Белоусова Н.В. Самосейко В.Ф. Системы управления электропривода. Методические указания к проекту тиристорного электропривода переменного тока (асинхронно - файл n1.doc

приобрести
Белоусова Н.В. Самосейко В.Ф. Системы управления электропривода. Методические указания к проекту тиристорного электропривода переменного тока (асинхронно
скачать (846.5 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc847kb.16.09.2012 07:38скачать

n1.doc

  1   2   3   4   5   6   7
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО МОРСКОГО И РЕЧНОГО ТРАНСПОРТА

Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Санкт- Петербургский государственный университет водных коммуникаций»


Кафедра электропривода и электрооборудования береговых установок
Учебно-методический комплекс дисциплины: «СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА»
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Направление 654500 Электротехника, электромеханика и

электротехнологии


Специальность 180400 Электропривод и автоматика промышленных

установок и технологических комплексов

Санкт-Петербург

2006 г.

Министерство транспорта российской федерации
Санкт-Петербургский Государственный университет

водных коммуникаций
Кафедра электропривода и электрооборудования

береговых установок водного транспорта

СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

ЭЛЕКТРОПРИВОДА


Методические указания к проекту

тиристорного электропривода переменного тока

(асинхронно-вентильный каскад)


Санкт-Петербург

2003 год

Методические указания предназначены для студентов электротехнического факультета, обучающихся специальности 21.05 «Электропривод и автоматизация промышленных установок и технологических комплексов».

Методические указания использованы в дипломном проектировании, а также при курсовом проектировании по дисциплине "Системы управления электроприводов".

Указания содержат материалы по проектированию электроприводов переменного тока типа асинхронно-вентильного каскада, выбору элементов, синтезу системы подчиненного регулирования. В методических указаниях содержатся материалы по технической реализации элементов системы управления, а также различные справочные материалы необходимые для проектирования.

Составители:

к.т.н., доц. Н.В. Белоусова

д.т.н., проф. В.Ф. Самосейко

Содержание

1. Содержание и объем проекта 5

2. Исходные данные для проектирования 5

3. Принцип действия электропривода переменного тока тапа АВК 5

4. Выбор элементов силовой части электропривода 8

4.1. Выбор и диодов тиристоров преобразователя частоты 8

4.2. Выбор силового согласующего трансформатора и расчет его параметров 9

4.3. Выбор сглаживающего дросселя 10

5. Расчет параметров подчиненной системы управления 11

5.1. Настройка контура тока асинхронно-вентильного каскада 12

5.2. Настройка контура скорости асинхронно-вентильного каскада 14

5.3. Расчет электромеханических характеристик электропривода 16

6. Моделирование переходных процессов 17

7. Реализация управляющих устройств электропривода на аналоговой вычислительной технике 17

7.1. Элементы аналоговой вычислительной техники. 17

7.2. Техническая реализация статических функциональных зависимостей 18

7.3. Техническая реализация динамических звеньев систем управления 22

7.4. Генераторы колебаний на операционных усилителях 24

8. Справочные данные по силовым трансформаторам 25

9. Задания на курсовой проект 26

9.1. Тип электродвигателя переменного тока и его параметры 26

9.2. Индуктивность фазы сети, в долях от индуктивности якоря двигателя 26

9.3. Точность поддержания скорости, в процентах от номинальной 26

9.4. Момент инерции механизма, приведенный к валу двигателя, в долях от момента инерции двигателя 27

9.5. Наибольшее значение гранично-непрерывного тока, в процентах от номинального тока 27

9.6. Кратность максимального тока двигателя 27

9.7. Значения скоростей двигателя (n1, n2, n3, n4) и скорость, с которой двигатель работает наибольшее время n', в долях от номинальной 27

10. Варианты заданий 27


1.Содержание и объем проекта


Проект должен состоять из пояснительной записки объемом не более 25 страниц текста, графиков и схем.

В пояснительной записке все расчеты должны производиться в системе единиц СИ.

В пояснительной записке должны быть отражены следующие вопросы:

- Расчет и выбор параметров силовой части электропривода.

- Расчет параметров подчиненной системы управления.

- Расчет статических характеристик электропривода.

- Результаты моделирования динамических процессов в электроприводе: пуск без нагрузки, пуск с номинальной нагрузкой, наброс номинальной нагрузки,

- Схемы системы управления электроприводом с расчетом их параметров (командоаппарата, задатчика интенсивности, регуляторов тока и скорости, системы импульсно фазового управления преобразователя).

- Общая схема электропривода, включающая в себя систему управления защиту и сигнализацию.

2.Исходные данные для проектирования


- Тип электропривода (реверсивный, нереверсивный).

- Тип электродвигателя.

- Тип преобразователя.

- Момент инерции механизма в долях от момента инерции якоря электродвигателя.

- Точность подержания скорости в процентах от номинальной скорости вращения электродвигателя.

- Кратность максимального тока электродвигателя.

- Наибольшее значение гранично-непрерывного тока в процентах от номинального тока.

- Коэффициент пульсаций выпрямленного тока.

- Четыре значения скорости вращения электродвигателя, задаваемые командоаппаратом, в долях от номинальной скорости.

- Значение скорости, с которой электродвигатель работает наибольшее время, в долях от номинальной скорости.

3.Принцип действия электропривода переменного тока тапа АВК


Функциональная схема тиристорного электропривода приведена на Error: Reference source not found. В данном электроприводе используется преобразователь частоты со звеном постоянного тока. Преобразователь частоты состоит из неуправляемого трехфазного выпрямителя UZ2 и тиристорного трехфазного преобразователя ведомого сетью, работающего в инверторном режиме UZ1.

Принцип действия состоит в том, что в цепь ротора вводится добавочная электродвижущая сила, создаваемая инвертором UZ1.

При синтезе системы управления электроприводом полагается, что асинхронный электродвигатель может схемой замещения ротора, изображенной на Error: Reference source not foundа. В данной схеме R2- сопротивление фазы ротора; Lk = L1+L2 - индуктивность короткого замыкания, приведенная к цепи ротора, где L1 - индуктивность рассеяния фазы статора, приведенная к цепи ротора; L2 - индуктивность рассеяния фазы статора. Трехфазные э.д.с. ea, eb, ec, сдвинуты друг относительно друга на угол 1200. Они имеют амплитуду U2m = U20ms и частоту 2, где s=2/1 -скольжение ротора; 1 - угловая частота сети; = 12 - электрическая угловая частота вращения ротора.

Аналогичную схему замещения имеет согласующий трансформатор Error: Reference source not foundб. В данной схеме Lkтр = L1тр+L2тр - индуктивность короткого замыкания трансформатора, приведенная к цепи вторичной обмотки, где L1тр - индуктивность рассеяния фазы первичной обмотки, приведенная к цепи вторичной обмотки; L2тр - индуктивность рассеяния фазы вторичной обмотки. Трехфазные э.д.с. eaтр, ebтр, ecтр, сдвинуты друг относительно друга на угол 1200. Они имеют амплитуду U1m и частоту 1.

Между переменными и параметрами цепей переменного и выпрямленного тока имеется связь. Основные соотношения между фазными параметрами и параметрами цепи выпрямленного тока m- фазного выпрямителя приведены в табл.1. В данной таблице ku =3/ - коэффициент схемы по напряжению; ki = /- коэффициент схемы по току; Xd = m/1L - коммутационное сопротивление; = arcos[cos() – XdId/Ed0] – - угол коммутации.

Расчет электромагнитных процессов в электроприводе производится по схеме замещения цепи выпрямленного тока, составленной для основного режима работы трехфазных мостовых преобразователей (Error: Reference source not found).

В данной схеме:

Xds- коммутационное сопротивление выпрямительного моста при скольжении s;

Xd =3/Xk - коммутационное сопротивление выпрямительного моста при скольжении s = 1;

Xk = 1Lk - сопротивление короткого замыкания асинхронного электродвигателя, приведенное к цепи ротора;

Xdтр = 3/Xkтр - коммутационное сопротивление тиристорного моста;

Xkтр =1Lkтр - сопротивление короткого замыкания трансформатора, приведенное к вторичной обмотке;

E2d = E20ds - выпрямленная э.д.с. моста UZ2;

E20d – выпрямленная э.д.с. моста UZ2 при скольжении s=1;

E1d = E1d0cos()-выпрямленная э.д.с. моста UZ1;

 [0, мах] - угол управления моста UZ1;

мах =мах - максимальный угол управления моста UZ1;

- максимальный угол коммутации моста UZ1;

Idмах – максимальное среднее значение выпрямленного тока ротора.

Электромагнитные процессы удовлетворительно описывается схемой замещения, изображенной на Error: Reference source not found, если

Idгр < Id < Idкр,

где Id - среднее значение выпрямленного тока ротора; где Idгр - значение гранично-непрерывного выпрямленного тока; Idкр - критическое значение выпрямленного тока ротора тока, при котором, угол коммутации

= = /3.

Так как у неуправляемого выпрямителя UZ2 угол управления = 0, то

Idкр = E20d/(2Xd).

Значение гранично-непрерывного тока моста UZ2

Idгр =,

где .

В установившемся режиме среднее значение выпрямленного тока ротора находится, в соответствии со схемой замещения, по формуле

,

которая определяет электромеханическую характеристику асинхронно-вентильного каскада. Вид электромеханической характеристики в относительных единицах представлен на Error: Reference source not found.

При построении электромеханической характеристики в качестве основных базовых величин приняты:

Uн - номинальное фазное напряжение статора;

Iн - номинальный ток статора;

?б =?1 - угловая частота напряжения статора.

Из энергетического равенства



следует выражение электромагнитного момента электродвигателя через выпрямленный ток ротора

M = pп (E20d id + Xd id2) /1, (2)

где pп - число пар полюсов. Момент на одну пару полюсов определяется выражением

M= c Id + L0 Id2 , где M=M/ pп.

График зависимости момента M от выпрямленного тока ротора Id при стандартных значениях параметров асинхронного электродвигателя в относительных единицах приведен на Error: Reference source not found. При построении механической характеристики в качестве производной базовой величины принят момент

Mб = pпm·Uн·Iн/1,

где m - число фаз.

Выражение

M= c Id + L0 Id2,

где .

определяет механическую характеристику асинхронно-вентильного каскада. Вид механической характеристики в относительных единицах представлен на Error: Reference source not found.
  1   2   3   4   5   6   7


ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО МОРСКОГО И РЕЧНОГО ТРАНСПОРТА
Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации