Другие предметы \ Теория автоматического управления

Стабилизация частоты вращения рабочего органа машины при различных фиксированных моментах нагрузки, страница 3

Элемент сравнения реализуется суммирующим звеном и описывается уравнением:

e = Uз-Uос, где: Uз - задающее напряжение,

Uос - напряжение с выхода цепи обратной связи.

4  Составление структурной схемы САУ

Рис. 5Структурная схема САУ

Структурная схема системы управления является математической моделью и отображает структуру преобразований сигналов в проектируемой САУ.

5  Выбор по каталогу функциональных звеньев САУ

Тиристорный преобразователь

Выбираем из [3] тиристорный преобразователь по выпрямленному току и напряжению по условию:

Ud>Uн ,   Id>Iп = (2 - 2.5)Iн , где: Uн - номинальное напряжение двигателя,

Iн - номинальный ток якоря двигателя,

Iп - пусковой ток двигателя.

Выбираем комплектный преобразовательный тиристорный агрегат                                КПТО-230/160-ТН.  Его характеристики:

Id = 160 А, Ud = 230 В, Uс = 380 В.

Агрегат включает: силовой трансформатор ТСТО-230/100-М1, силовые блоки тиристоров, блоки управления, коммутационную аппаратуру. Выпрямительные группы включены встречно-параллельно и  имеют раздельное управление.

Трансформатор ТСТО-230/100-М1 имеет следующие данные:

номинальная мощность  Pн = 20 кВт

ВН                                     U1н = 380 В

НН                                     U2н = 230 В

потери Х.Х.                      Pхх = 140 Вт потери К.З.                       Pкз = 560 Вт напряжение К.З.              Uкз = 4,5%

Тахогенератор

Тахогенератор выбираем из приложения [4,стр.32]:

тип                                                               ТМГ - 30П     максимальная скорость вращения           4000 об/мин.

удельная ЭДС на 1000 об/мин                  62.5  В

возбуждение с помощью постоянных магнитов.

6  Статический расчет параметров передаточных функций звеньев

Электромагнитная постоянная времени Tя определяется по формуле:

где:   Lяц - индуктивность якорной цепи.

Rяц - сопротивление якорной цепи.

где:  Lяд - индуктивность обмотки якоря двигателя,

2Lтр- индуктивность двух вторичных обмоток силового трансформатора,

Lур = 0 так как преобразовательный агрегат имеет раздельное управление вентильными группами.

Для некомпенсированных машин K = 6 [4]

Расчет параметров трансформатора

Тогда:

Сопротивление якорной цепи:

Отсюда:

Конструктивные коэффициенты двигателя:

Коэффициент передачи двигателя по управляющему воздействию:

Электромеханическая постоянная времени [6,стр.67]:

Для определения Ктп (коэффициент передачи тиристорного преобразователя) строим регулировочную характеристику:

Зададимся значениями угла регулирования:  . Строим зависимость Eda = f(a).

a

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

Eda,В

310.5

305.8

291.8

268.9

237.9

199.6

155.3

106.2

53.9

0

Uсу,В

12

10.66

9.33

8

8.66

5.33

4

2.66

1.33

0

Зная предельные значения напряжения на входе системы управления                В пересчитываем зависимость Eda(a) в зависимость Eda(Uсу). Зависимость Uсу(a)- линейна, поэтому при a = 0 скорость вращения двигателя максимальна, а при a = 90 равна нулю.

Рис. 6Регулировочная характеристика

Так как зависимость Eda(Uсу) - нелинейная, нужно ее линеаризовать в окрестности точки А (с номинальным напряжением 220 В). Проведем касательную в точке А. Зададимся отклонением DEda = 40 В и определим соответствующее отклонение DUсу.

Составляем пропорцию:

90  -  12 В

10.5  -   DUсу

Отсюда:

Коэффициент передачи тиристорного преобразователя:

Постоянная времени ТП:

Тогда передаточная функция ТП:

Коэффициент передачи тахогенератора определим по величине удельной ЭДС 62.5 В при 1000 об/мин.

Скачать файл