Всё сдал! - помощь студентам онлайн Всё сдал! - помощь студентам онлайн

Реальная база готовых
студенческих работ

Узнайте стоимость индивидуальной работы!

Вы нашли то, что искали?

Вы нашли то, что искали?

Да, спасибо!

0%

Нет, пока не нашел

0%

Узнайте стоимость индивидуальной работы

это быстро и бесплатно

Получите скидку

Оформите заказ сейчас и получите скидку 100 руб.!


Разработка системы управления двигателя постоянного тока

Тип Реферат
Предмет Физика
Просмотров
1385
Размер файла
435 б
Поделиться

Ознакомительный фрагмент работы:

Разработка системы управления двигателя постоянного тока

Содержание

Введение…………………………….…………………………………..................2

1. Определение параметров и структуры объекта управления.….…………….3

2. Разработка алгоритма управления и расчёт параметров устройств управления……………………………………………………………………...…7

3. Моделирование процессов управления, определение и оценка показателей качества…………………………………………………………………………..16

4. Разработка принципиальной электрической схемы и выбор её элементов.23

Список литературы.………………………………………….………………..…39


Введение

На современном этапе, характеризующемся приоритетным развитием машиностроения и автоматизации производства, автоматизированный электропривод сформировался как самостоятельное научное направление, в значительной степени определяющее прогресс в области техники и технологии, связанных с механическим движением, получаемым путем преобразования электрической энергии. Этим объясняется большой интерес специалистов к новым разработкам в данной отрасли техники и к ее научным проблемам.

Четко определился объект научного направления – система, отвечающая за управляемое электромеханическое преобразование энергии и включающая два взаимодействующих канала – силовой, состоящий из участка электрической сети, электрического, электромеханического, механического преобразователей, технологического рабочего органа, и информационный канал. В рамках данного курсового проекта рассматривается разработка информационного канала.


1. Определение параметров и структуры объекта управления

В состав объекта управления входит двигатель постоянного тока независимого возбуждения с параметрами по табл. 10.11 [1, стр. 277]:

- номинальная мощность,
- номинальное напряжение питания обмотки возбуждения и якорной цепи,
- КПД,
- номинальная частота вращения,
- максимальная частота вращения,
- сопротивление обмотки якоря,
- сопротивление добавочных полюсов,
- индуктивность обмотки якоря,
- сопротивление обмотки возбуждения,
- момент инерции якоря.
- число пар полюсов.
- коэффициент инерционности механизма.

Данный ЭД предназначен для работы в широкорегулируемых электроприводах, соответствует , имеет защищенное исполнение, с независимой вентиляцией (асинхронный двигатель ).

Номинальная угловая скорость вращения


Максимальная угловая скорость вращения:

Номинальный ток якоря:

Суммарное сопротивление якорной цепи:

Произведение постоянной машины на номинальный поток:

Постоянная времени якорной цепи:

Номинальный момент:

Номинальный ток обмотки возбуждения:


Исходя из высоты оси вращения по табл. 1 [2, стр. 5]:

По рис. 4 [2, стр. 10]:

По рис. 2б [2, стр. 8]:

По табл. 2 [2, стр. 9] для класса изоляции :

По табл. 3 [2, стр. 10] для :

Окончательно получим:

По рис. 3 [2, стр. 9]:

Полюсное деление равно:

Число витков обмотки возбуждения [2, стр. 27]:

Номинальный магнитный поток:

Постоянная машины:

Коэффициент рассеяния [3, стр. 38]:

Индуктивность обмотки возбуждения:

Постоянная времени обмотки возбуждения:

Постоянная времени обмотки возбуждения:

Суммарный момент инерции механизма:

Так же объёкт управления содержит возбуждения и напряжения якоря, частота коммутации которых:

Постоянная времени преобразователей равна:

Так как и представим преобразователи в виде пропорциональных звеньев, откуда с учетом диапазона стандартных управляющих сигналов () имеем и максимальной скважности () получим:

2. Разработка алгоритма управления и расчёт параметров устройств управления

Объект управления описывается следующими уравнениями [3, стр.38-39]:

Выберем двухконтурную систему управления скорости с внутренним контуром потока (рис. 1).

Рис. 1. Двухконтурная система регулирования скорости.


Универсальная кривая намагничивания представлена на рис. 3.

Так как регулирование происходит изменением потока, минимальный поток будет при максимальной скорости:

Минимальный ток возбуждения (по рис. 3):

Рис. 3. Универсальная кривая намагничивания.

При этом коэффициент линеаризации кривой намагничивания лежит в диапазоне:


Максимальная постоянная времени потока:

Коэффициент форсирования тока возбуждения [4, стр. 559]:

Малая постоянная времени:

Желаемая передаточная функция замкнутого контура потока:

Желаемая передаточная функция разомкнутого контура потока:

Передаточная функция разомкнутого контура потока:

Коэффициент обратной связи по потоку:


Передаточная функция регулятора потока:

где

Коэффициент подлежит определению непрерывно, для чего контур потока будет модифицирован (рис. 4.).

Рис. 4. Модифицированный контур регулирования потока.


Коэффициент обратной связи по скорости:

Коэффициент обратной связи ЭДС:

Коэффициент обратной связи по току возбуждения:

Коэффициент нормализации

С учётом этого:

Внешний контур скорости представлен на рис. 5.


Рис. 5. Контур регулирования скорости.

Желаемая передаточная функция разомкнутого контура скорости:

Передаточная функция разомкнутого контура скорости:

Передаточная функция регулятора скорости

где

Так как нагрузка с постоянной мощностью изменяет знак и коэффициент подлежит определению непрерывно контур скорости также будет модифицирован (рис. 6.).


Рис. 6. Модифицированный контур регулирования скорости.

Коэффициент обратной связи по току якоря:

Отсюда следует:

Передаточная функция контура компенсирующего влияние нагрузки:

Коэффициент задания мощности нагрузки:


Откуда (с учётом принятых выше коэффициентов) имеем:

где

Структура системы управления стабилизатором напряжения в цепи якоря приведена на рис. 7.

Рис. 7. Контур управления напряжением якоря.

Здесь:

Структурная схема всей системы управления и объекта приведена на рис. 8.


Рис. 8. Структурная схема системы управления и объекта.


3. Моделирование процессов управления, определение и оценка показателей качества

Модель объекта и системы управления в комплексе представлена на рис. 9.

Моделирование будем проводить по нижеследующему алгоритму:

Пуск на номинальную скорость -

максимальный скачёк задания -, (рис. 10 – рис. 14)

Проверка отработки задания

(рис. 15 – рис. 10)



Рис. 9. Модель объекта и систему управления.


Рис. 10. Зависимость от времени.

Рис. 11. Зависимость и от времени.


Рис. 12. Зависимость и от времени.

Рис. 13. Зависимость и от времени.


Рис. 14. Зависимость от времени.

Рис. 15. Зависимость от времени.


Рис. 16. Зависимость и от времени.

Рис. 17. Зависимость от времени.


Рис. 18. Зависимость и от времени.

Рис. 19. Зависимость от времени.

Для технического оптимума:

-перерегулирование составляет:

-время нарастания:

По результатам моделирования:

-перерегулирование составляет:

-время нарастания:

Статическая ошибка отсутствует.

Отсюда можно сделать вывод:

динамика и статика спроектированной системы полностью удовлетворяет требованиям технического задания.

4. Разработка принципиальной электрической схемы и выбор её элементов

Обратная связь по скорости.


Рис. 20. Обратная связь по скорости.

Схема обратной связи по скорости представлена на рис. 20, здесь:

-фильтр коллекторных пульсаций тахогенератора с :

- ,

-

-цепь защиты от обрыва обратной связи:

- с параметрами

- максимальный прямой ток,

- прямое напряжение,

- максимальное обратное напряжение,

- ёмкость диода,

- максимальная рабочая частота;

-тахогенератор встроенный в двигатель:


-коэффициент усиления схемы:

,

,

- ,

;

-усилительный элемент:

- с параметрами

- напряжение питания,

- максимальное выходное напряжение,

- входной ток,

- коэффициент нарастания напряжения,

- коэффициент усиления по напряжению,

- максимальная рабочая частота;

-фильтр пульсаций напряжения питания усилителя:

- ,

Обратная связь по току якоря.


Рис. 21. Обратная связь по току якоря.

Схема обратной связи по току якоря представлена на рис. 21, здесь:

-фильтр пульсаций с :

- ,

- ;

-датчик тока:

- с параметрами :

- номинальный входной ток,

- напряжение питания,

- сопротивление нагрузки,

- коэффициент датчика тока;

-коэффициент усиления схемы:

- ,

-,

-усилительный элемент: -;

-фильтр пульсаций напряжения питания усилителя: - .

Обратная связь по току возбуждения.

Рис. 22. Обратная связь по току возбуждения.

Схема обратной связи по току возбуждения представлена на рис. 22, здесь:

-фильтр пульсаций с :

- ,

- ;


-датчик тока:

- с параметрами

- номинальный входной ток,

- напряжение питания,

- сопротивление нагрузки,

- коэффициент датчика тока;

-коэффициент усиления схемы:

,

- ,

,

-усилительный элемент: -;

-фильтр пульсаций напряжения питания усилителя: - .

Обратная связь по ЭДС.


Рис. 23. Обратная связь по ЭДС.

Схема обратной связи по ЭДС представлена на рис. 23, здесь:

-фильтр пульсаций с :

- ,

- ;

-датчик напряжения:

- с параметрами :

- номинальный входной ток,

- напряжение питания,

- сопротивление нагрузки,

- коэффициент датчика напряжения;

-коэффициент усиления схемы:

- ,

-,

-,

-усилительный элемент: -;

-фильтр пульсаций напряжения питания усилителя: -

Обратная связь по потоку.


Рис. 24. Обратная связь по потоку.

Схема обратной связи по потоку представлена на рис. 24, здесь:

-коэффициент усиления схемы:

,

- ,

- ,

-,

-;

-защита от отрицательного напряжения: -

-ограничение :

- с параметрами:

- напряжение стабилизации,

- ток стабилизации;

- с параметрами:

- напряжение стабилизации,

- ток стабилизации;

-;

-

-перемножитель напряжения: - с параметрами:

- напряжение питания,

- максимальное выходное напряжение,

- входной ток,

- коэффициент нарастания напряжения,

- коэффициент умножения,

- максимальная рабочая частота;

-усилительный элемент: -;

-фильтр пульсаций напряжения питания: - .

Модульная функция.


Рис. 24. Модульная функция.

Схема модульной функции представлена на рис. 24, здесь:

-сопротивления: -;

-усилительный элемент: -;

-фильтр пульсаций напряжения питания усилителя: - .

Регулятор скорости.

Рис. 25. Регулятор скорости.

Схема регулятора скорости представлена на рис. 25, здесь:

-компенсация нагрузки:

- ,

-,

-,

,

-

,

-

,

-

,

-;

-усилительный элемент: -

-перемножитель напряжения: - с параметрами

-ограничение сигналов:

-,

- ,

-

-фильтр пульсаций напряжения питания усилителя: -

Регулятор потока.

Рис. 26. Регулятор потока.

Схема регулятора потока представлена на рис. 26, здесь:

-компенсация нагрузки:

- ,

- ,

-,

-

,

-

-усилительный элемент: -;

-перемножитель напряжения: - ;

-ограничение сигналов: -;

-фильтр пульсаций напряжения питания усилителя: - .

Управление стабилизатором напряжения якоря.

Рис. 27. Управление стабилизатором напряжения якоря.

Схема управление стабилизатором напряжения якоря представлена на рис. 27, здесь:

- ,

-,

-,

-,

Реле защиты.


Рис. 28. Реле защиты.

Схема реле защиты представлена на рис. 28, здесь:

-,

-,

-,

-


Список литературы

1. Справочник по электрическим машинам: В 2 т./ Под общ. Ред. И. П. Копылова и Б. К. Клокова. Т. 1. – М.: Энегроатомиздат, 1988, - 456 с.

2. Заборщикова А. В., Мельников В. И. «Двигатели постоянного тока для автоматизированного электропривода»: Учебное пособие. – СПб: Петербургский гос. ун-т путей сообщ., 1994. – 84 с.

3. Башарин А. В., Новиков В. А., Соколовский Г. Г. «Управление электроприводами» : Учебное пособие для вузов. – Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. Отд-ние, 1982. – 392 с., ил.

4. Ключев В. И. «Теория электропривода»: Учеб. Для вузов. – 2-е изд. Перераб. И доп. – М.: Энегроатомиздат, 2001. – 704 с.: ил

5. Герман-Галкин С. Г. И др. Цифровые электроприводы с транзисторными преобразователями. - Л.: Энергоатомиздат. Ленинградское отделение, 1986.–246 с.

4. Справочник разработчика и конструктора РЭА. Элементная база : В 2 кн. / Масленников М. Ю., Соболева Е. А и др. – М.: Б. И., 1996.-157-300с.

5. Операционные усилители и компараторы. – М.: Издательский дом «ДОДЭКА ХХI», 2002.-560 с.

. Бурков А. Т. Электронная техника и преобразователи: Учеб. Для вузов ж.–д. трансп. – М.: Транспорт, 1999.-464 с.

6. Александров К. К., Кузьмина Е. Г. Электротехнические чертежи и схемы. – М.: Энергоатомиздат, 1990.-288с.


Нет нужной работы в каталоге?

Сделайте индивидуальный заказ на нашем сервисе. Там эксперты помогают с учебой без посредников Разместите задание – сайт бесплатно отправит его исполнителя, и они предложат цены.

Цены ниже, чем в агентствах и у конкурентов

Вы работаете с экспертами напрямую. Поэтому стоимость работ приятно вас удивит

Бесплатные доработки и консультации

Исполнитель внесет нужные правки в работу по вашему требованию без доплат. Корректировки в максимально короткие сроки

Гарантируем возврат

Если работа вас не устроит – мы вернем 100% суммы заказа

Техподдержка 7 дней в неделю

Наши менеджеры всегда на связи и оперативно решат любую проблему

Строгий отбор экспертов

К работе допускаются только проверенные специалисты с высшим образованием. Проверяем диплом на оценки «хорошо» и «отлично»

1 000 +
Новых работ ежедневно
computer

Требуются доработки?
Они включены в стоимость работы

Работы выполняют эксперты в своём деле. Они ценят свою репутацию, поэтому результат выполненной работы гарантирован

avatar
Математика
История
Экономика
icon
143185
рейтинг
icon
3071
работ сдано
icon
1329
отзывов
avatar
Математика
Физика
История
icon
140650
рейтинг
icon
5850
работ сдано
icon
2647
отзывов
avatar
Химия
Экономика
Биология
icon
94648
рейтинг
icon
2019
работ сдано
icon
1266
отзывов
avatar
Высшая математика
Информатика
Геодезия
icon
62710
рейтинг
icon
1046
работ сдано
icon
598
отзывов
Отзывы студентов о нашей работе
52 997 оценок star star star star star
среднее 4.9 из 5
Новосибирский Государственный Педагогический Университет
Успешное исполнение поставленной задачи. Как заявлено, так и сделано. Рекомендую данного с...
star star star star star
НГПУ им. Минина
Евгения, спасибо огромное! Работа выполнена на высшем уровне, очень качественно и грамотно...
star star star star star
Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет
Выполнено быстро, качественно, преподаватель оценил по высшему баллу. Рекомендую.
star star star star star

Последние размещённые задания

Ежедневно эксперты готовы работать над 1000 заданиями. Контролируйте процесс написания работы в режиме онлайн

Введение 1. Изучение государственного (муниципального) органа власти...

Отчет по практике, государственное и муниципальное управление

Срок сдачи к 2 июня

1 минуту назад
2 минуты назад
2 минуты назад

нужно решить только 1 задачу, которую скажет...

Решение задач, Налоги и налогообложение

Срок сдачи к 29 мая

3 минуты назад
4 минуты назад

водоснабжение и водоотведение

Курсовая, водоснабжение и водоотведение

Срок сдачи к 2 июня

4 минуты назад

написать курсовую работу по социальной работе с детьми с ограниченными...

Решение задач, социальная работа

Срок сдачи к 29 июня

5 минут назад

Мода в ссср

Эссе, история россии

Срок сдачи к 30 мая

6 минут назад

В программе AnyLogic решить: В системе передачи данных производится...

Лабораторная, Моделирование систем

Срок сдачи к 1 июня

6 минут назад

нужна только 1 часть из 6 часть №3

Диплом, мдк

Срок сдачи к 31 мая

7 минут назад

Реферат

Реферат, Учёт и контроль технологических процессов, строительство

Срок сдачи к 3 июня

8 минут назад

Требуется выполнить чертёж в приложении "Компас 3D"

Чертеж, начертательная геометрия и инженерная графика

Срок сдачи к 29 мая

8 минут назад

Срочно! Контрольная

Контрольная, Строительная механика

Срок сдачи к 29 мая

8 минут назад

Решить 15 вариант из сборника (с объяснениями решения: указаны формулы

Решение задач, Математика и статистика

Срок сдачи к 30 мая

11 минут назад

Назначение элементов

Диплом, машиностроение

Срок сдачи к 29 мая

11 минут назад

написать курсовую работу на тему "Инвестиции как источник...

Курсовая, Макроэкономика

Срок сдачи к 31 мая

11 минут назад

Решить лабораторную по физике.

Лабораторная, Физика

Срок сдачи к 1 июня

11 минут назад

Диктемный анализ

Другое, Английский язык

Срок сдачи к 31 мая

11 минут назад
planes planes
Закажи индивидуальную работу за 1 минуту!

Размещенные на сайт контрольные, курсовые и иные категории работ (далее — Работы) и их содержимое предназначены исключительно для ознакомления, без целей коммерческого использования. Все права в отношении Работ и их содержимого принадлежат их законным правообладателям. Любое их использование возможно лишь с согласия законных правообладателей. Администрация сайта не несет ответственности за возможный вред и/или убытки, возникшие в связи с использованием Работ и их содержимого.

«Всё сдал!» — безопасный онлайн-сервис с проверенными экспертами

Используя «Свежую базу РГСР», вы принимаете пользовательское соглашение
и политику обработки персональных данных
Сайт работает по московскому времени:

Вход
Регистрация или
Не нашли, что искали?

Заполните форму и узнайте цену на индивидуальную работу!

Файлы (при наличии)

    это быстро и бесплатно