Электропривод вентилятора главного проветривания (стр. 2 из 2)
тип привода –ПЭВ-11А
Серия включает в себя следующие исполнения шкафов: ввода, отходящих линий, секционного выключателя, трансформатора напряжения и трансформатора собственных нужд.
6. Разработка и построение математической модели электропривода.
Систему управления эл.приводом строим по принципу подчиненного регулирования на элементах УБСР-АИ, система статическая, так как регулятор скорости пропорциональный, и такая система получается однократно-интегрирующей по управляющему воздействию, т.е. ошибка по скорости будет проявляться при наличии сигнала возмущения. САР привода по схеме вентильного каскада содержит два контура:
- контур выпрямленного тока ротора двигателя.
- контур скорости двигателя.
Наша задача – составить структурную схему электропривода и определить передаточные функции регуляторов.
Опишем объект регулирования:
Rэ=0,008 Ом – эквивалентное сопротивление цепи ротора;
Тэ= 0,01 сек – компенсируемая постоянная времени;
Км – коэффициент отношения момента двигателя к выпрямленному току
J – момент инерции приведенный
J= Jдв+ Jвент =31,9+350 =381,9 кНм2
В роторную цепь включается инвертор.
где
=0,02 сек- не компенсируемая постоянная времени;Ки – передаточный коэффициент инвертора.
Ки =Ер/10=1520/10=152
Здесь 10В – напряжение управления, подаваемое в СИФУ инвертора.
Опишем контур тока:
где ат- степень демпфирования по току;
t - сумма некомпенсированных малых постоянных времени.
Ко.т. – коэффициент обратной связи по току.
Ко.т.= 2/Id = 0,003
-ПИ регулятор 
Тm = t =0,02Опишем контур скорости. Передаточная функция регулятора скорости запишемся (П-регулятор):
передаточный коэффициент обратной связи по скорости.ас – коэффициенты демпфирования контура скорости.
Конечная структурная схема электропривода по схеме АВК приведена в графической части.
Согласно структурной схемы:
Из передаточной функции разомкнутой системы по управляющему воздействию в соответствии со структурной схемой получим зависимость для расчета регулировочной характеристики привода в разомкнутой системе:
Из передаточной функции по возмущаемому воздействию определим механические характеристики привода в разомкнутой системе:
В замкнутой системе механические характеристики привода жесткие и не зависят от нагрузки. Регулировочная характеристика:
Для компенсации Едв в начальный момент пуска подается напряжение смещения Uсм:
Расчет элементов системы управления
Расчет параметров регуляторов тока:
Его передаточная функция имеет вид:
Пропорциональная часть:
Интегральная часть:
Rзт=Rос.т=15 кОм Отношение Rзт и Rос.т будет равно коэффициенту усиления пропорциональной части регулятора.
; 
из условия технического оптимума. 
Емкость конденсатора Сот определяется через постоянную времени ИЧ регулятора:
; 
Для исключения влияния пульсирующего характера тока и напряжения снимаемых с шунта, на вход датчика тока нужно установить фильтр. Принимаем Rф=10 Ом; Тф=0,006 с. Сф=Тф/Rф=600 мкФ.
Расчет регулятора скорости.
Представим регулятор скорости в виде:
Передаточная функция регулятора скорости:
Где J- момент инерции приведенный: J =381,9 кНм2 ; кос= 0.017241; км=27.553 Нм/А; ат=2; ас - демпфирование по скорости ас = 4;
Принимаем Rзс =Rос.с =15 кОм. получим:
Так как коэффициент усиления датчика скорости =1, то обеспечить данный коэффициент обратной связи можно за счет делителя напряжения:
;
Т.к. тахогенератор прецензионный, обладающий малыми пульсациями напряжения, фильтр на входе датчика скорости не ставим.
Согласно структурной схемы можно записать уравнения, описывающие работу каждого звена:
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
В целом описание всей системы управления примет следующий вид:
Приведем полученную систему к виду, требуемым для численного решения методом Рунге-Кутты на ЭВМ:
где:
7. Моделирование системы АВК на ЭВМ.
В курсовом проектировании построение было произведено путем моделирования системы АВК вентилятора главного проветривания на ЭВМ. Для отладки системы, работы системы управления электропривода были проведены следующие исследования:
1. Ступенчатое воздействие управляющего сигнала.
2. Возмущающие воздействие момента статического в номинальном режиме работы.
8. Заключение.
Нами была разработана система электропривода вентилятора главного проветривания шахты по схеме АВК. Был проведен выбор оборудования, смоделирована система управления электроприводом и рассчитаны на ЭВМ динамические процессы.
Проведенные исследования динамических процессов позволяют сказать, что разработанная система управления удовлетворяет требованиям, предъявляемым к ней. Ошибка по управляющему воздействию нулевая, ошибка по возмущающему воздействию 3%. Наиболее хорошие характеристики были получены при коэффициентах демпфирования
Зависимость Id=f(t) и n=f(t) построены в графической части, также приведены принципиальная и структурная схемы электропривода АВК.
9. Список литературы.
1. Вешеневский С.Н. Характеристики двигателей в электроприводе.- М.,"Энергия", 1977.-432 с., илл.
2. Комплектные тиристорные электроприводы: К63.Справочник/ И.Х. Евзеров, А.С. Горобец, Б.И. Мошкович и др.; Под ред.канд.техн.наук В.М. Перельмутера.-М., Энергоатомиздат, 1988.-319 с., илл.
3. Малиновский А.К. Автоматизированный электропривод машин и установок шахт и рудников. Москва “ Недра” 1987.-277с.
4. Онищенко Г.Б. Асинхронный вентельный каскад.- М., Энергия, 1967.-152 с., илл.
5. Чиликин М.Г.,Сандлер А.С. Общий курс электропривода.- М., Энергоиздат, 1981.-576 с., илл.
6. Хватов С.В., Титов В.Г. Проектирование и расчет асинхронного вентильного каскада.-Горький,1977.-91 с.