристики управления, стабильности выходного напряжения и уровню его пульсаций, т.к. их параметры определяют как статические, так и динамические показатели привода в целом.

Для указанного в задании двигателя 2ПН90L выпишем справочные данные:

2.  Разработка имитационной модели АЭП в системе моделирования MATLAB

При разработке имитационной модели будем пользоваться силовыми элементами из библиотеки “Силовые элементы”

Параметры имитационной схемы:

Диоды выпрямителя имеют следующие параметры:

Тиристоры выпрямителя имеют следующие параметры:

Индуктивность сглаживающего дросселя — L=80×10^-3 мГн.

Имитационная модель представлена на рис.2

Рис.2

Полученные графики работы схемы представлены на рисунках 2.1-2.4

.

Рис.2.1 Графики U(t), I(t) при  без дросселя.

Рис.2.2 Графики U(t), I(t) при  без дросселя.

Рис.2.3 Графики U(t), I(t) при  с дросселем.

Рис.2.4 Графики U(t), I(t) при  с дросселем.

3.  Расчет характеристик управления при положительном пилообразном напряжении

Расчет характеристик управления вентильного комплекта.

Численные данные, полученные в результате расчета приведены в табл.3.1. и на рис. 3.1

Таблица 3.1 Характеристика управления вентильного комплекта

,рад	0	30	60	90	120	150	180
Е, (В)	220	184	148	99	49	13	0

Рис. 3.1

Расчет характеристик управления СИФУ.

Характеристика управления СИФУ – это зависимость угла открывания a от напряжения управления, то есть .

СИФУ осуществляет преобразования напряжения управления в фазу открывающего импульса (и формирование импульса). Данное преобразование осуществляется с помощью компаратора, который сравнивает два напряжения – опорное и управляющее.

Опорное изменяется синхронно с напряжением сети, напряжение управления является выходным сигналом регулятора тока.

Исходными данными для расчета характеристики является вид опорного напряжения - положительное пилообразное.

Определим напряжение смещения, исходя из того, что для однофазной мостовой схемы начальный угол  при U_у=0:

, где U_пм = 10 В      –амплитуда положительного пилообразного напряжения.

При R_у= R_см= R_оп

,

Характеристика управления СИФУ строится согласно выражению:

Численные данные, полученные в результате расчета приведены в табл.3.2. и на рис. 3.2

Таблица 3.2 Характеристика управления СИФУ при положительном пилообразном напряжении

Uу, В	0	2	4	6	8	10
a, рад	3.14	2.5	1.8	1.2	0.6	0

Рис. 3.2

Очевидно, что существуют ограничения минимального и максимального углов открывания.

Найдем a_min из условия не превышения номинального напряжения двигателя:

Таким образом, угол меньше 83 быть не должен.

Расчет характеристики управления выпрямителем.

Характеристики управления выпрямителем строятся по выражению

, где

Рассчитанные значения характеристики управления выпрямителя приведены в табл. 3.3 и на рис. 3.3

Таблица 3.3 Характеристики управления выпрямителем.

Uу, В	0	2	4	6	8	10
E, В	0	18.9	68.4	129.6	179	198