Определение структуры и параметров объекта управления

Введение

Электроприводы играют в настоящее время важную роль при решении задач автоматизации во всех отраслях народного хозяйства. Их технические параметры существенно влияют на качество и надёжность автоматизированных технологических процессов.

Развитие силовой электроники и микроэлектроники оказало плодотворное влияние на разработки в области электропривода и автоматики. Современный автоматизированный электропривод включает в себя системы управления и регулирования с высоким уровнем организации и одновременно сам является подсистемой в иерархической структуре автоматизации.

Возросшие требования к скорости и точности, выполняемых электроприводом движений, необходимость обеспечить взаимную связь одновременных движений нескольких рабочих органов машины или ряда агрегатов технологической цепи при оптимальных показателях и заданных ограничениях существенно усложнили функции управления электроприводом.

Определение структуры и параметров объекта управления

В состав объекта управления входят широтно-импульсные преобразователи и двигатель постоянного тока 4ПФ112L – 3,55кВт – 425 мин ^–1 с параметрами:

– номинальная мощность                  кВт,

– номинальный ток якоря                 А,

– КПД                                                ,

– номинальная частота вращения              мин ^–1,

– напряжение в якорной цепи           В,

– напряжение в обмотке возбуждения  В,

– момент инерции на валу двигателя кг×м²,

– номинальный момент                     Н×м,

– номинальный ток возбуждения               А.

Двигатель типа 4ПФ предназначен для привода механизма главного движения станков с ЧПУ, гибких производственных систем и роботизированных производственных комплексов. Двигатель поставляется со встроенными тахогенераторами типа ТП80-20-0,2 и датчиками тепловой защиты – терморезистором типа СТ 14-1Б. Двигатель выдерживает нагрузку по току при номинальной частоте вращения  в течении  и  в течении ; при максимальной частоте вращения –  в течении . [2]

Суммарный момент инерции, приведённый к валу двигателя:

 

 кг×м²

 

Сопротивление якорной обмотки:

 

 [4]

 тогда  Ом

 

Постоянная двигателя

 

 В×с

 

где  В×с/Вб

тогда

 

    Вб

 

Номинальная угловая скорость вращения:

 

 с ^–1

 

Максимальная скорость вращения:

 

 с^–1

 

Индуктивность рассеяния якорной цепи двигателя вычислим по приближённой формуле Уманского-Линвилля: [1]

 

 Гн =  мГн [1]

 

 

Учитывая индуктивность трансформатора и сглаживающих дросселей, полная индуктивность

 

 Гн

 

Электромагнитная постоянная времени:

 

 с

 

Максимальный момент при максимальной скорости и номинальном потоке:

 

 Н×м

 

Определим во сколько раз можно уменьшить поток, чтобы момент развиваемый двигателем не снизился меньше чем  Н×м

 

 

С учётом запаса зададимся максимальным снижением потока в 2 раза, тогда:

 

 Н×м

 

Тогда максимально возможная скорость:

 

 с^–1

 

Принимаем  с^-1

Найдём количество витков в обмотке возбуждения:

 

 

Сопротивление цепи возбуждения:

 

 Ом