Управление электроприводом

Автор: Пользователь скрыл имя, 14 Мая 2013 в 14:44, контрольная работа

Краткое описание

Выбор системы электропривода
Расчет силовой части преобразователя
Расчет основных параметров силовой цепи электропривода

Файлы: 1 файл

курсовик по упр электроприводу.docx

— 25.70 Кб (Скачать)

Исходные данные для проектирования

Тип двигателя: 2ПБ132LГУ4

Мощность на валу двигателя:

Номинальная скорость вращения:

Номинальное напряжение:

КПД   η = 0.85

Диапазон регулирования  D = 50:1

Привод реверсивный

Относительная погрешность  регулирования   δ = 5%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание:

  1. Выбор системы электропривода
  2. Расчет силовой части преобразователя
  3. Расчет основных параметров силовой цепи электропривода

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Технические данные двигателя 2ПБ132LГУ4.

Двигатель постоянного тока 2П, с высотой оси вращения 132 мм, с независимой вентиляцией от вентилятора постоянного тока.

Степень защиты от окружающей среды IP22, способ охлаждения ICO7.

LGN рассчитан на дополнительный режим работы S1.

Электропривод выполняет  две основные функции: электромеханическое преобразование энергии и управление техническим процессом установки. Для осуществления автоматического регулирования – предусматривается управление преобразователем и регулятором. Наиболее часто применяются электромеханические системы типа генератор – двигатель (Г-Д) и вентильное управление. Системы тиристорный или транзисторный преобразователь – двигатель (ТП –Д). В настоящее время широко применяются системы ТП-Д, основными достоинствами которых являются высокое быстродействие и высокий КПД. Недостатками ТП являются изменяющийся cosφ, равный примерно cosα.

Выбираем систему ТП –  Д

Привод должен удовлетворять  следующим условиям: диапазон регулирование 50:1, относительная погрешность 5%, привод должен быть реверсивным с мощностью двигателя 3,2 кВт. Всем этим требованиям удовлетворяет тиристорный преобразователь типа БТУ3601.

Тиристорный преобразователь БТУ3601 предназначен для регулирования скорости вращения как обычных двигателей постоянного тока с независимым возбуждением, так и высокомоментных электродвигателей.

Силовая часть преобразователь  состоит из двух трехфазных мостовых комплектов тиристоров, работающих по принципу раздельного управления. Подключение  преобразователя к силовой цепи в нашем случае осуществляется через  трансформатор.

Управление скоростью  вращения осуществляется двухконтурной  системой автоматического регулирования  с ПИ – регуляторами тока и скорости.

Для линеаризации регулировочной характеристики преобразователя в зонах прерывистого и непрерывного токов используется нелинейное звено с сигналом положительной обратной связи по ЭДС двигателя.

Для повышения термостабильности и увеличения диапазона регулирования электропривода применяется предварительный усилитель регулятора скорости, выполненный по схеме модулятор – усилитель – детектор - демодулятор.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Описание схемы  

Выходное напряжение регулятора скорости (РС) может плавно регулироваться, задавая установку на тока ограничения.

Узел зависимого от скорости токоограничения(УЗТ) – осуществляет дополнительное ограничение тока в функций скорости, регулятор тока (РТ) формирует напряжение, пропорциональное разности сигналов задания на ток и отрицательной обратной связи по току.

При переключении комплектов тиристоров В и Н, одновременно ключами В и Н производится изменение полярности датчика тока ДТ) для сохранения отрицательной обратной связи (ООС).

Нелинейное звено (НЗ) суммирует  , пропорциональное току двигателя и    с разными коэффициентами передачи ( по входу является нелинейным – зависимость обратная ТП в зоне прерывистого тока   и по входу   является постоянным).

Функциональный преобразователь  ЭДС двигателя (AGT) формирует , имеющую характеристику, близкую к арксинусной, т.е. обратную регулировочной характеристике ТП. Этим осуществляется приведение сигнала тахогенератора, пропорционального ЭДС двигателя, ко входу системы импульсно – фазового управления (СИФУ).

Разнополярное напряжение управления нелинейного звена преобразуется переключателем характеристик в однополярное. Т.е. в статическом режиме работы привода на управляющий орган СИФУ подается только отрицательная полярность напряжения, независимо от работающего комплекта тиристоров.

Управляющий орган СИФУ обеспечивает ограничение максимального и  минимального углов регулирования, установку начального угла.

СИФУ вырабатывает импульсы управления для тиристоров. Фазовый  сдвиг импульсов относительно силового напряжения на тиристорах пропорционален напряжению, поступающему на СИФУ от управляющего органа (УО).

Усилитель импульсов (УИ) согласует  по мощности выход СИФУ с импульсным трансформаторами. Кроме этого, на УИ происходит сдваивание импульсов.

Логическое устройство раздельного  управления служит для формирования сигналов кл. В и кл. Н, управляющих ключами В и Н в датчика тока, переключателе характеристик и цепи импульсных трансформаторов.

Командой для устройства логики (УЛ) на переключение комплектов являются изменение полярности сигнала , пропорционального напряжению  и коэффициенту передачи НЗ.

Контроль отсутствия тока через тиристоры осуществляется датчиком проводимости вентилей (ДПВ).

Для линеаризации регулировочной характеристики преобразователя в  зонах прерывистого и непрерывного токов используется нелинейное звено  с сигналом положительной обратной связи по ЭДС двигателя.

Для повышения термостабильности и увеличения диапазона регулирования электропривода применяется предварительный усилитель регулятора скорости, выполненный по схеме модулятор – усилитель – детектор - демодулятор.

Элемент И осуществляет логическое умножение блокировочных сигналов и имеет на выходе логический сигнал единичного уровня в тот промежуток времени, когда отсутствуют ток через тиристор и управляющий импульс на тиристоре.

При появлении команды  на переключение комплектов и наличие  комплектов на выходе элемента И сигнал единичного уровня УЛ формирует сигнал   нулевого уровня, который запускает элемент отчета выдержки времени. На период выдержки времени импульсные трансформаторы обоих комплектов находятся в отключенном состоянии, дополнительный сигнал   запрещает формирование импульсов в СИФУ. По истечению выдержки времени происходит подключение импульсных трансформаторов к заданному комплекту, одновременно сигналом разрешает формирование сигналов в системе импульсно – фазового управления (СИФУ).

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Расчет силовой части  преобразователя

2.1 Расчет и выбор трансформатора:

Трансформатор в управляемом вентильном электроприводе необходим для согласования напряжения в сети с напряжением в двигателе.

Фазное напряжение вторичной  обмотки трансформатора определяется выражением:

 

Где - номинальное напряжение двигателя, - коэффициент, устанавливающий зависимость между средневыпрямленным напряжением преобразователя и напряжением вторичной обмотки трансформатора, К1 =1.05 …1.1 – коэффициент запаса по напряжению в сети; К2 = 1.05 …..1.2 – коэффициент запаса по напряжению, учитывающий падение напряжения в вентиле, в обмотках трансформатора.

 

Коэффициент трансформации  трансформатора, токи фаз вторичной и первичной обмотки трансформатора определяется:

 

 

 

где  - номинальный ток двигателя; коэффициенты С, b – приведены в [ ] таблице 1 для мостовой схемы, следовательно:

 

 

 

 

 

 

Типовая мощность трансформатора:

 

Приведенное к вторичной  обмотке активное сопротивление  одной фазы трансформатора:

 

Индуктивное сопротивление  трансформатора:

 

Реактивное сопротивление  одной фазы трансформатора приведенного к вторичной обмотке:

 

где  - напряжение короткого замыкания трансформатора. Так, как в справочнике нет трансформатора с требуемыми параметрами, то оформляем заявку на завод изготовитель и в дальнейших расчетах принимаем рассчитанные значения.

 

 

 

 

 

 

2.2 Расчет и выбор тиристоров

Выбор и проверка тиристоров, принятых к установке в преобразователе, производятся по трем параметрам: по среднему току, максимальному амплитудному значению напряжения на тиристоре и ударному току внутреннего короткого замыкания.

Среднее значение тока, протекающего через тиристор:

 

Значение тока приведенное к классификационным параметрам тиристоров:

 

 

 

 

Максимальное амплитудное  напряжение на тиристоре:

 

 

 

Для нахождения ударного тока внутреннего короткого замыкания  определяется амплитуда базового тока:

 

 

В справочнике выбираем тиристор типа:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3 Расчет и выбор катодного  дросселя

Пульсация выпрямленного  тока существенно ухудшает режим  коммутации и в двигателе увеличивают  его нагрев. Амплитуда пульсации  тока зависит от амплитудных значений гармонических составляющих выпрямленного  напряжения.

Амплитудные значения гармонических  составляющих выпрямленного напряжения    зависит от среднего значения угла регулирования α и определяются следующим выражением:


Информация о работе Управление электроприводом