Проектирование электропривода лебедки

т.Перерегулирование σ =4,39%, время переходного процесса t1=4,7T1.В результате проведенных операций получилось замена двух инерционныхзвеньев (одно с большой постоянной времени) колебательным звеном (скоэффициентом затухания ξ=0,707), близким к инерционному звену спостоянной времени 2Т1, т.е. существенно повысилось быстродействиеконтура при хорошем качестве переходного процесса.Для проверки выполненных расчетов параметров токового контуранеобходимо воспользоваться схемой модели, приведенной на рис.4, ввестипараметры передаточной функции замкнутого токового контура и получитьграфик переходного процесса тока якоря при скачкообразном приложениинапряжения якоря. Рис.4. Схема модели для исследования динамических характеристик замкнутых контуров системы ЭПНеобходимо сравнить значения параметры σ и t1,полученные при моделировании со стандартными значениями,приведенными выше.Аналогичным образом, как и в случае контура тока, рассчитываетсянастройка (параметры регулятора) контура регулирования скорости. В этомконтуре используется либо П– регулятор, либо ПИ– регулятор скорости.П– регулятор применяется при малом диапазоне регулирования угловойскорости. Коэффициент усиления регулятора и его параметры при настройке на техническийоптимум по управляющему воздействию рассчитываются по формуле:где kЕ=СЕФ – коэффициент противоЭДС двигателя;kΩ– коэффициент передачи обратной связи по скорости.Величина коэффициента kΩ определяется по формулеkΩ =kд.сRз.с/Rс,kд.с– коэффициент передачи датчика тока. kд.с = ΔUвых. д.с/ΔΩ.При равенстве сопротивлений Rз.с=Rс коэффициент kΩ =kд.с.При этом характеристическое уравнение контура скорости получаетсятретьего порядка, а переходный процесс с соответственно большимперерегулированием и временем переходного процесса (см. табл.6), чем вконтуре тока.Так как параметры регулятора выбираются из условия обеспечениязаданного качества переходного процесса, то жесткость механическиххарактеристик привода оказывается неконтролируемой и не высокой.Отношение статического падения угловой скорости в системе с П-регулятором скорости ΔΩс.з к статическому падению угловой скорости приработе двигателя в разомкнутой системе ΔΩс.р=IяNRэ/kе в соответствии с равноΔΩс.з/ ΔΩс.р=4Т1/Тм=4·0,0066/0,0389=0,678.Перепад скорости замкнутой системы с П-регулятором всего лишь в 1,47раз меньше, чем разомкнутой системы.Перепад скорости разомкнутой системы ΔΩс.р=IяNRэ/kе=9,05·0,984/0,241=36,95 рад/с, следовательно, замкнутая система с П–регулятором скорости обеспечит перепад скоростиΔΩс. з=36,95·0,678=25 рад/с.В задании точность поддержания скорости перемещения груза определеназначением Δυи.о/υи.о=0,008.Как было показано ранее, связь угловой скорости вращения двигателя слинейной скоростью перемещения груза определяется формулой Ωд= υи.о/ρ.Таким образом, угловая скорость вращения двигателя прямопропорциональна линейной скорости перемещения груза, поэтому точностьподдержания угловой скорости вращения двигателя равна заданной точностиподдержания линейной скорости перемещения груза. Следовательно, допустимое отклонение угловой скорости вращения двигателя составляетΔΩс.з =0,005ΩN=0,008·418,7=3,35 рад/с.Вывод: Система с П-регулятором скорости не обеспечит требуемуюточность поддержания скорости.В случаях, когда система с П –регулятором не обеспечивает требуемогостатизма механических характеристик, применяют ПИ – регулятор скорости,при котором система становится астатической по угловой скорости, т.е. неимеет статической ошибки регулирования. Она называется двукратноинтегрирующей системой с обратной связью по скорости.3.5Выведем передаточную функцию замкнутой по скорости системы ЭП.Передаточная функция разомкнутой по скорости системы без регулятораскоростиWр.с.к(р)=Wз.т.к(р)Wмех.п(р),где Wз.т.к(р)- передаточная функция замкнутого токового контура Wмех.п(р) – передаточная функция механической подсистемымех.пПри большом диапазоне регулирования и в случаях, когда система с П –регулятором не обеспечивает требуемого статизма механическиххарактеристик, применяют ПИ – регулятор скорости, при котором системастановится астатической по угловой скорости, т.е. не имеет статическойошибки регулирования. Она называется двукратно интегрирующей системойс обратной связью по скорости.Коэффициент усиления ПИ – регулятора (пропорциональная часть)определяется формулой:Определим величину входного сопротивления R1 и сопротивленияобратной связи усилителя Rос пропорциональной части регулятора.Если принять R1=500 кОм, то Rос=11,12·500·103=5,56·106 Ом.Постоянная времени Т0 интегральной части принимается равнойТ0=Rо.с*С=8*Т1=8·0,0066=0,0528 с,Передаточная функция регулятора скорости имеет вид:Передаточная функция разомкнутой по скорости системы с регуляторомскоростиWр.с.к.р(р)=Wз.т.к(р)Wмех.п(р) Wр.с.(р).Для оценки качества спроектированного ЭП необходимо промоделироватьполученную передаточную функцию на модели в SIMULINK.При этом время регулирования возрастает до t1=14,4T1=14,4·0,0066=0,095 с,что вполне приемлемо. Характеристическое уравнение контура скорости приПИ– регуляторе и входном фильтре получается четвертого порядка. Для проверки выполненных расчетов параметров скоростного контуранеобходимо воспользоваться схемой модели, приведенной на рис4, ввестипараметры передаточной функции замкнутого скоростного контура иполучить график переходного процесса скорости при скачкообразномприложении напряжения якоря. Необходимо сравнить значения параметры σи t1, полученные при моделировании со стандартными значениями,приведенными выше.ЗаключениеЦель курсовой работы: - закрепление знаний по курсам «Проектирование электрических приводов» и «Электрический привод»; - приобретение навыков проектирования, расчёта и анализа систем электрических приводов.Список использованной литературы1.Чиликин М.Г., Сандлер А.С. Общий курс электропривода: Учебник для вузов. – 6-е изд., доп. и перераб.: М.- Энергоиздат, 1981. - 576 с. 2. КлючевВ.И., ТереховВ.М. Электропривод и автоматизация общепромышленных механизмов. Учебник для вузов. -М.: Энергия. 1980. -360 с. 3. Мартынов А.А. Электрический привод.: Учеб.пособие/ А.А.Мартынов. СПб.: СПбГУАП, 2013. 429 с.: ил. 4. Мартынов А.А. Вентильный электропривод роботов. Расчет и проектирование систем тиристорного электропривода: Учебн. пособие/ ЛИАП. Л. 1991. 92с. 5. Мартынов А.А. Проектирование электроприводов: Учебн. пособие/ СПбГУАП. СПб., 2004. 97 с. 6. Косулин В.Д., Мартынов А.А. Вентильный электропривод для роботов. Учебное пособие. – М.: Изд-во МАИ, 1991. –152с. 7. Мартынов А.А. Силовая электроника. ЧI: Выпрямители и регуляторы переменного напряжения: Учебн. пособие/ СПб.: ГУАП, 2011. –184с.