Главный привод специального токарно-карусельного станка 1В502 для обработки железнодорожных колес, страница 5

10 Разработка структурной схемы

Определим индуктивность якорной цепи

 , где U_Н , n_Н , I_Н  - каталожные данные двигателя, р – число пар полюсов,

b - коэффициент, учитывающий наличие компенсационной обмотки.

Определим сопротивление якорной цепи

 ,

Определим электромагнитную постоянную времени якорной цепи

 ,

 

Определим коэффициент  СФ

 ,

Передаточную функцию тиристорного преобразователя представим в виде

 ,

где  ,

E_ТП – э.д.с. тиристорного преобразователя ,

U_{Y max} – максимальное напряжение управления на входе тиристорного преобразователя,

T_m - инерционность тиристорного преобразователя

Принимаем Т_μ=0,003

где , U_САР - напряжение в системе автоматического регулирования (в данном случае10 В),

Iн- номинальный ток привода,

 -коэффициент обратной связи по току

-коэффициент обратной связи по скорости (э.д.с.)

-коэффициент обратной связи по положению

Примем

с -постоянная времени фильтра

Синтез СПР

При синтезе САУ  используем общепринятое упрощение, заключающееся в пренебрежении влиянием внутренней обратной связи по противоЭДС двигателя. В этом случае структурная схема заданной части будет представлять собой последовательное соединение типовых звеньев и датчики обратных связей. Количество контуров регулирования следует выбрать равным количеству обратных связей.

Регулятор напряжения:

не компенсируемая постоянная времени.

, .

Регулятор тока:

Передаточную функцию напряжения урезаем до первого порядка:

Пусть

,                    

Регулятор скорости:

Передаточную функцию тока урезаем до первого порядка:

где

 

Из условия  находим  – делаем ее реализуемой.

11 Построение переходных процессов одного цикла работы электропривода

Кривая изменения скорости:

Верхний график – тахограмма работы привода, нижний – тахограмма построенная в п.7

Тахограмма третьего пропуска в увеличенном масштабе:

Кривая изменения момента:

     

Кривая изменения момента при третьем пропуске в увеличенном масштабе:

          

Кривая изменения тока:

         

 Кривая изменения тока при третьем пропуске в увеличенном масштабе:

        

График изменения угла поворота вала двигателя при отключенном РП:

   

График изменения угла поворота вала двигателя при включении РП :

                

График изменения скорости вала двигателя при включении РП после завершения цикла прокатки:

         

Фазовый портрет:

      

13 Уточненная проверка работоспособности электропривода по условиям перегрузки и нагревания двигателя

Найденный Mн при ПВ=60% не превышает Mн=4100 Нм, который допускается. Следовательно, рассматриваемый двигатель подходит по условиям перегрева.

Вычислим погрешность, вносимую  при приближенной оценке работоспособности:

погрешность при использовании метода эквивалентного тока.

 погрешность при использовании метода эквивалентного момента

Следовательно, можно сделать вывод, что погрешность при использовании метода эквивалентного тока меньше. И его использование предпочтительнее.

14. Оценка энергетической эффективности электропривода

Расчет коэффициента мощности привода за цикл.

За цикл происходит 5 перемещений. Определим углы управления при этих перемещениях. Для этого воспользуемся графиком напряжения на выходе ТП.

         

Найдем  значения коэффициента мощности при различных пропусках:

Следует отметить, что найденное  значения коэффициента мощности приближенное. Но оно позволяет сделать вывод о том, что привод работает с небольшим  коэффициентом мощности.

Очевидно, что  коэффициент мощности невысок из-за использования управляемого реверсивного

тиристорного преобразователя.

Построим график мощности P=UI за цикл:

        

График потерь Pп=I²R_a

 

 

        

График полной мощности P_полн=P-P_п

 

                

Приближенный оценка КПД привода: