допущення:
1) розмагнічуюче дію реакції якоря вважається скомпенсованого;
2) індуктивність і опір якірного ланцюга є постійними величинами;
3) магнітний потік лінійно залежить від сили, що намагнічує.
Для побудови структурної схеми двигуна пишемо систему диференціальних рівнянь в операторному вигляді:
В
де E тп (p) - зображення ЕРС тиристорного перетворювача;
Е дв (p) - зображення проти-ЕРС двигуна;
I я (p) - зображення струму якоря;
r я.ц. - сумарний опір якірного ланцюга;
Т я.ц. - сумарна постійна часу якірного ланцюга;
С - конструктивний коефіцієнт двигуна;
W (p) - зображення швидкості обертання електродвигуна;
М дв (p) - зображення моменту розвивається двигуном;
М з (p) - зображення моменту сил статичних опорів;
J S - сумарний момент інерції приводу, приведений до валу двигуна.
Структурні схеми регуляторів представимо у вигляді Wрт і Wдс, які при налаштуванні контурів будуть визначені.
Датчики струму і швидкості представлені у вигляді КДТ і КДС.
Структурна схема приводу наведена в пріложеніі____
У даній структурної схемою врахуємо нелінійності регуляторів і тиристорного перетворювача. Обмеження на нелінійності тиристорного перетворювача В± Еdo. p> Статична механічні характеристики замкнутої системи абсолютно жорсткі.
У статиці uзт і Uост рівні, отже:
(6.16)
Налаштування контура струму на модульний оптимум:
Постійна часу якірного ланцюга:
(6.17)
Т.к. , То в якості некомпенсовані постійної часу приймаємо == 0,0017 (с). p> Крім того дослідженнями встановлено, що О.С. по ЕРС не суттєво ускладнює структуру регуляторів. Тому при виведенні регуляторів враховуватися не буде. p> У даному випадку об'єкт компенсації являє собою апериодическое ланка з
,
тому повинен бути використаний пропорційно-інтегральний (ПІ) регулятор.
(6.18)
(6.19)
Перетворимо отримане вираз:
(6.20)
Налаштування контуру швидкості на симетричний оптимум:
Для настройки контуру швидкості звернемо внутрішній контур струму в одну ланку:
(6.21)
При налаштуванні контуру швидкості можна знехтувати старшими ступенями:
(6.22)
Необхідно умовно відкинути зовнішні впливи, а також розірвати зворотний зв'язок. Запишемо передавальну функцію для розімкнутого контуру швидкості:
(6.23)
Запишемо передавальну функцію контуру струму, налаштованого на симетричний оптимум, причому
(6.24)
Прирівняємо вираження (6.24) і (6.25):
(6.25)
З виразу (6.25) знаходимо з урахуванням того, що.
(6.26)
Для отримання меншого перерегулювання на вхід системи ставимо фільтр:
(6.27)
Математична модель приводу в середовищі Matlab наведені в пріложеніі___
Визначаємо параметри системи:
(с)
В
(Ом)
(В/рад/с)
(Н * м/А)
В В В
Швидкість прокатки задаються автоматично:
В
(В); (В); (В); (В)
Для забезпечення такого завдання швидкості на вхід системи ставлять програматор.
Тахограми завдання швидкості - у додатку. Наброс моменту здійснюється через 1с після подачі відповідного сигналу завдання швидкості.
7. Перевірка правильності розрахунку потужності і остаточний вибір двигуна
За результатами розрахунку перехідних процесів за цикл роботи можна розрахувати еквівалентний струм і отже перевірити правильність вибору електродвигуна. Еквівалентний струм розраховується за наступною формулою:
(7.1)
Тоді:
(А)
Перевіримо правильність вибору двигуна за коефіцієнтом завантаження:
(7.2)
Звідки:
В
Двигун завантажений на 87,4%, що свідчить про правильність його вибору.
8. Розробка схеми електричної принципової
Розробка схеми силових ланцюгів
Управління випрямляча (UZ1) підключається до промислової мережі змінного струму, через автоматичний вимикач (QF1) за допомогою магнітного пускача КМ1. Випрямлені напруги і струм з виходу перетворювача подаються на двигун постійного струму М1. З метою зменшення пульсації струму і розширення зони комутації двигуна в ланцюг навантаження включено два згладжуючих дроселів (Lдр). Обмотка збудження двигуна управляється за допомогою тиристорного перетворювача (UZ2). Необхідний струм збудження встановлюється реостатом RP1.
Керований випрямляч UZ1 здійснює управління приводу. До його складу входить: трансформатор, згладжує реактор, шунт, запобіжники, система управ...
