АЭП шахтной подъемной установки.

Принимаем коэффициент усиления усилителя267.Коэффициент передачи датчика тока:Принимаем настройку соответствующую математическому оптимуму:.Определяем сопротивление RТ и RЗС:Рисунок 3.2 - Упрощённая принципиальная схема ПИ-регулятора тока- передаточная функция ПИ-регулятора токаПередаточный коэффициент тахогенератора:ЭДС тахогенератора при номинальных оборотах двигателя:Коэффициент обратной связи по скорости:Рисунок 3.3 - Упрощённая принципиальная схема П-регулятора скорости- передаточная функция П-регулятора скоростиМаксимальное ограничивающее напряжения для VD1 и VD2 рассчитываем по следующей формуле:В.3.4 Разработка технологических и защитных блокировок, осуществляющих нормальную работу схемы; их краткое описание.Для учета влияния параметров обмоток трансформатора на основные эле-менты силовой цепи производится расчет активного, полного и индуктивного сопротивления трансформатора:Эквивалентное сопротивление, учитывающее снижение выпрямленного напряжения, вызванное коммутацией между вентилями:В выбранном тиристорном преобразователе величину запаса по выпрямленному напряжению для статических режимов поддержания скорости определим по формуле:Просадка напряжения, вызванная колебаниями сети, задана в варианте и определяется:Сопротивление якорной цепи:Для трехфазной мостовой схемы выпрямления дополнительное сопротивление от обмоток трансформатора составляет:Эквивалентное сопротивление рассчитывается по формуле:ЭДС двигателя при максимальной скорости вращения:Максимальный ток нагрузки:ЭДС идеально холостого хода преобразователя:Выбор сглаживающего реактора в якорной цепи производится для уменьшения пульсаций тока в якорной цепи. Каталог реакторов представлен в приложении Д, выбираем дроссель типа 4ЕТ36 с индуктивностью 19мГн, поскольку требуемая индуктивность якорной цепи определятся из соотношения:Полная индуктивность якорной цепи складывается из соотношения:Автоматический выключатель устанавливается на входе системы между первичными обмотками трансформатора и сетью. Выбор автоматического выключателя производится по нескольким критериям. Напряжение автоматического выключателя должно быть равным или большим номинальному напряжению сети. Второй параметр, определяющий тип автоматического выключателя – это максимальный рабочий ток. Выбор автоматических выключателей по максимальному рабочему току заключается в том, чтобы номинальный ток автомата (номинальный ток расцепителя) был больше или равен максимальному рабочему току который может длительно проходить по защищаемому участку цепи с учетом возможных перегрузок. Принимая во внимание, что трансформатор является наивысшим по мощности прибором, выбор автоматического выключателя можно осуществить по следующему критериюВыбираем автомат типа АЕ2000 с номинальным током 63 А.Механическая постоянная времени, учитывающая моменты инерции как вращающихся масс электродвигателя, так и вращающихся масс механизма рас-считывается из соотношения:Электромагнитная постоянная времени якорной цепи, учитывающая инерционность не только обмотки якоря электродвигателя, но и сглаживающего дросселя и трансформатора, рассчитывается по формуле:Кратность тока короткого замыкания силовой цепи преобразователь-двигатель рассчитаем по формуле:Выбор защитыОбщие требования к защитам следующие: максимальное быстродействие, селективность, высокая чувствительность, надежность, помехоустойчивость и простота в обслуживании и эксплуатации.В курсовом проекте необходимо выбрать автоматический выключатель по условиям расчетного тока, протекающего через автомат и по условиям перегрузок пусковыми токами.Защита от перенапряженийПроизведём расчет RC цепочки, обеспечивающей защиту от перенапряжения и коммутационных перегрузок при переключении:где Iм – ток намагничивания трансформатора;– допустимая кратность возрастания напряжения на вентилях где . Раздел 4. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ САУ ЭП.Для построения характеристик переходного процесса воспользуюсь методом трапеций, разработанным профессором В.В. Солодовниковым.Для этого построю ДЧХ системы регулирования. Для определения ДЧХзамкнутой системы на диаграмму (рис.6.1) наносим значения фазы в градусах и усиления в децибелах, что соответствуют одной и той же частоте. Определивши таким образом ряд точек и соединив их плавной кривой, определяем ЛАФЧХ разомкнутой системы. Точки пересечения этих характеристик с кривыми диаграммы дадут значения частотной характеристики Р() замкнутой системы. Полученная диаграмма приведена на рисунке 6.2.Данная ДЧХ разбивается на 6 трапеции, данные о которых находятся в таблице 4.1, эти данные будут необходимы для расчёта и построения h-функций.Рисунок 4.1 – Определение запасов амплитуд и фазРисунок 4.2 – ДЧХ системы регулированияТаблица 4.1 – Параметры трапецийНомер трапецииP(0)iwdwnX10,537270,2520,8727460,630,24654,40,854-0,396687,40,755-0,1387,41200,756-0,071201330,9Далее по полученным параметрам h-функций всех пяти трапеций строю графики переходных процессов которые приведены на рисунке 4.3, данные для построения свожу в таблицу 4.2.Рисунок 4.3 - Переходные процессы в виде h-функцийТаблица 4.2 – h-функцииt00,0250,050,0750,10,1250,150,1750,20,2250,250,2750,3h100,1730,310,40,5250,5730,5770,60,5790,5760,5740,560,559h200,50,790,980,970,90,820,80,8150,850,870,870,865h300,1740,260,2650,2250,210,2250,240,240,2250,220,2270,235h40-0,43-0,48-0,395-0,41-0,44-0,42-0,41-0,425-0,423-0,42-0,423-0,424h50-0,15-0,125-0,128-0,131-0,127-0,13-0,127-0,13-0,13-0,13-0,13-0,13h60-0,085-0,06-0,08-0,065-0,074-0,065-0,07-0,066-0,051-0,051-0,051-0,051h00,1590,661,0271,0590,9940,9820,9980,9971,0261,0391,0331,035t0,3250,350,3750,40,4250,450,4750,50,5250,550,5750,60,625h10,5590,5590,5570,5520,5740,550,5480,5450,5450,5460,5470,5470,547h20,8650,860,850,850,8480,8480,850,8550,860,8550,850,850,85h30,2320,2270,2250,2260,2330,2320,230,230,230,230,230,230,23h4-0,13-0,13-0,13-0,13-0,13-0,13-0,13-0,13-0,13-0,13-0,13-0,13-0,13h5-0,424-0,424-0,424-0,424-0,424-0,424-0,424-0,424-0,424-0,424-0,424-0,424-0,424h6-0,051-0,051-0,051-0,051-0,051-0,051-0,051-0,051-0,051-0,051-0,051-0,051-0,051h1,0321,0221,011,0111,0161,011,0051,0081,011,005111Переходная функция системы оценивается с помощью совокупности характеристик, называемых показателями качества переходного процесса (рис. 4.4).Время регулирования (tP) – время, по истечении которого отклонение управляемой величины h(t) относительно установившегося значения hУСТ(t) становится и остаётся по абсолютному значению наперёд заданной величины ε. Обычно принимается ε = 0,05 hУСТ. Время регулирования характеризует быстроту затухання переходного процесса. Время регулирования составляет 0,6 с.Рисунок 4.4 - График переходного процессаПеререгулирование σ – выраженное в процентах отношение максимального отклонения управляемой величины ΔhMAX от своего установившегося значения hУСТ к hУСТ:.Время установления tУ – промежуток времени, за который управляемая величина в первый раз достигает своего установившегося значения; tУ характеризует скорость протекания управления. Как видно из рисунка оно составляет 0,075 с.Колебательность процесса регулирования определяется периодом колебаний Т и числом полуколебаний N, то есть числом переходов управляемой величины через линию hУСТ в интервале tP. Процесс считается слабоколебательным, если N = 1 ÷ 2, и сильноколебательным, если N ≥ 3. Как видно из рисунка N = 3.ЗАКЛЮЧЕНИЕВ данном курсовом проекте была разработана система регулирования электропривода шахтной подъёмной установки и сам электропривод, для которого был произведён расчёт привода шахтного подъёма по схеме ТП-Д. В данной работе был произведён расчёт двигателя постоянного тока серии П171-5К на мощность РН = 500 кВт; тиристорный преобразователь АТР-1600/660У4; понижающий трансформатор ТНП-1600/10, реактор ФРОС-800У4, произведено исследование системы автоматического регулирования на устойчивость, определены показатели качества этой системы.В данном курсовом проекте был спроектирован электропривод на основе заданных технологических параметров. Привод выполнен с применением двигателя постоянного тока с питанием от преобразователя напряжения. С учетом технологии работы, условий эксплуатации был произведен выбор элементной базы системы. Выбраны параметры преобразователя. В качестве регулятора тока и скорости используется пропорционально-интегральные регуляторы.Приведены статические характеристики и осциллограммы переходных процессов. Проведён анализ влияния постоянной времени Т4 регулятора тока на переходные процессы. Результаты моделирования показали, что разработанная система обеспечивает заданные характеристики стабилизации работы двигателя при изменении производительности системы. По результатам снятых диаграмм можно сказать, что при использовании задатчика интенсивности увеличивается время разгона и торможения двигателя, в связи, с чем уменьшается пусковой ток. Блок ограничения приводит к тому, что скорость и ток не будут выходить за пределы допустимого.При набросе нагрузки на работающий на холостом ходу двигатель отсутствует перерегулирование скорости и тока. При пуске со статическим моментом, отсутствует перерегулирование скорости и тока. Следовательно, система электропривода устойчива. При изменении постоянной времени Т4 в меньшую сторону от самой большой постоянной времени контура ТД, заметны небольшие колебания тока, но система остаётся устойчивой, при увеличении постоянной времени система начинает проявлять процесс перерегулирования при Т4 = 0,08, и когда постоянная времени доходит до значения 0,1 система уходит в неустойчивое состояние.Список используемых литературных источниковЛесных А.С. Романов М.Н. Системы управления электроприводами Методические указания по курсовому проектированию для студентов очной формы обучения и заочной формы обучения специальности 140604.65. Новосибирск: НгАВТ, –2006 Архангельский Н.Л. Электроприводы постоянного тока с импульсными преобразователями / Ивановск. гос. энерг. у-т. – Иваново, 1995. – 123 с.Силовые полупроводниковые приборы: Справочник / О.Г. Чебовский. – 2-е изд. прераб. и доп. – М.: Энергия, 1996. – 425 с.Правила устройства электроустановок. Минэнерго СССР.– 7-е изд. – М.Энергоатомиздат, 2006.Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей ПТЭЭП – М.Энергоатомиздат, 2011, 213с.LAK DC Motors. Catalogue – 2008/11E. France: T-T Electric, 2008 – 56c. Ключев, В.И. Теория электропривода: Учебник для вузов / В.И. Ключев. – М.: Энергоатомиздат, 2001. – 704 с. Ю.С. Усынин, А.Е. Бычков – Систеы управления электроприводов: Учебное пособие к курсовому проектированию – Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 2015. – 36 с.Руководство по настройке приводов DCS800 фирмы ABB на англ. Firmware manual DCS800 drives (20-5200 A) – 496 с.Стандарт предприятия: курсовые и дипломные проекты. Общие требования к содержанию и оформлению. СТО ЮУрГУ 04 – 2008. – Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2008. – 56 с.;Лесных А.С. Романов М.Н. Системы управления электроприводами Методические указания по курсовому проектированию для студентов очной формы обучения и заочной формы обучения специальности 140604.65. Новосибирск: НгАВТ, –2006 ПРИЛОЖЕНИЕ А. Принципиальная схема