Атематические основы автоматическогоуправления в системах электроснабжения




НазваниеАтематические основы автоматическогоуправления в системах электроснабжения
страница1/3
Дата публикации26.07.2013
Размер0.66 Mb.
ТипДокументы
zadocs.ru > Математика > Документы
  1   2   3




МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АВТОМАТИЧЕСКОГОУПРАВЛЕНИЯ В СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
1 Цель работы

Изучение основных положений теории автоматического управления и получение навыков расчета статических и динамических характеристик линейных систем автоматического регулирования (САР).
2 Пояснения к работе

На рисунке 1 приведена схема системы автоматического регулирования скорости вращения вала электрического двигателя постоянного тока с независимым возбуждением. Такие системы могут применяться в приводах металлорежущих станков, прокатных станов и других приводах, где требуется стабилизация скорости вращения вне зависимости от момента, создаваемого приводным механизмом.



Электродвигатель Д получает питание от генератора постоянного тока Г, имеющего независимое возбуждение от генератора-возбудителя В. Генератор Г и возбудитель В приводятся в движение первичным двигателем (на рисунке1 не показан). Обмотка возбуждения двигателя ОВД получает питание от независимого стабилизированного источника постоянного тока. Регулирование скорости вращения вала двигателя Д осуществляется при постоянном (номинальном) токе возбуждения изменением напряжения на зажимах якоря двигателя генератором Г с помощью автоматического регулирующего устройства. Это устройство состоит из тахогенератора Т (датчика), потенциометра П со стабилизированным питанием (задатчика), элемента сравнения (нуль-органа) НО, электронного усилителя У и возбудителя В, играющего роль электромашинного усилителя.

Система регулирования работает следующим образом.

Тахогенератор Т, находящийся на одном валу с двигателем Д, вырабатывает напряжение, прямо пропорциональное скорости вращения двигателя,

,

где - напряжение тахогенератора, В;

n - cкорость вращения двигателя, об/мин;

- коэффициент пропорциональности (передаточный коэффициент), В·(об/мин)-1.

С потенциометра П снимается напряжение, прямо пропорциональное задаваемой скорости,

,

где - напряжение на выходе потенциометра (задатчика), В;

- заданная скорость вращения двигателя, об/мин;

- передаточный коэффициент, В·(об/мин)-1.

Шкала положений подвижного контакта потенциометра П может быть отградуирована в единицах задаваемой скорости, об/мин. Потенциометр П и тахогенератор Т должны быть рассчитаны и подобраны таким образом, чтобы выполнилось равенство

.

Напряжения и подаются на входы нуль-органа, на выходе которого получается разность этих напряжений:

,

прямо пропорциональная отклонению фактической скорости от заданного значения (ошибке регулирования  n = n0n ).

Напряжение U усиливается безынерционным усилителем У и подается на обмотку возбуждения возбудителя:

,

где Uу - напряжение на выходе усилителя У;

kу - коэффициент усиления усилителя по напряжению.

С учетом принятого условия линеаризации всех характеристик ток возбуждения возбудителя и его напряжение Uв в установившемся режиме прямо пропорциональны напряжению Uу . В переходном режиме из-за наличия индуктивности в обмотке возбуждения изменения тока возбуждения и напряжения Uв отстают от изменений напряжения Uу . Работа возбудителя описывается следующим дифференциальным уравнением:

,

где Tв - постоянная времени цепи обмотки возбуждения возбудителя;

kв - коэффициент усиления возбудителя по напряжению.

Аналогичные процессы происходят в генераторе постоянного тока Г, для него может быть написано дифференциальное уравнение

,

где TГ - постоянная времени цепи обмотки возбуждения генератора;

kГ - коэффициент усиления генератора по напряжению.

Таким образом, напряжение UГ , приложенное к двигателю в установившемся режиме, прямо пропорционально отклонению фактической скорости от заданного значения.

Для описания работы двигателя постоянного тока с независимым возбуждением используем известные уравнения:

Ед = kе Ф n = Cе n ;

M = kМ Ф I = CМ I ;

,

где Ед - ЭДС двигателя;

М - момент, создаваемый на валу двигателя;

I - ток в обмотке якоря двигателя;

R - внутреннее сопротивление якорной цепи двигателя;

n - скорость вращения вала двигателя;

Ф - поток возбуждения двигателя;

kе , kМ ,Cе , CМ - коэффициенты пропорциональности,

Cе = kе Ф , CМ = kМ Ф ( при Ф = Фн = const ).

Инерционность работы двигателя в переходных режимах определяется, главным образом, инерционностью маховых масс на валу двигателя. Уравнение движения для двигателя имеет следующий вид:

,

где ^ J - момент инерции маховых масс на валу двигателя;

Мс - момент сопротивления или нагрузка на валу двигателя.

Произведем соответствующие подстановки и несложные преобразования:

;

;

.

Введем обозначение

- электромеханическая постоянная времени двигателя, и окончательно получим следующее дифференциальное уравнение, описывающее работу двигателя постоянного тока с независимым возбуждением:

.

При возмущении системы (например, увеличении нагрузки на валу двигателя) обороты двигателя начинают изменяться (снижаться), вследствие чего изменяется UТ . Ошибка регулирования  n начинает возрастать, что приводит к увеличению U ,Uу , Uв ,UГ . Увеличение напряжения UГ компенсирует возрастание нагрузки Мс , препятствуя снижению скорости вращения. В установившемся режиме ошибка регулирования станет несколько большей, чем это было до появления возмущения, однако несравненно меньшей, чем это было бы при отсутствии автоматического регулирования.
^ 3 Содержание работы

1 Составить функциональную и структурную схему системы автоматического регулирования.

2 Составить передаточные функции звеньев разомкнутой и замкнутой системы при возмущении со стороны тормозящего момента.

3 Рассчитать и построить статические характеристики разомкнутой и замкнутой системы, сделать вывод о влиянии обратной связи и оценить статическую ошибку регулирования.

4 Рассчитать и построить характеристики разомкнутой системы:

а) амплитудно-фазовую частотную характеристику (годограф комплексного коэффициента усиления);

б) логарифмические амплитудно-частотную и фазочастотную характеристики (с помощью асимптотических характеристик звеньев).

5 По найденным в п. 4 характеристикам с помощью критерия Найквиста оценить устойчивость системы. Для устойчивой системы определить запас устойчивости по амплитуде и фазе. Если система оказалась неустойчивой, сделать ее устойчивой путем изменения параметров (коэффициента усиления усилителя или постоянной времени возбудителя).

6 Составить передаточную функцию замкнутой системы при возмущении со стороны задатчика.

7 Рассчитать и построить вещественную частотную характеристику замкнутой системы.

8 На основе вещественной частотной характеристики (п. 7) методом трапеций рассчитать и построить переходную характеристику замкнутой системы.

9 По найденной переходной характеристике (п. 8) оценить качество системы автоматического регулирования, определив время регулирования и динамическую ошибку.

Исходные данные для расчета системы автоматического регулирования выдаются каждому студенту индивидуально из таблицы 1.

Таблица 1 – Данные для расчета САР

№ ва-ри-анта

Параметры элементов системы

,

,кг·м

,

,













, с

1

950

15

7

5,5

1,6

1,5

30

0,14

0,85

0,2

0,006

2

600

12

8

4

1,9

1,4

45

0,2

0,8

0,35

0,05

3

700

15

12

5

1,5

1,2

30

0,19

0,7

0,3

0,006

4

800

15

5

4

1,7

1,3

45

0,2

0,85

0,2

0,008

5

600

9

7

5,5

1,8

1,25

45

0,15

0,6

0,35

0,006

6

650

9

12

5

1,9

1,3

35

0,19

0,5

0,28

0,007

7

600

15

8

4,5

2,0

1,2

40

0,2

0,9

0,25

0,005

8

750

15

9

5,5

1,7

1,3

30

0,18

0,6

0,16

0,007

9

700

8

6

4

1,8

1,3

35

0,22

0,7

0,25

0,006

10

800

11

13

4,5

1,65

1,15

38

0,17

0,9

0,24

0,006

11

850

9

6

4

1,8

1,4

35

0,2

0,7

0,31

0,006

12

650

15

13

5,5

1,6

1,2

40

0,14

0,8

0,3

0,007

13

950

8

11

5

1,8

1,3

35

0,2

0,5

0,32

0,008

14

800

10

9

4,5

2,0

1,2

40

0,23

0,7

0,3

0,006

15

700

11

7

5,5

1,5

1,45

35

0,25

0,9

0,15

0,005

16

700

15

10

4,5

1,8

1,3

30

0,16

0,6

0,17

0,005

17

700

12

8

4

1,7

1,2

35

0,22

0,7

0,35

0,008

18

950

9

7

5,5

1,9

1,3

45

0,2

0,9

0,28

0,005

19

800

10

6

5

1,8

1,2

35

0,24

0,7

0,25

0,007

20

950

11

10

4

1,6

1,3

40

0,21

0,8

0,17

0,005

21

800

8

13

4

1,25

1,25

30

0,16

0,6

0,20

0,008

22

600

15

8

4,5

2,0

1,4

45

0,2

0,5

0,25

0,008

23

550

11

10

4

1,9

1,4

40

0,14

0,7

0,19

0,005

24

750

10

7

4

1,7

1,2

40

0,25

0,8

0,2

0,006

25

600

9

11

5,5

1,8

1,4

45

0,14

0,9

0,18

0,006

26

950

8

9

4

2,0

1,3

35

0,15

0,85

0,15

0,007

27

950

12

10

5

1,7

1,25

30

0,2

0,8

0,25

0,005
  1   2   3

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Атематические основы автоматическогоуправления в системах электроснабжения icon«Теоретические основы электротехники»
Рецензенты: зав кафедрой электроснабжения железнодорожного транспорта Иргупс, профессор, д т н. Бардушко В. Д., доцент кафедры электроснабжения...

Атематические основы автоматическогоуправления в системах электроснабжения iconПояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине: «Системы...
Выполнить проект электроснабжения термического цеха завода, схематический генплан которого дан на рисунке 1

Атематические основы автоматическогоуправления в системах электроснабжения iconО бъектами профессиональной деятельности выпускников являются системы...
Объектами профессиональной деятельности выпускников являются системы электроснабжения промышленных предприятий, системы электроснабжения...

Атематические основы автоматическогоуправления в системах электроснабжения iconТема 21. Организация и планирование производства дистанции (участка) электроснабжения (ЭЧ)
Задачи, структура и технические средства дистанции (участка) электроснабжения (ЭЧ)

Атематические основы автоматическогоуправления в системах электроснабжения iconКурсовой проект
В тоже время на ряде предприятий имеются собственные тэц. Усложнение схем электроснабжения ведет к необходимости внедрения автоматизированных...

Атематические основы автоматическогоуправления в системах электроснабжения iconавтоматический ввод резерва; ад
Системы электроснабжения промышленных предприятий относятся к большим сложным системам и обладают характерными свойствами, которые...

Атематические основы автоматическогоуправления в системах электроснабжения iconАрифметические основы вычислительных машин
Представить десятичные числа в двоичной, восьмеричной, шестнадцатеричной и двоично-десятичной системах счисления

Атематические основы автоматическогоуправления в системах электроснабжения iconАрифметические основы вычислительных машин
Представить десятичные числа в двоичной, восьмеричной, шестнадцатеричной и двоично-десятичной системах счисления

Атематические основы автоматическогоуправления в системах электроснабжения iconМетодические указания к практическим занятиям по дисциплине «Программирование...
...

Атематические основы автоматическогоуправления в системах электроснабжения iconН. И. Смоленцев Технические средства в системах автоматики управления
Смоленцев Н. Итехнические средства в системах управления и автоматики. Учебное пособие(Курс лекций) – Челябинск: Изд-во юурГУ, 2012....

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
zadocs.ru
Главная страница

Разработка сайта — Веб студия Адаманов