Логико-командный регулятор электродвигателя постоянного тока независимого возбуждения

Оглавление
Введение 3
Цель курсового проектирования 4
Задачи курсового проектирования 5
Рабочее задание на курсовой проект 6
Исходные данные для выполнения расчётов 7
Схема и описание типовой структуры, содержащей исполнительные устройства 8
Расчёт коэффициентов уравнения «вход-выход» проектируемого логико-командного регулятора 8
Расчёт механических характеристик. Построение графиков 9
Расчёт регулировочных характеристик. Построение графиков 12
Расчёт пусковых характеристик. Построение графиков 13
Расчёт и построение разгонной пусковой характеристики электрического двигателя 14
Список использованной литературы 18

Расчёт и построение разгонной пусковой характеристики электрического двигателя
Рассчитываем индуктивность на якоре:

Суммараня индуктивность:

Для каждой ступени посчитываем момент движения Мд из соотношения, входящий в состав уравнения Д’Аламбера:

Выражаем угловую скорость через момент:

Находим корни характеристического уравнения, приравняв его к нулю.
По формуле Хэвисайда, определяем зависимость угловой скорости от времени:


Рассчитываем разницу скоростей на реостатной ступени:

Получаем длительность переходного процесса:

Откуда находим время:

Рассчитаем первую ступень.

Зависимость момента от скорости будем считать линейной:

скорость в конце первой ступени
Составим уравнение по 2 точкам:





Вычислим интеграл с помощью Mathcad:

Получим значение t1 - 0,385c .
Для ускорения дальнейших вычислений, воспользуемся пакетом Matlab/Simulink [6].
Построим структурную схему двигателя постоянного тока с независимым возбуждением, и получим графики разгонной характеристики:
Рисунок 6. Модель Simulink. На схеме Step - управляющее воздействие; Ra,Ra1,Ra2, Ra3 - сопротивления цепи якоря в зависимости от подключённых ступеней; Switch - блоки управления ступенями; Km - коэффициент момента; Ke - коэффициент противоЭДС; Step1 - возмущающий момент; 1/(Jd+Jn) - момент инерции; Scope - блоки выведения графиков.
Рисунок 7. Пусковая характеристика
На рисунке наблюдается большой скачок при отключении последней ступени. Это объясняется тем, что сопротивление даже одной ступени больше на порядок чем собственное сопротивление якорной цепи.
Далее, разрабатываем принципиальную схему устройства коммутации для подключения разгонных ступеней:
Рисунок 8. Принципиальная схема устройства коммутации
В качестве управляющих устройств выбираем контакторы малогабаритные КМЭ 50А 220В NO+NC «CTR-S-50-220».
В качестве резисторов в связи с необходимыми требованиями (номинал примерно 1Ом, мощность больше 250Вт) выбираем RPS0500DH1R00JN, RPS 500 Вт 1 Ом 5%.
Список использованной литературы
В.Б. Давыдюк «Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине «Технические средства автоматизации и управления»», М.: МИИТ – 2005 г.
Подлипенский В.С., Саблин Ю.А., Юрчук Д.Ю. «Элементы и устройства автоматики», М.: Политехника – 1995 г.
Терехов В.А. «Технические средства АСУ ТП», М.: Высшая школа – 1989 г.
Вольдек А.И., Попов В.В. «Электрические машины. Машины переменного тока: Учебник для вузов.», СПб.: Литер, 2010. — 350 с.
Вольдек А.И., Попов В.В. «Электрические машины. Введение в электромеханику. Машины постоянного тока и трансформаторы», 2008 "Питер" СПб. 319c.
Черных И.В. «Simulink: Инструмент моделирования динамических систем», 2003, 252с.
1
2