Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Розробити САК транспортним засобам з максимальною для заданої конфігурації швидкодією за системою ТПЧ-АД.
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Інститут енергетики і систем керування
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2011
Тип роботи:
Курсова робота
Предмет:
Системи керування електроприводами транспортних засобів
Група:
ЕКТ-41
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Міністерство освіти і науки України
Національний університет “ Львівська політехніка ”
Інститут енергетики та систем керування
Курсовий проект
З предмету:
Системи керування електроприводами ТЗ
На тему:
“Розробити САК транспортним засобам з максимальною для заданої конфігурації швидкодією за системою ТПЧ-АД”
Виконав:
студент гр. ЕКТ-41
Прийняв:
Щур І.З.
ЛЬВІВ 2011
Завдання: розробити САК транспортним засобом з максимальною для заданої конфігурації швидкодією.
Структура пояснювальної записки:
Розроблення силової схеми з’єднаннь та функціональної схеми автоматичного керування.
Розрахунок і вибір елементів силового кола.
Вибір раціонального способу електричного гальмування та засобів для його реалізації.
Розрахунок і вибір засобів захисту.
Розрахунок параметрів і характеристик силового перетворювача.
Вибір системи імпульсного керування та опис її роботи.
Вибір задавачів та пристрою завдання.
Розроблення та опис повної структурної схеми САК.
Розрахунок параметрів передавальних функцій незмінної частини САР.
Синтез регуляторів і коректуючих пристроїв.
Розрахунок і побудова статичних характеристик привода.
1)Розроблення функціональної схеми автоматичного керування.
Рис.1. Функціональна схема асинхронного частотно – керованого електроприводу.
Вихідні дані:
Тип
двигуна
Мережа
живлення
Технічна реалізація регулюван.
Структура САР
МТ-52-8
Контактна
постійного струму
Тиристорний ШІП
Тиристорний АІН
Одно контурна САР
швидкості
відсічка за струмом
2). Розрахунок і вибір елементів силового кола.
Елементи, що входять в силове коло цієї системи – це LC-фільтр на конденсаторі С10 та котушці індуктивності L6
Розрахунок LC-фільтра L6-C10:
Формули для знаходження параметрів конденсатора та котушки індуктивності:
;
;
Розрахунок максимального струму двигуна М Т-52-8:
;
Напруга контактної мережі постійної напруги живлення Ud=600[B].
Частота струму у якірному колі двигуна визначається з умови максимальної частоти роботи тиристорного перетворювача, оскільки живлення системи відбувається від контактної мережі постійного струму. В даному випадку частота fw становитиме 400 Гц.
Величина q1=0,02
S – коефіцієнт згладжування, приймаємо його максимальне значення S=12 для максимального згладження збурень зі сторони живлення від контактної мережі постійного струму напругою 250В.
Фазність схеми m на схемі постійного струму приймаємо 8, виходячи з максимальної частоти комутації широтно-імпульсного перетворювача на тиристорах.
Врахувавши значення даних величин, можемо розрахувати значення ємності та індуктивності LC-фільтра:
;
;
3). Вибір раціонального способу електричного гальмування та засобів його реалізації.
Гальмування здійснюватиметься за допомогою ШІП. При закриванні всіх тиристорів ШІП двигун буде гальмувати. Протікання зворотних струмів при цьому, ми забезпечили за допомогою діодів VD13 та VD14, увімкнутих зустрічно-паралельно до основних тиристорів VS9 та VS7 широтно-імпульсного перетворювача.
4).Розрахунок і вибір засобів захисту
Призначення струмового захисту перетворювача зменшувати час дії аварійних струмів і обмежити їх величину і швидкість наростання.
У сучасних транзисторах перетворювачах на струми до 1000 А і напругу до 1000 В для захисту від зовнішніх к.з. застосовуються повітряні автоматичні вимикачі, що встановлюються в колі як постійного, так і змінного струму. Для захисту транзисторів від внутрішніх к.з. застосовуються швидкодіючі запобіжники, що включаються послідовно із кожним транзисторів, особливо при їх паралельному з"єднанні.Також транзисторах встановлюється спеціальні пристрої -- драйвера.Їх функція:
-Формувати траєкторію відкривання і закривання транзистора;
-Гальванічна розв"язка кіл керування від силового кола;
-Захист від коротких замикань і перевантажень за струмом;
Струмовий захист
Вибираємо автомат який призначений для захисту електроустановок при коротких замиканнях, перевантаженнях та недопустимих пониженнях напруги; застосовується у колах постійного струму частотою f = 50-60 Гц і напругою до 1000 В.
TERASAKI
TemBreak XS 1250NE
Inom=1000(A)
Urob=690(B)
5). Розрахунок параметрів і характеристик силового перетворювача.
Вибір тиристорів здійснюємо виходячи з максимального струму 257А та напруги контактної мережі постійного струму 600В.
Модель тиристорів:T271
ITAVM=270;
VDRM=2000……2500;
nI2dt A2S+103=245;
ITSM KA 10ms=7;
ta ms=30;
dv/dt( v/ms)=c=500;
F=1000;
Rtnjc 0C/W=0.091;
Модель діодів: D255N
TFAVM/TC(A/0C)=255/110;
VRRM V VRSM= VRRM+100V=200…..800*;
IFSM (Ka 10ms)=4.6
ni2dt A2s+103 10ms=105.8;
Rtnjc 0C/W=0.23
6). Вибір системи імпульсного керування та опис її роботи.
Керований випрямляч - перетворювач з так званої природної комутацією, при якому тиристори замикаються автоматично напругою живлення в моменти появи негативних потенціалів на анодах. Тому в трифазній схемі в режимі безперервних струмів λ = соnst = 120 °. Автономний інвертор - перетворювач з так званої штучної комутацією. Тиристори включені на напругу постійного струму з незмінною полярністю. Для замикання відкритого тиристора потрібно штучним шляхом за допомогою спеціального пристрою комутуючого створити на катоді позитивний потенціал щодо анода. У результаті цього створюється можливість у будь-який момент часу не тільки відкривати, але і замикати тиристори. При цьому максимальне заповнення періоду імпульсом напруги буде мати місце при λ = 180 °. Практично в інверторах реалізується тривалість відкритого стану тиристора в 120 і 180 °. За таких значеннях кута λ високе заповнення періоду імпульсом напруги досягається симетричними і простими схемами керування.
Рис .2.
На рис. 2 .. наведена схема трифазного АІТ з інтервалом провідності λ = 120°. Крім робочих тиристорів VS1-VS6 в схему входять реактор L1, L2 забезпечує сталість вхідного струму Id, конденсатори С1, С5, С3, С2, С6, С4, які беруть участь у штучній комутації, і видільними діоди VD1-VD6, що виключають розряд конденсаторів через навантаження в робочі інтервали тиристорів. Процес замикання тиристорів відбувається наступним чином. Нехай робочий струм пропускають VS1 і VS2, а С1 заряджена з позитивним зарядом на лівій обкладці. Сигналом на закривання VS1 є відкриває імпульс, що подається на VS3. При цьому VS3 відкривається, а VS1 замикається конденсатором С1. Робочий струм продовжує протікати по фазі а, але вже через VS3, С1 і VD1. Конденсатор С1 перезаряджається робочим струмом, і при зміні полярності на його обкладках струм у фазі а (ia) починає зменшуватися, а струм у фазі b (ib)-збільшуватися. Процес закінчується, коли ia = 0, а ib = Id при цьому С1 повністю перезаряджаючи з позитивним зарядом на правій обкладці. Робота інвертора без врахування процесів комутації ілюструється рис. 3.Відповідно до діаграмою черговості відкривання тиристорів (рис. 3., А) будується діаграма включеного стану тиристорів кожної фази (рис. 3., 6).Включене стан тиристорів зображується прямокутниками, позитивними для VS1, VS3, VS5, що мають загальний анод, і негативними для VS2, VS4, VS6, що мають загальний катод. У період роботи інвертора име-ет місце шість різних станів, які змінюються через кожні 60 ° (рис. 3., В). Для кожного стану відомо, через яку пару тиристорів і відповідно яку пару висновків двигуна і з яким напрямком проходить робочий струм ПЧ (рис. 3., Г). Щодо висновків а, b, с, пропагують кутове положення обмоток статора, струм можна розглядати як певний просторовий вектор Iп. У межах одного періоду Iп робить один оборот, повертаючись миттєво через кожну 1 / 6 періоду на 60 °. Такому обертанню Iп відповідають часові діаграми миттєвих струмів ПР: лінійного струму для будь-якої схеми включення статорної обмотки двигуна має прямокутну форму (ріс.3.д) і фазного струму для схеми «Δ» має пірамідоідальную форму (рис.3). аналогічно описаному працює і АІН з λ = 120 але з тією різницею що його вихідною координатою буде не Iп а вектор ЕРС ПЧ ЄП який відносно фаз двигуна повертається дискретно так само як і вектор Iп в АІН.
Рис.3
7). Вибір задавачів та пристрою завдання.
У схемі використано давач струму, давач швидкості.
Давач струму якоря вибираємо за максимальним струмом:
LA305-S/SP4
In-AsK(A)=300;
Zakres pomiarowy=500;
Wymiar okno szyny=25.5;
Iw(mA)=120;
Rp(w)=Rmin-Rmax=0-75;
Давач швидкості:
Передавальний коефіцієнт тахогенератора:
8). Розроблення і опис повної САК.
Рис .4 Структурна схема електропривода ТПЧ-АД.
Тиристорний перетворювач частоти-асинхроний двигун (ТПЧ-АД) дуже широко застосовуються в різноманітних виробничих,побутових та інших механізмах ,де необхідно високі динамічні та статичні показники руху виконавчого органа в поєднанні з простою та надійною експлуатації системою керування електропривода. На рис.4 прийняті такі позначення ,Кα Тα – параметри випрямника з фільтром у складі тиристорного перетворювача частоти;Uα – напруга на виході керованого випрямника ; f- частота напруги живлення асинхронного двигуна ;Рп –кількість пар полюсів асинхронного двигуна; β –коефіцієнт жорсткості на лінійній ділянці механічної характеристики асинхронного двигуна; Те – електрична стала часу асинхронного двигуна.
9). Розрахунок параметрів передавальних функцій незмінної частини САР
Дані до розрахунків:
ІРН=74,3(А – номінальний лінійний струм ротора
ІСН=71,6(А) – номінальний лінійний струм статора
nн=725 (об/хв.) – номінальні оберти вала двигуна
Рн=30000 (Вт)- номінальна потужність двигуна
λ=3,0 – перевантажувальна здатність двигуна за моментом
n0=750 (об/хв)– оберти холостого ходу двигуна
Ке=1,41 – коефіцієнт трансформації за ерс двигуна
xc=0,225 (Ом) – реактивний опір статорної обмотки
rc=0,136(Ом) - активний опір статорної обмотки
rp=0,0593(Ом) – активний опір ротора
xp=0,174(Ом) - реактивний опір ротора
- коефіцієнт трансформації двигуна.
- зведений активний опір ротора.
- зведений реактивний опір ротора.
(в.о.)
- критичне ковзання.
- електромагнітна стала часу двигуна.
10. Синтез регуляторів і коректуючих пристроїв.
Синтез пропорційно-інтегрального регулятора
Синтез пропорційного регулятора швидкості зовнішньому контурі регулювання швидкості
Таким чином, ми обчислили коефіцієнт підсилення пропорційного регулятора швидкості, за допомогою якого ми налаштували зовнішній контур системи підпорядкованого регулювання на модульний оптимум. Коефіцієнт підсилення:
Кп=59.166.
Задаємось значенням опору :
Тоді
Рис. 6
Література:
«Автоматичне керування ЕП.».Методичні вказівки до курсового проекту для студентів «ЕАП»/Укл.В.Т.Бардачевський,В.В.Буртний,Б.Я.Панченко.—Львів, 1985.
Чиликин М.Г.,Ключев В.И.,Сандлер А.С. «Теорія автоматизованого ЕП».—М,:Єнергия,1979.-616с.
Теорія ЕП/За редакцією М.Г.Поповича.: Вища школа,1993.-495с.
Башарин А.В. Новиков В.А.,Соколовський Г.Г. «Управлениє ЕП»--:Єнергоиздат.Ленингр.отдел-ниє,1982.-392с.
Справ очник по пректірованю АЕП и систем управления технологическими процесами./Круповича В.И.Барибіна Ю.Г.СамовераМ.Л.-:Єнергия,1982.-416с.
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора