double arrow

Порядок выполнения работы. Требуемые результаты. Дополнительные условия. Основные теоретические положения

2

3. Порядок выполнения работы

 

3.1. Произвести предпроектный анализ.

3.2. Разработать техническое задание на самонастраивающуюся систему автоматизированного электропривода (СНС АЭП). Утвердить его у преподавателя - консультанта.

3.3. Составить функциональную схему СНС АЭП.

3.4. Выбрать устройство для регулирования напряжения обмотки возбуждения.

3.5. Разработать схему электрическую принципиальную СНС АЭП.

3.6. Составить структурную схему СНС АЭП.

3.7. Произвести моделирование, анализ и синтез САР СНС АЭП с заданными показателями качества.

3.8. Построить графики переходных процессов (разгонные кривые и переходные функции) выходной координаты на скоростях двигателя 0,1; 0,9; 1,1; 1,9 номинального значения, подтверждающие, что качество САР соответствует заданным требованиям.

3.9. Произвести анализ переходных процессов, сделать выводы.

4. Требуемые результаты

Разброс кривых графиков переходных процессов выходной координаты системы электропривода на разных скоростях при одинаковых приращениях управляющего воздействия (п. 3.8) не  должен составлять более 5% текущего значения.

5. Дополнительные условия

 

Системы автоматического регулирования выходной координаты электропривода при управлении по цепи якоря использовать из бакалаврской работы или из курсового проекта по дисциплине «Электромеханические системы» с теми же требованиями к качеству САР[13]. Канал регулирования возбуждения двигателя доработать.

6. Основные теоретические положения

 

6.1. Предпроектный анализ

Целью предпроектного анализа является определение совокупности факторов, формирующих требования к характеристикам электропривода, его аппаратным средствам и системе автоматического управления и определение возможности реализации электропривода с заданными показателями качества. При выполнении предпроектного анализа рекомендуется использовать [9]. Начинается предпроектный анализ, как правило, с анализа техпроцесса или оборудования как объекта управления (ОУ). В данной курсовой работе ставится цель разработки электропривода, поэтому объектами управления являются элементы электропривода. Результатом предпроектного анализа является вывод о необходимости и возможности создания системы автоматического управления (САУ) с заданными показателями качества и принятие решения о типе САУ, которая может реализовать задание.

6.1.1. Электродвигатель как ОУ

Для представления электродвигателя как ОУ необходимо выполнить следующее:

 1) Определить границы ОУ, то есть определить выходные координаты, управляющие воздействия, возмущения, входные параметры. Они определяются, исходя из задания и математического описания машины. Учитывая, что разрабатывается одномерная САУ, двигатель как ОУ должен иметь одно управляющее воздействие и одну выходную координату.

2)   Составить функциональную, структурную схемы ОУ с учетом действия возмущений.

3)  Определить диапазон изменения возмущений и величину возможного совместного влияния всех возмущений на параметры выходной координаты.

4) Принять решение о том, каким образом, возможно, компенсировать действие возмущений.

6.1.2. Преобразователь электроэнергии как объект управления.

В качестве управляемого преобразователя электрической энергии для питания электрической машины может быть применен электронный, электромагнитный или электромеханический преобразователь электрической энергии. Преобразователь получает энергию от промышленной сети, величина напряжения сети, согласно заданию, не является постоянной, а выходная координата преобразователя зависит от   напряжения сети,

следовательно, выходная координата может изменяться независимо от сигнала управления. Кроме того, регулировочная характеристика преобразователя может быть нелинейной.

Поэтому необходимо произвести анализ преобразователя как объекта управления. Для этого необходимо воспользоваться методом, изложенным в п. 6.1.1, по результатам анализа сделать вывод о необходимости создания САР промежуточных координат.

6.1.З. Выводы по результатам анализа оборудования как объекта управления

По результатам анализа, проведенного в п.п. 6.1.1 и 6.1.2, принимаются следующие решения:

- о необходимости разработки локальных САР, стабилизирующих необходимые промежуточные координаты;

- о необходимости применения' самонастройки;

- о том, каким образом учесть и обеспечить ограничения, установленные  заказчиком,   разработчиком   и  техническими характеристиками оборудования.

6.2. Разработка технического задания

Техническое задание (ТЗ) является документом, предусмотренным ЕСКД, оно разрабатывается "Исполнителем" и согласовывается с "Заказчиком". В ТЗ "Исполнитель" отражает все характеристики будущей системы электропривода.

6.3. Функциональная схема СНС АЭП

Функциональная схема необходима для того, чтобы выяснить, какие функциональные блоки необходимы для реализации системы электропривода. Функциональная схема содержит в себе блоки преобразования силовой энергии, двигатель, измерительные преобразователи, согласующие устройства,         функциональные

преобразователи, блоки управления, датчики. Функциональная схема, позволяет достаточно полно определить, как проходит по схеме силовая энергия (энергия, необходимая для выполнения технологического процесса) и по каким элементам схемы проходит сигнал управления. По функциональной схеме определяется, какие блоки необходимо использовать при составлении структурной схемы электропривода.

6.4. Выбор устройства для регулирования напряжения возбуждения двигателя

Регулирование напряжения обмотки возбуждения машины постоянного тока возможно только вниз от номинального значения. Для регулирования напряжения может быть применен электромеханический, электромагнитный, транзисторный или тиристорный преобразователь переменного тока в постоянный регулируемый или постоянного тока в постоянный регулируемый. Преобразователь должен выбираться по параметрам обмотки возбуждения: номинальному току и номинальному напряжению. Номинальное напряжение преобразователя должно быть равно номинальному напряжению обмотки возбуждения. Мощность же преобразователя должна быть равна или быть ближайшей большей в ряду мощностей, типоразмеров, выпускаемых заводом изготовителем данного типа преобразователей. Диапазон регулирования напряжения должен быть не менее рассчитанного, исходя из требований технического задания курсовой работы.

6.5. Разработка схемы электрической принципиальной СНС АЭП. Схема электрическая принципиальная даёт детальное представление о

принципе работы СНС АЭП.

Схема электрическая принципиальная составляется в два этапа.

На первом этапе составляется схема без корректирующих устройств и блоков самонастройки, т.е. составляется схема неизменяемой части электропривода. Она включает в себя двигатель, силовые преобразователи с их системами управления, датчики с системами гальванической развязки.

Перед вторым этапом составления схемы электрической принципиальной разрабатывается структурная схема неизменяемой части системы автоматического управления, производится анализ устойчивости и

качества САР. Затем разрабатываются блоки самонастройки, выбираются корректирующие устройства, то есть осуществляется синтез САР с заданными показателями качества.

После этого приступают ко второму этапу разработки схемы электрической принципиальной'. По выбранным элементам структурной схемы находят принципиальные электрические схемы, реализующие функции корректирующих устройств, сумматоров, блоков самонастройки согласующих устройств, усилителей и др., которые должны быть подключены к электрической принципиальной схеме неизменяемой части электропривода.

6.6. Разработка структурной схемы СНС АЭП

Элементами структурной схемы являются элементарные динамические звенья, сумматоры, умножители, делители, функциональные преобразователи. Структурная схема составляется на основе функциональной схемы и схемы электрической принципиальной. Согласно функциональной схеме определяются блоки, через которые проходит сигнал управления, и по принципиальным схемам этих блоков определяются их передаточные функции.

Для ориентировочной проверки рассчитанных динамических характеристик двигателя в приложении 2 представлены типовые значения динамических параметров машин постоянного тока в зависимости от их мощности.

6.7. Анализ и синтез САР

СНС АЭП может содержать несколько замкнутых контуров, регулирующих разные координаты. Наличие каждого замкнутого контура должно быть обосновано. Для каждого из контуров должна быть произведена постановка задачи разработки САР, а так же произведён анализ и синтез, дана оценка качества САР. Анализ и синтез САР может выполняться любым методом, рекомендуемым в теории автоматического регулирования, однако, наиболее отработанным и быстрым является метод логарифмических частотных характеристик.

6.8. Построение переходных процессов

Окончательную оценку качества разработанной СНС АЭП необходимо произвести по реакции электропривода на типовые управляющие воздействия. Переходные процессы целесообразно получать на ЭВМ. Для

этого необходимо смоделировать разработанную структурную схему СНС АЭП, используя какой-либо пакет прикладных программ (СИМУЛИНК МАТЛАБ, ДИСПАС, СИАМ или разработать свою программу).

Необходимо получить следующие переходные процессы:

а) при разомкнутых САР и без действия самонастройки:

- переходные функции тока якоря при действии изменения момента сопротивления на скоростях двигателя 0,1; 0,9; 1,1; 1,9 номинальной;

-переходные функции скорости при изменении управляющего воздействия, возмущающего воздействия на скоростях двигателя 0,1; 0,9; 1,1; 1,9 номинальной;

-переходные функции по возмущающим воздействиям других координат, для регулирования которых применены САР;

б) при замкнутых САР те же переходные функции, что и в а),

в) при всех замкнутых САР и при действии самонастройки:

- переходные процессы выходной координаты и скорости двигателя на скоростях 0,1; 0,9; 1,1; 1,9 номинального значения без действия возмущений;

-переходные процессы выходной координаты и скорости двигателя на скоростях 0,1; Q,9; 1,1;, 1,9 номинального значения при действии возмущений;

-переходные процессы тока якоря, скорости двигателя, тока обмотки возбуждения, Э.Д.С. двигателя и выходной координаты при пуске системы от нуля до максимального значения скорости двигателя и при остановке (разгонные кривые).

6.9. Анализ переходных процессов

Основной целью курсовой работы является разработка электропривода со стабильными динамическими характеристиками в условиях двухзонного регулирования электродвигателя и действии возмущений. Для компенсации действия некоторых возмущений используются САР. Анализ работоспособности и качества этих САР, в конечном счете, производится по реакции на типовое управляющее или возмущающее воздействие. При этом дается оценка качества переходного процесса, и он сравнивается с

переходным процессом, полученным до замыкания САР, делается анализ, реализуются ли заданные значения статической и динамической точности.

Окончательный вывод о выполнении разработанным электроприводом заданных показателей качества делается по анализу переходных процессов при подаче одинаковых по значению типовых управляющих воздействий, при этом переходные процессы изучаются в областях 0,1; 0,9; 1,1; 1,9 номинальной скорости вращения электродвигателя. Переходные процессы должны быть идентичными, отклонение должно быть не более чем определено в задании.

По кривым переходных процессов при пуске системы до максимальной скорости и остановке(разгонным кривым) изучается действие ограничителей.


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  


2

Сейчас читают про: