Структурная схема заданной части САУ. Структурная схема двигателя постоянного тока с независимым возбуждением

ВВЕДЕНИЕ

Автоматика – это наука об общих принципах и методах построения автоматических систем, т.е. систем, выполняющих поставленные перед ними цели без непосредственного участия человека.

В настоящее время тиристорные электроприводы получают все более широкое применение по мере улучшения качественных показателей тиристоров, выполнения их на большие токи и напряжения, улучшения перегрузочных характеристик, совершенствования схем преобразователей и схем управления. На добывающих предприятиях, на прокатных станах применяются регулируемые тиристорные электроприводы в однодвигательном и двухдвигательном исполнении общей мощностью до 13000 кВт. Для питания электроприводов больших мощностей применяются трансформаторы, позволяющие увеличить пульсность выпрямленного напряжения до 24

Преимущества тиристорных электроприводов: высокий коэффициент полезного действия; широкий диапазон рабочих температур; малая мощность управления; потенциальная надежность, реализуемая при правильном выборе их параметров и выполнения соответствующих требований эксплуатации, малая стоимость привода, в сравнении с применяемыми ранее типами электроприводов и многое другое.

При проектировании системы автоматического управления в первую очередь рассчитываются параметры заданной части системы (в данном случае параметры двигателя постоянного тока с независимым возбуждением, тиристорного преобразователя, а также датчиков и усилителей, формирующих цепи обратных связей и регуляторов). После этого производится синтез регуляторов системы в соответствии с найденными ранее параметрами заданной части. И, наконец, производится анализ полученной САУ, определение запасов устойчивости, показателей качества, вида графиков переходного процесса, производится подбор и фильтром и, при необходимости, корректировка принятых при проектировании параметров элементов САУ.

Спроектированная система должна иметь требуемое быстродействие, и при этом должно соблюдаться перерегулирование, система должна отвечать требуемым запасам устойчивости и обеспечивать высокую помехозащищенность.

Тема курсового проекта: «Расчет системы управления автоматизированным электроприводом». Т.е. выполнение курсового проекта предусматривает углубление и закрепление студентами основных сведений из теории автоматического управления путем самостоятельного решения основных вопросов проектирования систем автоматического управления электроприводами.

2 СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ЗАДАННОЙ ЧАСТИ САУ

2.1 По заданной принципиальной схеме, разработаем структурную схему заданной части САУ. Схема представляет собой двухконтурную (по току и скорости) систему регулирования, организованную по принципу отрицательных обратных связей. В качестве двигателя представим структурную схему двигателя постоянного тока с независимым возбуждением.

Схема 2.1 Структурная схема двигателя постоянного тока с независимым возбуждением

При этом в качестве модели тиристорного преобразователя будем рассматривать апериодическое звено, с постоянной времени Т, которую принимаем равной 0,002 с. Коэффициент передачи тиристорного преобразователя можно найти по формуле

,                                              (2.1)

где U_{у макс} – максимально возможное напряжение в цепи управления (для современных преобразователей U_{у макс} = 10 В)

Схема 2.2 Структурная схема системы автоматического регулирования

При синтезе САУ влиянием внутренней обратной связи по противоэдс пренебрегают, а по окончанию синтеза если она сильно влияет на процессы в системе, то вводят компенсацию через W_k

2.2 Согласно принципиальной схеме датчика тока (схема 2.3):

Датчик тока представляет собой безынерционное устройство с коэффициентом передачи

,                                        (2.2)

где R_ш, U_нш, I_нш – номинальные данные выбранного шунта (тип – 150 ШСМ),

К₂ – коэффициент согласующего усилителя

Ом

2.3 Датчик скорости (схема 2.4) снабжен RC-фильтром, который обеспечивает снижение уровня высокочастотных помех на выходе датчика. Пренебрегая индуктивностью якорной цепи тахогенератора, запишем формулу для вычисления коэффициента обратной связи по скорости

,                                         (2.3)

где коэффициент передачи тахогенератора ,

 – номинальные ЭДС и угловая скорость вращения тахогенератора (входят в исходные данные),

К₃ – коэффициент передачи согласующего усилителя,

К_ф – коэффициент передачи фильтра, в данном случае постоянная времени фильтра значительно (на несколько порядков) меньше других постоянных времени элементов заданной части системы, поэтому фильтром в расчетах можно пренебречь (К_ф=1).

 Вб

Схема 2.4 Структурная схема датчика скорости

3 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ЗАДАННОЙ ЧАСТИ САУ