Расчет контура регулирования скорости

 

3.4.1. Максимальное значение приращения движущего усилия DF_{ст max} определяют из условия:

DF_{ст max} £ 0,1F₁=0,1×339400=33,94 кН,                          (3.24)

где F₁ - движущее усилие, равное статическому в начальный момент времени, Н.

Решение: Примем максимальное значение движущего усилия, при котором в замкнутой системе регулирования скорость не должна изменится более, чем на 1%:

DV_max=0,01×16=0,16 м/с.                                      (3.25)

 

3.4.2. Абсолютное значение статической ошибки в замкнутой системе управления DV_а определим по формуле:

              (3.26)

где а_с=2 - параметр настройки регулятора скорости [3];

Т_mс=а²_т(Т_m+Т_фт)+Т_фс=4(0,02+0,0125)+0,02=0,15 с - эквивалентная не компенсируемая постоянная времени контура скорости, с;

а_т=2 - параметр настройки регулятора тока [3];

Т_m=0,02с - постоянная времени тиристорного преобразователя [3];

Т_фт - постоянная времени фильтра на входе датчика тока, с;

 - постоянная времени фильтра на входе датчика скорости, с;

К=3 - кратность уменьшения пульсации напряжения тахогенератора [3];

 - частота полюсных пульсаций тахогенератора, Гц; 

К_К, К_V - заданные величины;

Т_м - электромеханическая постоянная времени электропривода, с;     m, R_S - ранее рассчитанные величины.

 

3.4.3. Относительное значение статической ошибки при установившемся режиме в замкнутой системе определим по формуле:

DV%=(DV_a/V_max)100%=(0,054/16)100=0,34 < 1%.                  (3.27)

 

3.4.4. Время регулирования определили по формуле:

                                     (3.28)        

где d=0,03 - допустимая динамическая ошибка по скорости [3];

V_max - максимальная скорость движения подъемных сосудов, м/с;

а_max - максимальное ускорение в период разгона и замедления, м/с².

 

3.4.4. Масштаб времени Z определили по формуле:

Z=t_рег/t_нор=3/6=0,5 с,                                       (3.29)

где t_нор=6 с - нормированное время переходного процесса [3].

Принимаем график переходного процесса для параметров Z=0,5, Q_т=0,15 [5].

 

3.4.5. Параметры настройки двухкратноинтегрирующего контура скорости определяем из условия равенства выражений:

в_са_с²а_т²Q_m²=2,5Z²; в_са_са_тQ_m=2,5Z.                              (3.30)

Отсюда в_с=2,5; а_с=Z/(а_тQ_m)=0,5/(2´0,15)=1,7.              (3.31)   

Решение: Приняли структурную и функциональную схемы контура регулирования скорости (рис.3.3)

    

3.4.6. Коэффициент обратной связи по скорости рассчитали по формуле:

                                          (3.32)   

                 

где R_зс=R_с;

U_дс - напряжение, В, снимаемое с датчика скорости при скорости подъема V_max, м/с.

Используем ячейку датчика напряжения ДН-2АИ (УБСР-АИ), и присоединим его вход к выходу тахогенератора с помощью делителя напряжения R_д¢ и R_д². Принять |U_дс|=|V_max| [3].

 

3.4.7. Напряжение, снимаемое с тахогенератора, определили по формуле:

                               (3.33)

где U_{тг ном} - номинальное напряжение тахогенератора, В;

n_{тг ном} - номинальная частота вращения тахогенератора, об/мин;

n_{дв ном} - номинальная частота вращения двигателя, об/мин.

 

3.4.8. Полное сопротивление делителя напряжения определим по формуле:

R_д=U_тг/I_{тг ном}=149,5/0,1=1,5 кОм,                             (3.34)

где I_{тг ном} - номинальный ток тахогенератора, А.

 

3.4.9. Мощность резисторов:

P_д=U_тгI_{тг ном}=149,5´0,1=14,95 Вт.                             (3.35)

 

                                    (3.36)

Условие согласования: R_д¢£ =2400/10=240 Ом,              (3.37)

где R_{вх д}=2,4кОм - входное сопротивление датчика ДН-2АИ(УБСР-АИ)

Передаточная функция ПИ-регулятора скорости имеет вид:

(3.38)

 

3.4.10. Параметры ПИ-регулятора скорости:

                          (3.39)           

Условие жесткости подъемных канатов:

так как К_пс³10 необходимо принять демпфирующий коэффициент

                           (3.40)

где К_пс=10 [3].

 

3.4.11. Постоянная времени интегральной части ПИ-регулятора скорости:

              (3.41)

                                                        

Применим ячейку регулятора скорости РС-1АИ (УБСР-АИ).

 

3.4.12. Входные сопротивления регулятора скорости (С_ос=2мкФ):

R_зс=R_с=Т_ис/С_ос=0,03/(2×10^-6)=15 кОм.                           (3.42)

 

3.4.13. Сопротивление обратной связи регулятора скорости:

R_ос=R_зсК_пс=15000×21,4=321 кОм.                                (3.43)

 

3.4.14. Параметры фильтра на входе регулятора скорости:

Т_ф¢=в_са_сТ_mс=2,5×1,7×0,15=0,64 с;                               (3.44)

С_фс=Т_ф¢/(0,5R_зс)=0,64/(0,5×15000)=0,85 мкФ.                   (3.45)

Список используемой литературы

1. Родченко А.Я., Евсеев Ю.В. Автоматизированный электропривод многоканатной подъемной установки. Ч.1. Механическая часть электропривода: Учеб.пособие /Норильский индустр. ин-т.– Норильск, 1996.-44с.

2. Писарев А.И., Родченко А.Я. Автоматизированный электропривод многоканатной подъемной установки. Ч.2. Система «управляемый выпрямитель – двигатель» с реверсом возбуждения двигателя. Силовые элементы электропривода: Учеб.пособие /Норильский индустр. ин-т.– Норильск, 1996.-48с.

3. Писарев А.И., Родченко А.Я. Автоматизированный электропривод многоканатной подъемной установки. Ч.3. Система «управляемый выпрямитель – двигатель» с реверсом возбуждения двигателя. Автоматическое управление электроприводом: Учеб.пособие /Норильский индустр. ин-т.– Норильск, 1996.-26с.

4. Комплектные тиристорные электроприводы:Справочник / И.Х.Евзеров, А.С.Горобец, Б.И.Мошкович и др.; Под ред. канд. техн.наук В.М.Перельмутера.- М.:Энергоатомиздат, 1988.-319с.:ил.

5. Католиков В.Е., Динкель А.Д., Седунин А.М. Тиристорный электропривод с реверсом возбуждения двигателя рудничного подъема.- М.:Недра, 1990.-382с.:ил.

6. Тиристорный электропривод рудничного подъема / А.Д.Динкель, В.Е.Католиков, В.И.Петренко, Л.М.Ковалев.-М.:Недра, 1977.-312с.:ил.

7. Александров К.К., Кузьмина Е.Г., Электротехнические чертежи и схемы.- М.:Энергоатомиздат, 1990.- 288с.:ил.

8. Католиков В.Е., Динкель А.Д., Седунин А.М. Автоматизированный электропривод подъемных установок глубоких шахт.- М.:Недра, 1983.-270с.:ил.

9. Малиновский А.К., Автоматизированный электропривод машин и установок шахт и рудников: Учебник для вузов.- М.:Недра,1987.- 277с.:ил.

10. Хаджиков Р.Н., Бутаков С.А., Горная механика:Учебник для техникумов.- 6-е изд., перераб. и доп.- М.:Недра, 1982.-407с.