Файл: Андрющенко, В. А. Автоматизированный электропривод систем управления учеб. пособие.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 23.10.2024

Просмотров: 57

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

можно воспользоваться ориентировочными значениями максималь­

ных люфтов, допустимых в редукторах

автоматизированных элек­

троприводов

систем

управления:

 

 

 

Передаточное

число ре­

 

 

 

 

дуктора і

 

40 ч- 1200

1200 -=- 2400

2400 ч- 10 000

Максимальное

значение

 

 

 

 

дэпустимого

мертвого

 

 

 

 

хода

на валу

электро­

 

 

 

 

двигателя,

о л т

а х , град

25

25 ч - 55

55 ч- 230

Тогда величину

люфта нд

выходе

редуктора можно опреде­

лить по формуле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

я

= * і ™ < * .

 

(10.35)

 

 

 

 

 

2і

 

 

Общепринято, что люфты механических передач не должны пре­ вышать половины величины допустимой статической ошибки си­ стемы электропривода.

Вопросы для самопроверки

1.Назовите основные нелинейности автоматизированного электропри­

вода.

2.В чем суть метода гармонической линеаризации нелинейностей? Ка­ кова точность этого метода?

3.Сформулируйте и поясните логарифмический частотный критерий

устойчивости нелинейных автоматизированных электроприводов.

4. Как определяются параметры автоколебаний с помощью.логарифми­ ческих частотных характеристик?

5.С какой целью вводятся в системы электроприводов нелинейные корректирующие устройства?

6.Как можно учесть нелинейности типа насыщения и люфта системы •

электропривода при выборе желаемой ЛАХ?

7. Назовите основные физические и математические отличия нелинейных и линейных электроприводов.

Г Л А В А 11

ПРИМЕР РАСЧЕТА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА

Рассмотрим пример статического и динамического расчета ди­ станционного следящего электропривода. В качестве исходных дан­ ных примем следующие:

1) момент статического сопротивления нагрузки

Ма~0,2signQ кГм;

1 1 Заказ № 967

153

2)

момент инерции нагрузки

 

 

 

 

 

 

JB

= 0,04

кГм • сек,2;

 

3) максимальная

скорость

отработки

входного

сигнала

 

 

 

&тах •=

1

рад/сек;

 

 

4)

максимальное

ускорение

отработки

входного

сигнала

 

 

 

гтах

— 0,5

рад/сек2;

 

5)

максимальная статическая ошибка системы хСТ -< 5;

6)

максимальная скоростная ошибка хс

<1 20';

 

7)

перерегулирование при скачкообразном управляющем воз­

действии а

20%;

 

 

 

tn >.' 0,3 сек.

 

8)

время

переходного процесса

 

§ 33. С Т А Т И Ч Е С К И Й РАСЧЕТ С Л Е Д Я Щ Е Г О Э Л Е К Т Р О П Р И В О Д А

ВЫБОР ЧУВСТВИТЕЛЬНОГО ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА

Исходя из заданных требований к точности работы следящего электропривода и рекомендаций, изложенных в § 18, выбираем двухотсчетную следящую систему в качестве чувствительных эле­ ментов. Для нее используем вращающиеся трансформаторы (ВТ) типа СКВТ И.6.713.205 (см. табл. 7). Передаточное число редук­ тора между ВТ точного и грубого отсчета принимаем равным 15 (kp_T-= 15). Коэффициент передачи выбранных ВТ, работающих в трансформаторном режиме, будет равен 1 в/град (/гч_э = 1 в/град).

Передаточная функция чувствительного измерительного устрой­ ства

V?! (р) = - ^ -

= К. А т = 1 • 57,3 • 15 = 860 в/рад.

Ѳвх (Р)

 

ВЫБОР ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО

Э Л Е К Т Р О Д В И Г А Т Е Л Я И Р Е Д У К Т О Р А

В соответствии с техническим заданием и рекомендациями, из­ ложенными в § 19, в качестве исполнительного электродвигателя целесообразно выбрать асинхронный двухфазный электродвига­ тель с полым ротором типа ДИД-5. Этот электродвигатель имеет следующие технические данные:

1)напряжение сети ис — 36 в;

2)частота сети / = 400 гц;

3)

скорость

вращения

номинальная п н о м = 4000 об/мин;

4)

полезная

мощность

Р н о м =

5 em;

5)

вращающий момент Л4Н 0 М = 120 г-см;

6)

пусковой момент Мп = 240 г-см;

7)

момент инерции ротора і д в

= 0,025 г-см-сек2;

8)

напряжение управления иу

= 30 в.

154

Передаточная

функция

двигателя

 

 

 

 

 

 

WAP)

Ѳдв(р)

__

^дв

 

28_

 

 

 

"вых(р)

Р(1 +

Т№р)

р (1 +

0,13р)

 

 

 

 

 

где передаточный

коэффициент

двигателя

 

 

 

 

 

k

„ =

2 Я

" " ° м Л і п

=

2Я.4000-240

=

2 8

д / в . с е к

д

60 (Л1п — М „ о м ) иу

 

60 (240. — 120) 30

 

 

 

 

и электромеханическая постоянная времени двигателя

 

 

Т

 

2 "п но,Лв

_ 2я-4000-0,075

= Q

1 3

^

 

 

д в

60 (М„ — Миои)

 

60(240— 120)

 

 

 

 

Приведенный

момент .инерции

системы

принимаем

равным

0,075

г-см-сек2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^ Д В = ^ д в + ^ Р + ~ -

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г2г)

 

 

 

 

 

Выбор типа редуктора производится согласно рекомендациям,

изложенным в

§ 20. Примем

оптимальный

коэффициент

передачи

редуктора от двигателя к исполнительному механизму, исходя из

рекомендаций, изложенных

в § 19:

/гр =

J ^ L = 0,0025.

 

Ѳдв

Коэффициент механической передачи от двигателя к вращающему трансформатору точного отсчета

/гР = Ѵ Ѵ т = 0,0025-15 = 0,0375.

ВЫБОР У С И Л И Т Е Л Я

В качестве усилителя, управляющего электродвигателем, вы­ бираем полупроводниковый усилитель. Исходя из рекомендаций, изложенных в § 23, определяем коэффициент усилителя. С одной стороны, коэффициент усиления усилителя должен быть таким, чтобы выходное напряжение его соответствовало номинальному напряжению электродвигателя на обмотке управления. Входное напряжение усилителя определяем, исходя из заданной статической ошибки, а именно:

и вх ~ ^ч. э'xct' k ' р.т =

=1,25 в.

 

w

Тогда коэффициент усиления усилителя по напряжению

^'

ц дв. ном

30

2^

У

"вх

1,25

 

155

С другой стороны, для обеспечения заданной точности работы следящей системы коэффициент усиления усилителя находим, ис­ ходя из величины общего коэффициента усиления системы, который определяется по заданному значению установившейся ошибки при максимальной постоянной скорости отработки по формуле

is

&тах 1-57,3-60 = 172.

 

20

Тогда коэффициент усиления

усилителя находим из выражения

BTro

Рис. 92

откуда

 

К. э-йдв-йр

1-57,3-28-0,0025

Принимаем

К у = 60, что удовлетворит оба условия.

Пользуясь

рекомендациями

§ 21, рассчитываем усилитель вы­

бранного типа и строим принципиальную схему. Так как следящая система должна быть двухотсчетной, то перед усилителем У необ­ ходимо предусмотреть схему переключающего устройства ЛУ для автоматического согласования грубого и точного отсчетов. Реко­ мендации по выбору и расчету схемы согласования приведены в § 17.

Окончательное уточнение параметров усилителя производится

после выбора корректирующих

устройств.

 

 

Передаточная функция усилителя

 

 

 

Г£/ /дЧ _ "вых (р)

_

 

Ку

_

60.

 

«вх(р)

 

1 + 7 >

 

1 + 0 , 0 1 p

'

где Ку = 60 — коэффициент

усиления

усилителя;

 

Ту = 0,01 сек — постоянная

времени

усилителя.

Блок-схема рассчитываемой следящей

системы

приведена на

рис. 92. Передаточная функция

нескорректированной следящей

156

системы в разомкнутом состоянии

Кп

 

 

242

 

WKK(P)

(I +

Тур)

р (1 +

0,13р) (1 +

0,01р)

Р (I + Т№р)

где Кп — коэффициент добротности системы по скорости

Кг • К. э • К •к д в

• К =

1 • 5

7 ' 3 • 6 0 • 2

8 • °>0025 :

242.

§ 34. Д И Н А М И Ч Е С К И Й

РАСЧЕТ

С Л Е Д Я Щ Е Г О Э Л Е К Т Р О П Р И В О Д А

Выбор требуемых корректирующих устройств начнем с построе­ ния ЛАХ нескорректированной следящей системы (рис. 93, кривая

^нк

исходя из передаточной функции нескорректированной

следящей

системы.

Ордината ЛАХ при © = 1 (точка Ак1)

L ( l ) = 201g/Cß =2 0 lg 242 = 47,7 дб.

Сопрягающие частоты отдельных звеньев

1

1 -тп

— ь

щ = ! ДВ= 0,13= 7,7 сек >

Юс.

100 сек—і

 

0,01

 

Для построения желаемой

ЛАХ /,ж (со),

удовлетворяющей за­

данным требованиям, воспользуемся рекомендациями, изложен­ ными в § 25.

Определим запретные области построения желаемой ЛАХ. Об­ ласть, ограничивающая желаемую ЛАХ снизу, определяется асимп­ тотами — 20 и — 40 дб/сек, проходящими через контрольную точку Л к 2 . Координаты этой точки определяются по формулам

0,5 = 0,5 сек— 1.

L ( c û K ) = 2 0 1 g 4 ( c o K ) = 201g-

 

Ътаххс

1-60-57,3

20 lg 206 = 46,3 дб.

0,5-20

 

Область физически реализуемых ЛАХ линейной системы огра­ ничивается асимптотами Ьх (со), L 2 (со) и L 3 (со) (см. § 32).

Принимая люфт редуктора Р3 равным 2 хл = 0,04° и определяя амплитудное значение ошибки из соотношения

* 0 « 1 0 * л = 1 0 - 0 , 0 2 = 0,2°,

157

Смотрите также файлы