Разработка системы управления электроприводом

Введение

 

Электроприводы играют в настоящее время важную роль при решении задач автоматизации во всех отраслях народного хозяйства. Их технические параметры существенно влияют на качество и надёжность автоматизированных технологических процессов.

Развитие силовой электроники и микроэлектроники оказало плодотворное влияние на разработки в области электропривода и автоматики. Современный автоматизированный электропривод включает в себя системы управления и регулирования с высоким уровнем организации и одновременно сам является подсистемой в иерархической структуре автоматизации.

Возросшие требования к скорости и точности, выполняемых электроприводом движений, необходимость обеспечить взаимную связь одновременных движений нескольких рабочих органов машины или ряда агрегатов технологической цепи при оптимальных показателях и заданных ограничениях существенно усложнили функции управления электроприводом.

1. Определение структуры и параметров объекта управления

 

В состав объекта управления входят широтно-импульсные преобразователи и двигатель постоянного тока 4ПФ112L – 3,55кВт – 425 мин ^–1 с параметрами:

–  номинальная мощность  кВт,

–  номинальный ток якоря  А,

–  КПД ,

–  номинальная частота вращения  мин ^–1,

–  напряжение в якорной цепи  В,

–  напряжение в обмотке возбуждения  В,

–  момент инерции на валу двигателя кг×м²,

–  номинальный момент  Н×м,

–  номинальный ток возбуждения  А.

Двигатель типа 4ПФ предназначен для привода механизма главного движения станков с ЧПУ, гибких производственных систем и роботизированных производственных комплексов. Двигатель поставляется со встроенными тахогенераторами типа ТП80-20-0,2 и датчиками тепловой защиты – терморезистором типа СТ 14-1Б. Двигатель выдерживает нагрузку по току при номинальной частоте вращения  в течении  и  в течении ; при максимальной частоте вращения –  в течении . [2]

Суммарный момент инерции, приведённый к валу двигателя:

 кг×м²

Сопротивление якорной обмотки:

 [4]

 тогда  Ом

Постоянная двигателя

 В×с

где  В×с/Вб

тогда

Вб

Номинальная угловая скорость вращения:

 с ^–1

Максимальная скорость вращения:

 с^–1

Индуктивность рассеяния якорной цепи двигателя вычислим по приближённой формуле Уманского-Линвилля: [1]

 Гн = мГн [1]

 

Учитывая индуктивность трансформатора и сглаживающих дросселей, полная индуктивность

 Гн

Электромагнитная постоянная времени:

 с

Максимальный момент при максимальной скорости и номинальном потоке:

 Н×м

Определим во сколько раз можно уменьшить поток, чтобы момент развиваемый двигателем не снизился меньше чем  Н×м

С учётом запаса зададимся максимальным снижением потока в 2 раза, тогда:

 Н×м

Тогда максимально возможная скорость:

 с^–1

Принимаем  с^-1

Найдём количество витков в обмотке возбуждения:

Сопротивление цепи возбуждения:

 Ом