Расчет основных параметров и проектирование системы управления электроприводом

Функциональная схема электропривода

На основании принятых ранее решений о системе электропривода и реализации ее автоматизации можно составить функциональную схему электропривода, представленную на рис.6.1.

Система автоматического управления электроприводом состоит из объекта управления и регулятора. Под объектом управления мы понимаем совокупность электродвигателя, преобразователя энергии, питающего двигатель, и рабочего органа, т.е. в данном случае центробежного насоса, соединенного с валом двигателя через муфту. Задача по расчету автоматической системы управления данным электроприводом выборе, расчете и реализации регулятора. Регулируемая величина в данном случае одна - напор жидкости в сети. Регулятор реализован в комплектном преобразователе, выбранном нами для питания двигателя, нам остается только рассчитать и задать параметры и тип регулятора.

Математическое описание установки

Уравнения электропривода для случая механической передачи момента от двигателя к рабочему органу через муфту имеют вид:

М - М_с = J_с × dw/dt (6.1)

где J_с - суммарный момент инерции электропривода, кг/м², принимаем равным 1,6 момента инерции двигателя; М, М_с - соответственно моменты двигателя и сопротивления, Н×м; w - угловая скорость вала двигателя, рад/с.

Рассмотрим насосную установку горячего водоснабжения соединенную с сетью без статического напора как объект регулирования напора жидкости.

Напор жидкости в сети определяется уравнением:

Н_с = RQ² (6.2)

где Н_с - напор в сети; R - сопротивление в сети (функция расхода жидкости); Q - расход жидкости.

Напор, сообщаемый насосом в сеть определим как:

Н_н = Н₀×w*² - СQ² (6.3)

где Н₀ - напор при закрытой задвижке; w* - относительная скорость вращения вала насоса; С - коэффициент; Q - расход жидкости.

Регулируемой величиной в сети является напор, который изменяют путем увеличения подачи насоса. Водопроводную сеть без статического напора можно представить в виде апериодического звена с коэффициентом передачи равным обратному значению сопротивления сети и сравнительно большой постоянной времени (около 0,5с). Следовательно, входной величиной рассматриваемого звена (объекта) будет являться напор в сети, а выходной - подача насоса в сеть.

Разработка структурной схемы и расчет ее параметров

Структурная схема системы стабилизации напора

Воспользовавшись математическим описанием технологического объекта можно структурную схему системы стабилизации напора, представленную на рис.6.2.

Блок СУЭП (система управления электроприводом) включает в себя комплектный преобразователь и двигатель.

Данная структурная схема отражает математическое описание объекта управления (насоса, включенного в водопроводную сеть без статической составляющей напора). Зависимость Н_н (Q²; w) имеет вид формулы 6.3, а зависимость М (Q; w) определена при расчете нагрузочных диаграмм (см. формулу 4.3). Постоянную времени сети Т_с принимаем равной 0,5 с [1]. Апериодическое звено с постоянной времени Т₀ моделирует перепады давления из-за неравномерности выброса воды насосом, принимаем постоянную времени Т₀ = 0,01 с. коэффициент обратной связи по напору К_ос определим как:

К_ос = U_з_max / Н_max, (6.4)

где Н_max - максимальный напор в сети (25 м); U_з_max - максимальное напряжение задания, принимаем равным 10 В.

Таким образом, К_ос= 10/25 = 0,4 м/В.

Дата добавления: 2018-10-25; просмотров: 399; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 5 6 7 8 91011 12 13 14 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!