Система «Тиристорный преобразователь – двигатель по структуре подчиненно-го регулирования». КурсовиК. Кафедра эпапу пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине Системы управления электроприводами Система Тиристорный преобразователь двигатель по структуре подчиненного регулирования

• Название: Кафедра эпапу пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине Системы управления электроприводами Система Тиристорный преобразователь двигатель по структуре подчиненного регулирования
• Анкор: Система «Тиристорный преобразователь – двигатель по структуре подчиненно-го регулирования
• Дата: 26.08.2022
• Размер: 4.96 Mb.
• Имя файла: КурсовиК .doc
• Тип: Пояснительная записка; #653712
• страница: 3 из 5

4 В ыбор датчиков обратных связей

Датчик тока состоит из измерительного шунта RS и усилителя ДТ. Для выбора измерительного шунта, определим ток, протекающий через шунт RS:



где - пусковой ток, А.



Выбираем измерительный шунт 75 ШСМ – 2000,

где 2000 – номинальный ток шунта , А.

75 – номинальное падение напряжения шунта , мВ.

Определим падение напряжения на шунте , при протекании через него пускового тока , В:



Определим коэффициент усиления датчика тока:



Датчик скорости состоит из тахогенератора и делителя напряжения подключенного параллельно якорю тахогенератора.

Для обратной связи по скорости выберем тахогенератор типа ПТ – 32/1с параметрами: В, Об/мин, А.

Номинальная частота вращения тахогенератора, 1/с:


Определим напряжение на якоре тахогенератора , при номинальной частоте вращения двигателя , В:



Определим пара метры сопротивлений делителя, Ом:



Найдём величину переменного сопротивления, Ом:



Выбираем из номинального ряда из условия Ом.

Найдём величину постоянного резистора, Ом:



Выбираем из номинального ряда Ом.

Определим мощность сопротивлений, Вт:

5. Расчёт параметров регуляторов

Рассматриваемая структура подчинённого регулирования (смотреть рис 5.2) позволяет производить расчёт регуляторов, их оптимизацию и настройку для каждого контура отдельно /5/. При расчёте параметров регуляторов с достаточной точностью можно пренебречь противо-ЭДС двигателя, т.е. считать В.
5.1 Расчет регулятора тока
Подлежащий расчёту и оптимизации внутренний контур тока при допущении, что будет иметь вид, приведённый на рисунке 5.1. Некомпенсируемая малая постоянная времени контура тока с достаточной точностью может быть принята равной сумме постоянных времени преобразователя и датчика тока, с.




Рисунок 5.1 - Структурная схема контура тока
Передаточная функция объекта регулирования тока:

Рисунок 5.2 - Структурная схема подчинённого регулирования скорости

2. 
   Описание структурной схемы подчинённого регулирования скорости.
   

В состав системы автоматического управления (САУ) входят:

• 
  Датчики обратных связей (тока и скорости);
  
• 
  Тиристорный преобразователь;
  
• 
  Электродвигатель;
  
• 
  Регуляторы тока и скорости.
  

1. 
   Датчик тока представляет собой апериодическое звено первого порядка, его инерционность объясняется схемой самого датчика, и математическое описание имеет вид:
   

где - постоянная времени (быстродействие) датчика тока;

2. 
   Датчик скорости, который реализован с помощью тахогенератора, можно считать безынерционным и математически представляет собой коэффициент пропорциональности или передаточный коэффициент обратной связи по скорости:
   

где В – максимально возможное напряжение задания по скорости;

3. 
   Математически тиристорный преобразователь представляет собой апериодическое звено первого порядка и имеет вид:
   

Постоянная времени преобразователя принимается равной, с:

4. 
   Электродвигатель математически описывается двумя передаточными функциями;
   

• 
  Апериодическое звено, которое описывает электрические процессы, т.е. изменение тока в якоре двигателя, и имеет вид:
  

• 
  Интегрирующее звено, которое описывает механические процессы, т.е. изменение скорости якоря двигателя, и имеет вид:
  

При использовании последовательной коррекции контура тока необходимо иметь следующую функцию разомкнутого контура тока:



где - постоянная интегрирования контура тока.

Тогда передаточная функция регулятора тока будет равна:



После упрощения получим:



где коэффициент усиления пропорционально-интегрального регулятора тока равен:

_.
Постоянная интегрирования регулирования тока равна, с:



При настройка регулятора тока будет соответствовать стандартной настройке на модульный оптимум. При этом коэффициент усиления регулятора тока должен быть равен:



Передаточная функция замкнутого контура тока при его настройке на модульный оптимум с достаточной точностью равна:

2. 
   Расчёт регулятора скорости
   

На рисунке 5.3 приведён подлежащий расчёту и оптимизации внешний контур скорости. Передаточная функция объекта регулирования скорости имеет вид /5/:




где - малая некомпенсируемая постоянная времени контура скорости, которую при настройке контура на модульный оптимум с достаточной точностью можно считать равной сумме и , но учитывая, что обратная связь по скорости безынерционная, то , с.

Рисунок 5.3 - Упрощённая структурная схема контура скорости

Исходя из требований жесткости статических характеристик (задание на проектирование ), настроим контур скорости на модульный оптимум.

При стандартной настройке желаемая передаточная функция разомкнутого контура будет иметь вид:



где - постоянная интегрирования контура скорости, которая должна быть равной .

Тогда передаточная функция регулятора скорости будет иметь вид:



после упрощения, получим пропорциональный регулятор с коэффициентом усиления:

2. 
   Расчёт параметров элементов регуляторов
   

На основании построенных передаточных функций регуляторов определим параметры элементов регуляторов.

В качестве регулятора тока выбираем ПИ – регулятор, который можно реализовать при помощи операционного усилителя (смотреть рис.5.4).



Рисунок 5.4 - Схема регулятора тока
Зададимся мкФ, тогда можно определить R_ОС, кОм:

Принимаем _{ }=_{ }, Ом:



В качестве регулятора скорости выбираем П – регулятор, который реализуется на операционном усилителе (смотреть рис. 5.5).





Рисунок 5.5 - Схема регулятора скорости

Принимаем кОм.
тогда:


Выбор устройств защиты

Основные требования, предъявляемые к аппаратам и устройствам защиты, заключаются в следующем:

1. 
   Максимальное быстродействие. С ростом продолжительности протекания аварийного тока увеличиваются размеры повреждений преобразователя, а при опрокидываниях инвертора возрастает абсолютное значение аварийного тока. Малая теплоёмкость кремниевого элемента и обусловленная этим фактом высокая чувствительность тиристоров к значению и продолжительности протекания аварийных токов определяют высокие требования к быстродействию защиты тиристорных преобразователей.
   
2. 
   Селективность. Отключение только повреждённых вентилей без нарушения работы исправных вентилей и преобразователя в целом. В то же время при срабатывании защиты, отключающей преобразователь в целом, не должна срабатывать защита, отключающая вентили.
   
3. 
   Чувствительность. Обеспечение срабатывания защиты при возможно меньших значениях аварийных токов.
   
4. 
   Надёжность, помехоустойчивость, простота настройки и обслуживания.
   

Для защиты ТП от токов короткого замыкания, перенапряжения, снижения напряжения применяют автоматические выключатели, служащие для отключения электрических цепей. Используем автоматические выключатели серии А3700.

На стороне постоянного тока используем автоматический выключатель типа АВ2М.

На стороне переменного тока используем автоматический выключатель типа АВ2М.

Также для защиты от токов короткого замыкания используем быстродействующие предохранители с наполнителем, модернизированный, типа ППН-41-1000А.

В систему защит преобразователей входит быстродействующее устройство защиты по управляющему электроду с датчиком, сдвигающее управляющие импульсы к границе инверторного режима при внешних и внутренних к.з., при появлении аварийных токов в уравнительном контуре или открывании группы на группу и при опрокидывании инвертора.

Перенапряжения на вентилях могут появляться как при периодической коммутации вентилей, возникающей при каждом переходе тока с одного вентиля на другой, так и от коммутации во внешних цепях.

Для уменьшения перенапряжений в первом случае используются RC-цепочки, шунтирующие вентили.

Для защиты ВП от внешних непериодических коммутаций можно использовать такие защитные RC - цепочки, включение которых осуществляется на выходе трансформатора.

В качестве сопротивление используем непроволочные резисторы постоянного сопротивления типа УЛИ-0.25.

В качестве ёмкости используем металлобумажные конденсаторы постоянной ёмкости МБГП типа МБГП.

•