Курсовая работа: Разработка электропривода прошивного стана трубопрокатного агрегата

;

;

Результаты расчетов и графики находятся в приложении А.

Скорость двигателя для угла управления  будет равна:

; (5.28)

;

;

Результаты расчетов и графики находятся так же в приложении А.

Зону прерывистых токов рассчитаем так же по точкам. Зададимся 10-ю значениями . Значения углов занесены в массив Расчеты будут производится для тех же двух углов управления, что и предыдущие. Тогда ток, момент и скорость двигателя в зоне прерывистых токов будут равны:

; (5.29)

;

; (5.30)

; (5.31)

;

Результаты расчетов и графики находятся так же в приложении А.

Характеристики замкнутой системы будут абсолютно жесткие, что будет показано далее.

Говоря по-хорошему, сопротивление  в режиме прерывистых токов меньше сопротивления в режиме непрерывных токов на величину сопротивления коммутации. Однако, в этом случае будет разрыв характеристик в граничной точке. Так же, если говорить точнее, то сопротивление коммутации изменяется с изменением тока нагрузки так же как и эквивалентное сопротивление щеточного контакта. Тогда в режиме непрерывных токов с уменьшение тока нагрузки и становится равным нулю при граничном токе. Однако в этом случае двигатель механическая характеристика двигателя в режиме непрерывных токов становится нелинейной. Следовательно, оставим сопротивления  одинаковым в режиме прерывистых и непрерывных токов.

6. Расчет переходных процессов в электроприводе за цикл работы

6.1 Обоснование перехода к одно-массовой расчетной схеме

Приведение расчетной схемы к двух-массовой приведено в подразделе 1.3 рисунок 1.5 Найдем собственную частоту колебаний двух-массовой расчетной схемы:

 кг*м2; (6.1)

 кг*м2; (6.2)

 с-1; (6.3)

Основанием для перехода к одно-массовой расчетной схеме сводится к нижеследующему неравенству:

; (6.4)

Настройку внутреннего контура тока будем производить на модульный оптимум, а внешнего контора скорости- на симметричный в связи с потребностью получения абсолютно жестких характеристик. Из курса ТАУ известно, что ЛАЧХ разомкнутого контура скорости при настройке на симметричный оптимум имеет вид, как показано на рисунке 6.1.

Рисунок 6.1- ЛАЧХ разомкнутого контура скорости

Коэффициент  для этого случая равен:

. , это

будет показано позднее. Нетрудно определить путем элементарных математических преобразований желаемую частоту среза.

 с-1;

Условие перехода к одно-массовой расчетной схеме выполняется.

;

;

Тогда приведенный момент инерции равен:

 кг*м2; (6.5).

6.2 Расчет регуляторов и параметров структурной схемы

В данном конкретном случае система подчиненного регулирования состоит из двух контуров: контура скорости и контура тока. Запишем систему дифференциальных уравнений в операторной форме для двигателя постоянного тока с независимым возбуждением при регулировании напряжения по обмотке якоря.

 (6.6)

Тогда передаточные функции элементов схемы примут вид:

; ; (6.7)

;

,

где−передаточная функция блока электрической части структурной схемы;

− передаточная функция блока электромеханической части структурной схемы;

− передаточная функция блока механической части структурной схемы;

−передаточная функция, учитывающая влияние внутренней обратной связи двигателя по противо-ЭДС.

При синтезе регуляторов пренебрегаем внутренней электромеханической обратной связью двигателя. Структурная схема контура тока изображена на рисунке 6.2.

Контур тока будем настраивать на модульный оптимум согласно методике, изложенной в курсе ТАУ. В виде малой некомпенсируемой постоянной времени выбираем постоянную времени тиристорного преобразователя .

Так как настройка производится на модульный оптимум, то передаточная функция регулятора тока в общем случае будет иметь следующий вид:

, (6.8)

где−коэффициент демпфирования контура тока;

−передаточная функция объекта компенсации:

, (6.9)

где−передаточная функция разомкнутого контура тока без учета регулятора тока;

;

;

;

; (6.10)

Таким образом, очевидно, что регулятор тока представляет собой пропорционально интегрирующий (ПИ) регулятор.

Передаточная функция замкнутого контура тока имеет следующий вид:

; (6.11)

Настройку регулятора скорости будем производить по симметричному оптимуму. Контур, настроенный по симметричному оптимуму, исходя из теории, изначально является двукратно замкнутым, причем "первый" контур настраивается по модульному оптимуму. Следовательно, вначале следует провести оптимизацию контура скорости по модульному оптимуму. Структурная схема контура скорости для этого случая представлена на рисунке 6.3.

Рисунок 6.3−Контур скорости с настройкой по модульному оптимуму

Статический момент нагрузки учитываться не будет, так как  и на динамику влияния оказывать не будет.

Исходя из структурной схемы, передаточная функция объекта компенсации имеет следующий вид:

; (6.12)

Передаточная функция регулятора скорости, настроенного по модульному оптимуму, имеет следующий вид:

; (6.13)

, (6.14)

где−коэффициент демпфирования контура скорости.

Для получения симметричного оптимума сделаем систему двукратно замкнутой, добавив дополнительное звено  в прямую цепь, где −коэффициент демпфирования контура скорости при настройке по симметричному оптимуму.

Полученная структурная схема изначально имеет вид, изображенный на рисунке 6.4.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9