Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Тема:

Логико-командный регулятор электродвигателя постоянного тока независимого возбуждения.

Задание:

1. В соответствии со своим вариантом из табл. 1 выбрать тип двигателя и выписать его технические параметры. Используя паспортные данные двигателя, рассчитать коэффициенты уравнения «вход-выход».

2. Построить графики технических характеристик исполнительного механизма.

а) при rдоб=0, Uв=Uв ном и трех значений напряжения на якоре: Uя=Uя ном Uя=0,6Uя ном Uя=0,3Uя ном

б) при rдоб=0, Uя=Uя ном и трех значений напряжения на обмотке возбуждения Uв=0,6Uв ном , Uв=0,8Uв ном , Uв=1,2Uв ном

Все графики по п.п. а и б построить в одних осях координат; на каждом графике, указать точку, соответствующую значению момента нагрузки Мс=Мном; определить скорость вращения якоря.

в) при Uя=Uя ном и Uв=Uв ном рассчитать значения добавочных сопротивлений rдоб в цепи якоря, чтобы скорость вращения якоря при номинальном моменте нагрузки Мс=Мя ном составила 75%, 50%, 25%, 0 от номинальной скорости. Построить графики =f(M), на которых отложить точки соответствующие указанным значениям скорости.

г) В режиме динамического торможения при номинальном напряжении на обмотке возбуждения и двух значениях добавочного сопротивления rдоб = 0 и rдоб = 5 rоя ; Рассчитать время торможения двигателя от номинальной скорости до остановки при моменте сопротивления Мс=Мя ном и моменте инерции нагрузки Iнагр=0,75Iя.

3. Построить графики регулировочных характеристик при rдоб = 0, Мс=Мя ном и трех значений напряжения на обмотке возбуждения:

Uв=0,8Uв ном; Uв=Uв ном; Uв=1,2Uв ном;

4. Рассчитать и построить пусковую характеристику(3-4 ступени), принимая момент сопротивления Мс =Мяном и коэффициент нагрузки =4. Определить значение сопротивления пускового реостата.

5. Рассчитать и построить разгонную пусковую характеристику двигателя =f(t), приняв:

L = 2Lя; R = (Rя+Rдн)*Kto + Rп.р.; I = 1,75Iя; Mс = Mяном.

6. Выбрать элементы пускорегулирующей аппаратуры. Разработать принципиальную схему ЛКР и привести её описание.

Табл. 1. Исходные данные

 - расчетная величина индуктивности обмотки якоря.

1. Схема и описание типовой структуры

Локальные системы контроля, регулирования и управления (ЛСКРиУ).

Эти системы эффективны при автоматизации технологически независимых объектов с компактным расположением основного оборудования и несложными целями управления (стабилизация, программное управление) при хорошо отработанной технологии и стационарных условиях эксплуатации.

Типовая структура локальной системы контроля, регулирования и управления.

Локальные регуляторы (ЛР) могут быть аналоговыми, цифровыми, одно- или многоканальными. Наличие человека-оператора (лица, принимающего решение--ЛПР) в системе позволяет использовать эту структуру на объектах с невысоким уровнем механизации и надежности технологического оборудования, осуществлять общий контроль за ходом технологического процесса и ручное управление (РУ). Структура ЛСКРиУ соответствует классической структуре систем управления: содержит датчики измеряемых переменных (Д) на выходе технологического объекта управления(ТОУ),автоматические регуляторы, УОИ - устройство отображения информации , исполнительные устройства (ИУ), передающие команды управления (в том числе и от ЛПР в режиме ручного управления) на регулирующие органы ТОУ. Устройство связи с оператором состоит, как правило, из измерительных, сигнализирующих и регистрирующих приборов.

2. Уравнение “вход-выход” двигателя постоянного тока независимого возбуждения

индуктивность пускорегулирующий обмотка

Используем известное уравнение «вход - выход» двигателя постоянного тока независимого возбуждения:

(1)

где UЯ - (UЯН=220В) - напряжение на якоре;

R - (R=(rЯ + rДП)*К t=(0,18+0,074)*1,32=0,335 Ом) - собственное сопротивление якоря;

wн=2200 об/мин=230,4 рад/c;

Н*м/А;

В*с/рад;

В результате подстановки исходных данных в формулу (1) получим:

(2)

• 3. Технические характеристики исполнительного механизма
• а) Воспользуемся формулой (2) и зная что rдоб=0 Ом, UB=UB ном найдём
• 1=1,1*220-0,43*M(рад/с) при Uя=Uя ном
• 2=1,1*220*0,6-0,43М(рад/с) при Uя=0,6Uя ном
• 3=1,1*220*0,3-0,43М(рад/с) при Uя=0,3Uя ном
• Для построения характеристик требуется по 2 точки для каждой прямой.
• при М=0Н*м 1=242 рад/с; 2=145,2 рад/с 3=72,6 рад/с
• при М=23,9Н*м 1=231,723 рад/с; 2=134,923 рад/с 3=62,323 рад/с
• б) Воспользуемся формулой (2), и зная что rдоб=0 Ом, Uя=Uя ном, а также учитывая что kEUВ получим:
• 1=1,1*220/0,6-0,43/0,6*M(рад/с) при UВ=0,6UВ ном
• 2=1,1*220/0,8-0,43/0,8*М(рад/с) при UВ=0,8UВ ном
• 3=1,1*220/1,2-0,43/1,2*М(рад/с) при UВ=1,2UВ ном
• Для построения характеристик требуется по 2 точки для каждой прямой.
• при М=0Н*м 1=403,333 рад/с 2=302,5 рад/с 3=201,667 рад/с
• при М=23,9Н*м 1=386,205 рад/с 2=289,654 рад/с 3=193,103 рад/с
• в) Воспользуемся формулой (2) и зная что UВ=UВ ном, Uя=Uя ном а также учитывая что МС=МЯ ном рассчитаем rдоб так, чтобы:
• 1=0,75ном=172,8 рад/с
• 0,75*230,4=1,1*220-(0,43+1,32*rдоб)/(0.86*0.9)*23,9
• 0,43+1.32*rдоб =2,241
• rдоб=1,372Ом
• 2=0,5ном=115,2 рад/с
• 0,5*230,4=1,1*220-(0,43+1,32*rдоб)/(0.86*0.9)*23,9
• 0,43+1.32*rдоб =4,106
• rдоб=2,785Ом
• 3=0,25ном=57,6 рад/с
• 0,25*230,4=1,1*220-(0,43+1,32*rдоб)/(0.86*0.9)*23,9
• 0,43+1.32*rдоб =8,972
• rдоб=7,837Ом
• 4=0ном=0 рад/с
• 0=1,1*220-(0,43+1,32*rдоб)/(0.86*0.9)*23,9
• 0,43+1.32*rдоб =7,837
• rдоб=5,611Ом
• Для построения характеристик требуется по 2 точки для каждой прямой.
• По формуле (2):
• при М=0Н*м 1= 2= 3= 4=242 рад/с
• при М=20Н*м 1=185,627 рад/с 2=135,897 рад/с 3=87,701 рад/с 4=39,506 рад/с
• г) Для расчёта времени торможения двигателя в режиме динамического торможения воспользуемся формулой:
• (3)
• где J = 1,75Jя=1,75*0,092=0,161 кг*м2, Mc =Mяном - момент сопротивления;
• R = (Rя+Rдн)*Kto + Rдоб.*Kto =(0,18+0,074)*1.32+ Rдоб.*Kto =0,335+ Rдоб.*Kto Ом;
• Тогда при Rдоб=0Ом формула (3) примет вид:
• Mд = - из уравнения (1) при = 0, так как режим динамического торможения;
• ; t1=0.218с
• Тогда при Rдоб=5*Rя =5*0,18=0,9 Ом формула (3) примет вид:
• R=0,335+0,9*1,32=1,523 Ом;
• Mд = - из уравнения (1) при = 0, так как режим динамического торможения;
• ; t2=0,563с
• 4. Регулировочная характеристика
• Для построения регулировочных характеристик воспользуемся формулой (1). Учитывая что rдоб=0 Ом и МС=МЯ ном =0 рад/с
• =1/kE*U-R/kE*kM*Mном
• Для построения характеристик требуется по 2 точки для каждой прямой.
• При U=30 w1(U)=28,82рад/с; w2(U)=23,056 рад/с; w3(U)=19,214 рад/с;
• При U=220 w1(U)=292,709 рад/с; w2(U)=234,167 рад/с; w3(U)=195,14 рад/с;
• 5. Пусковая характеристика
• Для расчета пусковой характеристики вначале произведем расчет тех данных, которые нам понадобятся в дальнейшем:
• М1=*Мном=4*23,9 Н*м=95,6 Н*м,
• где =4 - нагрузочная способность.
• М2=1.2*Мном=1,2*23,9 Н*м=28,68 Н*м, нас данный момент не устраивает так не выполняется условие 3-4-ех ступеней. Следовательно нужно подобрать М2, так чтобы у нас получилось 3 или 4 ступени пуска двигателя.
• Получили что w1(M1)=w4(M2), что и нужно было получить. У нас получилось 3 ступени пуска.
• Для построения пусковой характеристики требуется по 2 точки для каждой прямой.
• Rн=Uн/Iн=220/27,8=7,91 Ом;
• Ом ; Ом;
• Ом; Ом;
• =1,642 Ом;
• 6. Разгонная пусковая характеристика двигателя =f(t),
• Для расчета разгонной пусковой характеристики найдем значения, которые понадобятся в дальнейшем:
• ; ;
• кГ*м2;
• ;
• ;
• ;
• 1-ая ступень:
• M1 =52,9 H*м; M2 =95,6 H*м;
• w1=0 рад/c; w2=108,11рад/c; w(0)=w1=0 рад/c;
• ;
• 0,161*w(p)*p2 -0,161*w(0)*p =71,7-0,395*w(p)*p ;
• w(p)== ;
• p1=0; p2=-2,45;
• A'=0,322*p+0,395;
• w(t)=
• T1:
• T1=ln(0,4)/(-2,45)
• T1=0,374 с;
• 2-ая ступень:
• M1 =52,9 H*м; M2 =95,6 H*м;
• w1=108,11 рад/c; w2=167,887 рад/c; w(0)=w1=108,11 рад/c;
• ;
• 0,161*w(p)*p2 -0,161*w(0)*p =148,925-0,714*w(p)*p ;
• w(p)== ;
• p1=0; p2=-4,43;
• A'=0,322*p+0,714;
• w(t)=
• T2:
• T2=ln(0,4)/(-4,43)
• T2=0,207 с;
• 3-я ступень:
• M1 =52,9 H*м; M2 =95,6 H*м;
• w1=167,887 рад/c; w2=201,003 рад/c; w(0)=w1=167,887 рад/c;
• ;
• 0,161*w(p)*p2 -0,161*w(0)*p =288,27-1,29*w(p)*p ;
• w(p)== ;
• p1=0; p2=-8,01;
• A'=0,322*p+0,129;
• w(t)=
• T3:
• T3=ln(0,4)/(-8,01)
• T3=0,114 с;
• 4-ая ступень (участок естественной механической характеристики):
• M1 =M Н=23,9 H*м; M2 =95,6 H*м;
• w1=201,003 рад/c; w2=230,4 рад/c; w(0)=w1=201,003 рад/c;
• ;
• 0,161*w(p)*p2 -0,161*w(0)*p =562,15-2,44*w(p)*p;
• w(p)== ;
• p1=0; p2=-15,16;
• A'=0,322*p+2,44;
• w(t)= ;
• T4:
• T4=-8,29/(-15,16)
• T4=0,547 с;
• Переходный процесс практически заканчивается через T4= 3-5 .
• По приведенным выше формулам составляется таблица расчетных данных №1.
• Таблица 1

w(t)	t
0	0
0,025	10,78445
0,05	20,92818
0,075	30,46925
0,1	39,44347
0,125	47,88451
0,15	55,82406
0,175	63,2919
0,2	70,31606
0,225	76,9229
0,25	83,13721
0,275	88,98233
0,3	94,48017
0,325	99,65137
0,35	104,5153
0,375	107,98
0,4	118,5267
0,425	127,9676
0,45	136,4188
0,475	143,984
0,5	150,7561
0,525	156,8182
0,55	162,2448
0,575	167,1025
0,6	167,837
0,625	177,932
0,65	186,1951
0,675	192,9586
0,7	206,489
0,725	214,0284
0,75	219,1894
0,775	222,7224

• 6. Схема логико-командного регулятора
• Рис. 1
• Список используемой литературы
• 1. Методические указания к курсовой работе по дисциплине ”Технические средства автоматизации и управления”. Давыдюк В.Б. Москва, 2004 г.
• 2. Общий курс электропривода. Учебник для вузов. Изд. 5-е доп. и переработ. Чиликин М.Г. М., «Энергия», 1971. 432с.
• Размещено на Allbest.ru
...