Регулирование скорости двигателя постоянного тока
Разработка схемы автоматического управления электродвигателем постоянного тока. Решение уравнения цепи возбуждения обмотки. Построение амплитудно-фазовой частотной характеристики для апериодического звена. Классификация критериев устойчивости двигателя.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 22.08.2017 |
| Размер файла | 4,2 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://allbest.ru
Оглавление
1.Общие сведения
2. Временные функции
3.Амплитудно-фазовые характеристики
4.Логарифмическая амплитудно-частотная характеристика
5. Критерии устойчивости
5.1 Исследование САУ по критерию Гурвица
5.2 Исследование САУ по критерию Найквиста
5.3 Исследование САУ по критерию Михайлова
6. Частотный критерий качества
7. Установившаяся ошибка
1. Общие сведения
На рисунке показана упрощённая схема автоматического регулирования скорости вращения двигателя постоянного тока с независимым возбуждением.
С якорем двигателя жестко связан маленький генератор постоянного тока с постоянными магнитами, так называемый тахогенератор. Электродвижущая сила, развиваемая якорем
Тахогенератора, в очень широком диапазоне скоростей пропорциональна скорости вращения вала.
Напряжение, снимаемое со щёток тахогенератора , подведено к цепи сетки усилительной лампы УЛ.
В анодную цепь усилительной лампы включена обмотка возбуждения двигателя.
На рисунке 80 показана статистическая вольт - амперная характеристика лампы.
Эта характеристика снимается для ненагруженной лампы, т.е. лампы, не имеющей сопротивления анодной цепи (рис. 80 б) характеристика даёт зависимость силы анодного тока от напряжения, подведённого к сетке лампы Uc при заданном постоянном анодном напряжении.
Для того чтобы «запереть» лампу, т.е. сделать равным нулю анодный ток, к сетке необходимо подвести некоторое отрицательное напряжение, как это видно из характеристики.
Средняя часть характеристики представляет собой отрезок прямой линии. Часто подбирают режим работы лампы так, чтобы при некоторой средней нагрузке (около 50% полной ) мы находились на средней части прямоугольного участка характеристики (тока Iao).
Для того чтобы попасть в эту точку, к сетке лампы должно быть приложено некоторое напряжение Ucм0 (обычно отрицательное), определяемое из характеристики лампы. Тахогенератор может развивать при этом иное напряжение; чтобы подвести к сетке то напряжение, которое нужно, в цепь сетки вводят дополнительно постоянное напряжение смещения Uсм (рис. 79).
Для малых отклонений отрезок характеристики можно заменить прямолинейным отрезком. Уравнение этого прямолинейного отрезка имеет вид
Ia = S(Uc +DUa) *
Где Ia - анодный ток лампы в миллиамперах;
Ua - анодное напряжение в вольтах;
c - напряжение на сетке в вольтах;
S - Статическая крутизна лампы в ма/в;
D - «Проницаемость» лампы.
В том случае, если в анодную цепь включена нагрузка, напряжение Ua не равно напряжению источника Uб, питающего анодную цепь в схеме 79 состоит из сопротивления rв и индуктивности Lв обмотки возбуждений, а анодный ток равен току возбуждения Iв. Поэтому
Подставляя последние равенства в управление для анодного тока, получим
автоматический управление электродвигатель ток
Произведение SD по известному уравнению лампы равно
SD = 1/Ri,
Где Ri - внутреннее сопротивление лампы.
Тогда
Умножим обе части последнего равенства на Ri.
Тогда
Выразим iв и Uс через приращения
И вычтем из равенства, которое получится после подстановки отклонений, уравнение статики:
Тогда получим уравнение в отклонениях:
В этом уравнении через Rв обозначено полное сопротивление цепи , включая и внутреннее сопротивление лампы
Сравним последнее уравнение с уравнением цепи возбуждения двигателя, полученным выше,
Это уравнение можно привести к виду
Из сравнения мы можем заключить, что
Величина Sri = (мю) носит название статического коэффициента усиления лампы.
Таким образом, к управлениям цепей двигателя добавляется лампового усилителя
Уравнение тахогенератора
Оба эти отклонения без труда приводятся к безразмерным отклонениям. Обозначим через (омега) н номинальную скорость двигателя, через Ucн - значение напряжение тахогенератора,
Соответствующее номинальному числу оборотов, и введём относительные отклонения
(для Х1 и Х4 сохранены обозначения, введённые выше). Тогда получаем уравнение усилителя в виде
Ламповый усилитель, о котором мы говорили, можно рассматривать как жесткую связь, не вносящую лишней степени свободы в схему. Его назначение состоит в увеличении эффекта действия измерительного органа. В выражении для постоянной времени
T = Lв/rв + Ri
Входит внутреннее сопротивление лампы Ri , вследствие чего ламповый усилитель как бы снижает постоянную времени цепи возбуждения, за счёт увеличения сопротивления цепи.
Рассмотрим уравнение цепи возбуждения двигателя:
Lв iв + Rв iв = Uв
L в p iв + R iв = Uв
(L в p + Rв)iв = Uв
W = iв/Uв = 1/Lв P + Rв =
= = =
Обозначим
,
где:
Rв = 0,5 Ом;
Lв = 3 Гн = 3 Ом сек;
Тогда:
= - апериодическое звено
2. Весовые функции
1) Переходная функция.
W(s) = = =
W(s) =
2) Переходная функция
H (s) = = = = =
= = =
h(t) = -2e + 2
Апериодическое 1-го порядка
W(p) = 2/1+6p
3. Амплитудно-фазовые характеристики
Построение АФЧХ для апериодического звена передаточной функции
W(p) = 2/1+6p
W =
W) =
W(
; V
A
=
2
= arctg (-2) = - arctg 2
A(щ) =
|
0 |
2 |
|||
|
A |
2 |
0,6 |
0,1 |
Годограф
|
1.6 |
||
|
lg?? |
1 |
|
|
L() |
-20 |
4. Логарифмическая амплитудно-частотная характеристика
Построение ЛАЧХ для апериодического звена передаточной функции
W(p) = 2/1+6p
W(p) = 2/1+6p
T = 6
L()
5. Критерии устойчивости
5.1 Исследование САУ по критерию Гурвица
W(s) = 2/6s + 1
(6s+1) y = 2x
6y+y = 2x
6y+1y = 2x
a0 = 6; a1 = 1
a0 > 0 ; a1 > 0 => САУ устойчива.
5.2 Исследование САУ по критерию Найквиста
1) W(s) = 2/6s + 1, Н = 0, П = 0
K = 2
T = 6
2) Строим годограф частотной характеристики
5.3 Исследование САУ по критерию Михайлова
1) W(s) = 2/6s + 1
поэтому
D(s) = 6s + 1, n = 1.
2) D(jщ) = 1+6щ, так как Re D(jщ) = 1, Im D(jщ) = 6щ
6. Частотный критерий качества
-2U = -1
U = = 0,5
= 1- = 1-0,25 = 0,75 =
V = ? ? 0,85
; 36; 36; ; = 3
y = р + ; y = 3,14 + 3 = 6,14 ;y = 6,14
Передаточная функция по ошибке.
E
E
7. Установившаяся ошибка
Определим установившуюся ошибку
W1 = 5 +
W2 = 2/6s + 1; g = 2t; g = 2; f = 0,2t; f = 0,2t
Cg0 = Weg|s=0 = =
Cg1 =
Cf0 = Wef|s=0 =
Cf1 =
e = Cg0 g + Cg1 g + Cf0 f + Cf1 f = 0 2t + 5 2 + 0 2t + (-10) 0,2 =
=10 - 2 = 8
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Моделирование системы автоматического управления - электродвигателя постоянного тока с параллельным возбуждением. Определение переходной, амплитудно-фазовой частотной и логарифмической характеристик. Построение полученных структурных одноконтурных схем.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 09.10.2011Проектирование двигателя постоянного тока с мощностью 4,5 кВт, степенью защиты IP44. Выбор электромагнитных нагрузок. Расчет обмотки якоря, магнитной цепи, обмотки добавочных полюсов. Рабочие характеристики двигателя со стабилизирующей обмоткой и без нее.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 07.05.2014Расчеты главных размеров двигателя. Выбор и определение параметров обмотки якоря. Проверка магнитной цепи машины, также расчет параллельной обмотки возбуждения, щеточно-коллекторного узла и добавочных полюсов. Конструкция двигателя постоянного тока.
курсовая работа [852,4 K], добавлен 30.03.2011Номинальная мощность и скорость. Индуктивность якорной обмотки, момент инерции. Электромагнитная постоянная времени. Модель двигателя постоянного тока. Блок Step и усилители gain, их главное назначение. График скорости, напряжения, тока и момента.
лабораторная работа [456,6 K], добавлен 18.06.2015Расчет и построение естественных и искусственных механических характеристик двигателя постоянного тока смешанного возбуждения. Расчет регулирующего элемента генератора параллельного возбуждения. График вебер-амперной характеристики электродвигателя.
контрольная работа [198,0 K], добавлен 09.12.2014Питание двигателя при регулировании скорости изменением величины напряжения от отдельного регулируемого источника постоянного тока. Применение тиристорных преобразователей в электроприводах постоянного тока. Структурная схема тиристорного преобразователя.
курсовая работа [509,4 K], добавлен 01.02.2015Расчёт силовой части привода и системы регулирования тока возбуждения, якоря и скорости. Выбор двигателя, трансформатора, полупроводниковых элементов, защитной и коммутационной аппаратуры. Применение электропривода в металлургическом производстве.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 18.06.2015Изучение принципа работы электропривода постоянного тока и общие требования к функционированию контроллера. Разработка микропроцессорной системы управления электродвигателем постоянного тока, обеспечивающей контроль за скоростью вращения вала двигателя.
курсовая работа [193,7 K], добавлен 14.01.2011Отображение двигателя в режиме динамического торможения. Расчет пускового реостата и построение пусковых характеристик для двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением. Запись уравнения скоростной характеристики с учетом требуемых параметров.
контрольная работа [1002,6 K], добавлен 31.01.2011Моделирование пуска двигателя постоянного тока ДП-62 привода тележки слитковоза с помощью пакета SciLab. Структурная схема модели, ее элементы. Паспортные данные двигателя ДП-62, тип возбуждения. Диаграмма переходных процессов, построение графика.
лабораторная работа [314,7 K], добавлен 18.06.2015Изучение процесса пуска электрической машины постоянного тока при различных режимах работы и схемах включения обмотки возбуждения и добавочных реостатов в цепи. Исследование пусковых характеристик двигателя. Осциллограммы для схемы и электродвигателя.
лабораторная работа [1,6 M], добавлен 01.12.2011Однофазные цепи синусоидального тока. Двигатели постоянного тока параллельного возбуждения. Расчет линейной цепи постоянного тока методом двух законов Кирхгофа. Расчет характеристик асинхронного трехфазного двигателя с короткозамкнутым ротором.
методичка [1,4 M], добавлен 03.10.2012Размеры, конфигурация и материал магнитной цепи машины. Выбор размеров сердечников якоря, главных и добавочных полюсов. Определение необходимого количества витков обмотки якоря, коллекторных пластин и пазов с целью разработки двигателя постоянного тока.
курсовая работа [242,8 K], добавлен 16.09.2014Номинальные скорость и мощность, индуктивность обмотки якоря, номинальный момент. Электромагнитная постоянная времени. Сборка модели двигателя постоянного тока. Задание параметров электрической части двигателя, механической части момента инерции.
лабораторная работа [282,5 K], добавлен 18.06.2015Конструкция двигателя постоянного тока. Сердечник главных плюсов, тип и шаг обмотки якоря. Количество витков обмотки, коллекторных пластин, пазов. Характеристика намагничивания двигателя. Масса проводов обмотки якоря и основные динамические показатели.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 21.05.2012Особенности расчета двигателя постоянного тока с позиции объекта управления. Расчет тиристорного преобразователя, датчиков электропривода и датчика тока. Схема двигателя постоянного тока с независимым возбуждением. Моделирование внешнего контура.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 19.06.2011Расчет механических характеристик двигателей постоянного тока независимого и последовательного возбуждения. Ток якоря в номинальном режиме. Построения естественной и искусственной механической характеристики двигателя. Сопротивление обмоток в цепи якоря.
контрольная работа [167,2 K], добавлен 29.02.2012Сбор модели двигателя постоянного тока и настройка ее с заданными параметрами, проведение расчета недостающих величин. Основные блоки: STEP, усилитель GAIN, сумматор (сравнительный элемент), CLR и осциллограф. Построение графиков скорости, момента и тока.
лабораторная работа [327,1 K], добавлен 18.06.2015Расчет машины постоянного тока. Размеры и конфигурация магнитной цепи двигателя. Тип и шаги обмотки якоря. Характеристика намагничивания машины, расчет магнитного потока. Размещение обмоток главных и добавочных полюсов. Тепловой и вентиляционный расчеты.
курсовая работа [790,3 K], добавлен 11.02.2015Регулирование частоты вращения двигателей постоянного тока посредством изменения потока возбуждения. Максимально-токовая защита электропривода. Скоростные характеристики двигателя. Схемы силовых цепей двигателей постоянного тока и асинхронных двигателей.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 30.03.2014
