Электрический привод - файл n1.doc

Электрический привод
Скачать все файлы (2563 kb.)

Доступные файлы (1):
n1.doc2563kb.15.02.2014 19:53скачать

n1.doc

  1   2
Задача 1 «Механическая часть электропривода»
Для заданной кинематической схемы механизма (рис.1):

  1. составить расчетную схему, выполнив приведение статических моментов и моментов инерции к валу двигателя;

  2. записать уравнение движения, составить структурную схему и написать передаточные функции механической части;

  3. построить соответствующие ЛАЧХ и ЛФЧХ.



Рис. 1 Кинематическая схема механизма
Сформируем дополнительные данные:

J=13,1

J=2,35

J=21

m=5600

i=25

c=85

=0,85

=0,8

D=0,2

Решение


1) Составим расчетную схему, выполнив приведение статических моментов и моментов инерции к валу двигателя.





рис. 2 Расчетная схема механизма

Считаем момент статический при различных режимах работы двигателя.

а) двигательный режим

,

где ;


б) генераторный режим



Упругий элемент (трос) разделяет поднимаемый груз и остальную часть электропривода. Так как условием задачи предусматривается учет только одной упругости, то расчетная схема будет двухмассовой. Тогда момент инерции первой массы равен:



Момент инерции второй массы равен:



где ;



Приведенный коэффициент упругости равен:




  1. Запишем уравнения движения, составим структурную схему и напишем передаточные функции механической части:

Уравнение движения для двухмассовой системы имеет вид системы, состоящей из трех дифференциальных уравнений:


где - приведенный коэффициент упругости упругого элемента.

а) в двигательном режиме:



б) в генераторном режиме:


Структурная схема системы представлена на рис. 3


рис. 3 Структурная схема двухмассовой системы.

Полученная структурная схема содержит две перекрещивающиеся обратные связи, поэтому её необходимо упростить:

  1. точку съема сигнала- точку С перенесем в точу D. Согласно правилу переноса, точки съема сигнала в переносимую ветвь включаем элемент, обратный передаточной функции обойденного звена.

  2. переносим точку сложения сигнала- точку В в точку А, правило переноса то же.

Преобразованная схема показана на рис. 4






рис. 4 промежуточная структурная схема двухмассовой системы.
Передаточная функция обратной ветви запишется так:



Передаточная функция прямой ветви:


Передаточная функция двухмассовой системы:



где “+”- для отрицательной обратной связи

“-“ – для положительной обратной связи



Преобразуем полученную передаточную функцию так, чтобы получить типовые звенья:



где Т- постоянная времени.

Обратная величина называется собственной частотой колебаний и определяется по формуле:





тогда Т=0,008 с

Результирующая структурная схема двухмассовой системы состоит из двух типовых звеньев: интегрирующего и колебательного.
М


Рис. 5 результирующая структурная схема.


  1. Построим соответствующие ЛАЧХ и ЛФЧХ.



рис.6 ЛАЧХ (сверху) и ЛФЧХ (снизу) механической части электропривода.
Проведем анализ ЛАЧХ: определим сопрягаемые частоты в нашем случае



Низкочастотная ЛАЧХ представляет собой линию, асимптотой которой

является прямая с наклоном -20 дб/дел.

После сопрягаемой частоты наклон асимптоты изменяется на

- 40 дб/дек., и составляет -60 дб/дек..

Данная система имеет астатизм первого порядка.

Данные ЛАЧХ и ЛФЧХ системы имеют разрыв при и работа

системы при данных частотах недопустима.

Система является неустойчивой , так как по обе стороны от частоты среза

наклон равен -60 дб/дек..


Задача 2 «Электропривод с двигателем постоянного тока независимого возбуждения типа ПБСТ»
Для двигателя постоянного тока независимого возбуждения типа ПБСТ:

  1. изобразить структурную схему двигателя и определить её параметры;

  2. рассчитать и построить естественную механическую М=f(w) и электромеханическую I=f(w) статические характеристики двигателя;

  3. рассчитать и построить искусственные характеристики М=f(w) и I=f(w) при пониженном напряжении на якоре двигателя; при этом характеристика должна проходить через заданную точку и ;

  4. рассчитать и построить искусственные характеристики М=f(w) и I=f(w) при ослаблении поля; при этом характеристика должна проходить через заданную точку и ;

  5. рассчитать и построить пусковую диаграмму М=f(w) и I=f(w) при пуске двигателя в 3-4 ступени, определить величины сопротивлений, включаемых последовательно в якорную цепь; рассчитать время работы на каждой характеристике при и ;

  6. рассчитать и построить ЛАЧХ и ЛФЧХ двигателя;

  7. рассчитать с учетом электромагнитной инерции якорной цепи переходной процесс в одномассовой системе при скачкообразном приложении нагрузки и построить графики ;двигатель при этом работает на естественной характеристике.


Таблица 1. Технические данные двигателя типа ПБСТ на напряжение U=220 B и 1000

Тип двигателя

ПБСТ 62

Номинальная мощность

4,7 кВт

Номинальный ток якоря

24 А

Номинальный момент

46,6 Нм

КПД

87%

Маховый момент

1,03 кГсм

Число витков якоря

351

Сопротивление якоря при 15,

0,344 Ом

Сопротивление дополнительных полюсов при 15,

0,114 Ом

Допустимая кратность пускового тока

4

Число полюсов, 2р

4

Число параллельных ветвей , 2а

2

Дополнительные данные к задаче:








Решение.


  1. изобразим структурную схему двигателя постоянного тока независимого возбуждения и определим её параметры.



Для составления структурной схемы двигателя постоянного тока запишем систему уравнений:



где - активное сопротивление якорной цепи, включающее сопротивление якорной обмотки и сопротивление дополнительных полюсов:



где - температурный коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления при нагреве. Для двигателя типа ПБСТ 32 =1,54

- индуктивность якорной цепи по формуле Умова:



где р- число пар полюсов двигателя.


Постоянная двигателя определяется по его паспортным данным.



На основе уравнений в операторной форме можно поучить структурную схему двигателя постоянного тока независимого возбуждения при неизменном потоке:



рис. 7 Структурная схема ДПТ НВ.


  1. Рассчитаем и построим естественную механическую и электромеханическую статические характеристики двигателя.

Уравнение статической электромеханической характеристики ДПТ НВ можно получить, если решить уравнение:



Уравнение статической механической характеристики ДПТ НВ имеет вид:

;

- номинальная скорость
Электромеханическая естественная характеристика представлена на рис. 8.



рис.8 Электромеханическая характеристика двигателя.
Механическая характеристика двигателя представлена на рис. 9.



рис. 9 Механическая характеристика двигателя.


3. Рассчитаем и построим искусственные характеристики и при пониженном напряжении на якоре двигателя; при этом характеристика должна проходить через заданную точку

Жёсткость характеристик не зависит от напряжения на якоре (характеристики параллельны):




рис. 10 Искусственная электромеханическая характеристика двигателя при пониженном напряжении на якоре.





рис. 11 Искусственная механическая характеристика двигателя при пониженном напряжении на якоре.
4.Рассчитаем и построим искусственные характеристики и при ослаблении поля; при этом характеристика должна проходить через заданную точку:



Ток короткого замыкания не зависит от магнитного потока, поэтому:









Жёсткость этой искусственной характеристики:

  1   2
Учебный текст
© perviydoc.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации