ПЕРЕЧЕНЬ ЛИСТОВ ГРАФИЧЕСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ

РЕФЕРАТ

Настоящий дипломный проект является работой по исследованию возможности замены приводов постоянного тока ответственных производственных механизмов на переменный. Тема является актуальной в наши дни.

В проекте был выбран аналогичный по мощности и скорости асинхронный двигатель, преобразователь частоты, выбран векторный способ управления, произведен расчет статического момента. Система управления, построенная по принципу подчиненного регулирования, оптимизирована, рассчитаны передаточные функции, постоянные времени и коэффициенты регуляторов, обратные связи.

Расчеты на нагрев и перегрузку подтвердили правильность выбора мощности двигателя. Произведенные технико-экономические расчеты показали, что за счет экономии эксплуатационных расходов срок окупаемости меньше нормативного.

Результаты моделирования показали, что привод отрабатывает задание по положению с заданной точностью, показатели переходных процессов (перерегулирование и время регулирования) удовлетворительные, тахограмма и нагрузочная диаграмма близки к рассчитанным.

Таким образом, результаты работы подтвердили, что мероприятие по модернизации электропривода оправдает себя.

Пояснительная записка содержит 88 страниц машинописного текста.

Графическая часть содержит 6 чертежей формата А1.

ПЕРЕЧЕНЬ ЛИСТОВ ГРАФИЧЕСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ

№ п/п	Наименование документа	Обозначение	Формат
	Электропривод нажимных винтов. Схема принципиальная силовая	14 06 04 0664 011 Э3	А1
	Электропривод нажимных винтов. Кинематическая схема. Тахограмма и нагрузочная диаграмма	14 06 04 0664 011 К	А1
	Электропривод нажимных винтов. Схема функциональная	14 06 04 0664 011 Э2	А1
	Электропривод нажимных винтов. Схема структурная	14 06 04 0664 011 Э1	А1
	Электропривод нажимных винтов. Моделирование	14 06 04 0664 011 Э1	А1
	Электропривод нажимных винтов. Технико-экономические показатели модернизации электропривода	14 06 04 0664 011 ПЛ	А1

ВВЕДЕНИЕ

Данный дипломный проект является работой по изучению электропривода нажимных винтов, установленных на клети 1300 цеха прокатка широкополочных балок ОАО НТМК. Цех был пущен в работу в декабре 1977 года. И на данном механизме были установлены 2 двигателя постоянного тока (двухдвигательный привод) МПС - 640 - 700 и комплектный тиристорный привод КТЭУ - 1600/750 – 22181 - УХЛ4.

Тема дипломного проекта – модернизация электропривода нажимных винтов.

Здесь будет рассмотрена идея замены провода постоянного тока, существующего в настоящее время, на электропривод переменного тока. Дело в том, что при проектировании данной установки (1977 год) преобразователи частоты не достигали такого технического уровня, как преобразователи постоянного тока, и не устанавливались на таких ответственных механизмах. Они применялись для нерегулируемых приводов или приводов с небольшим (ступенчатым) регулированием.

Современные преобразователи частоты по своим техническим характеристикам ничуть не уступают преобразователям постоянного тока, а двигатели переменного тока имеют лучшие технико–экономические показатели. Применение частотных преобразователей в настоящее время является более перспективным.

На последующих страницах будут произведены необходимые расчеты механической части, выбран двигатель, преобразователь, построена тахограмма и нагрузочная диаграмма, проверки привода на перегрузку и нагрев, разработка системы регулирования. В программе Matlab будет создана модель привода, изучены его характеристики в динамике. В экономических расчетах определен срок окупаемости и величина капитальных затрат. Будут рассмотрены вопросы безопасности жизнедеятельности.

Цель всего проекта – показать актуальность темы замены приводов постоянного тока переменным.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Нажимное устройство

Нажимное устройство (рис.2.2) представляет собой цилиндрический редуктор с вертикальным расположением осей шестерён, привод которого осуществляется от двух вертикальных электродвигателей.

Ступица венцовой шестерни имеет квадратное отверстие, в которое закладываются четыре бронзовых планки, охватывающие квадратный хвостик нажимного винта. Привод венцевых шестерён осуществляется непосредственно от электродвигателя. Моторная шестерня консольно крепится на конусном конце электродвигателя.

Для синхронизации вращения нажимных винтов, венцовые шестерни связаны между собой паразитными шестернями, одна из которых, при необходимости раздельного вращения нажимных винтов, выводится из зацепления с помощью гидроцилиндра, соединённого с осью шестерни.

Устройство нажимного механизма

1- шестерня переключения; 2- паразитная шестерня; 3- редуктор указателя раствора валков; 4- двигатель; 5- моторная шестерня; 6- тихоходная венцовая шестерня; 7- нажимной винт; 8- нажимная гайка; 9- узел подпятника

рис. 2.2

Нажимная гайка выполнена из бронзы Бр АЖМц 10-3-1, 5. Напрессованным кольцом из кованной стали образуется водяная рубашка, по которой циркулирует вода, охлаждающая гайку. Гайка размещается в расточке верхней поперечены станины и фиксируется от поворота двумя шпонками. Тело нажимного винта закрыто от попадания окалины и пыли телескопическим кожухом, который одновременно является маслосборником. Нижний конец нажимного винта опирается на подпятник, собственно подпятник выполнен из бронзы, а опорные диски из стали.

Указатель раствора валков. Привод указателя раствора валков, включающий в себя распределительный редуктор автоматики, осуществляется через коническую передачу от шестерни, находящейся в зацеплении с венцовой шестерней нажимного устройства. Собственно коническая передача вмонтирована в промежуточный редуктор, соединённый с редуктором указателя раствора валков координатным соединением. Привод обеспечивает вращение большой и малой стрелок указателя, при этом большая стрелка фиксирует на циферблате ход нажимных винтов от 0 до 100 мм, малая стрелка - от 0 до 1200 мм.

Для перевода стрелок с пульта при перевалке валков или износе текстолитовых подшипников в редуктор встроен дифференциал, имеющий привод через червячную передачу от отдельного двигателя, образующий независимую от нажимного устройства кинематическую цепь.

Уравновешивание верхнего валка гидравлическое. Особенностью механизма уравновешивания верхнего валка является наличие только одного гидроцилиндра плунжерного типа, который установлен в расточке оси центральной (паразитной) шестерни нажимного устройства. Конструкция компактна и не затрудняет обслуживание механизмов клети. Плунжер гидроцилиндра шарнирно соединён с траверсой, а последняя с балками при помощи двух тяг. Тяги механизма пропущены через отверстия в корпусе нажимного устройства, а длина тяг при необходимости может регулироваться.

Особенностью рабочей клети «1300» по сравнению с клетями блюмингов является необходимость установки проводковой арматуры для надёжного захода и выхода из калибров полосы при её прокате. Кроме двух проводковых брусьев, закреплённых на станинах, в пазах корпусов подушек нижнего вала установлены ещё два бруса, на которые монтируется проводковая арматура, при этом последняя не выходит за габариты окна станины. Проводковая арматура может быть без затруднения заменена при смене валков.

Данная конструкция вызвала увеличение ширины окна станин до 2100мм и повлияла на конструкцию подушек рабочих валков, которые выполнены составными, состоящими из корпуса подушек и собственно подушки.

Подушки валков. Корпуса подушек нижнего валка связаны между собой траверсой и снизу имеют по две бронзовые планки, необходимые для передвижения комплекта валков с подушками по направляющим станин, и рамы устройства для перевалки валков. Осевая регулировка верхнего валка производится за счёт перемещения корпусов подушек относительно станин клети с помощью прижимных планок, закреплённых на станине и оборудованных гидроцилиндра прижима и сдвижки. Осевая регулировка нижнего валка осуществляется иначе: корпусы подушек при этом зафиксированы упорами относительно станин, а с помощью других упоров, закреплённых на корпусах подушек нижнего валка относительно соответствующих корпусов. В корпусах верхних подушек выполнены расточки, в которых устанавливаются узлы подпятников нажимных винтов.

Кроме этого сквозь корпусы верхних подушек пропущены тяги, которые соединяются шарнирно с балками механизма уравновешивания верхнего вала. Снизу в тягах выполнены по два паза, в которые вставляется чека: в нижний паз - для захвата бугелей при рабочем перемещении верхнего валка; в верхний паз -для подъёма корпусов верхних подушек перед перевалкой валков, так как при перевалке эти корпуса остаются в клети.

Особенности эксплуатации:

При работе стана должны устанавливаться сетчатые щиты со стороны перевалочного устройства. При настройке нижнего валка по высоте пользоваться подкладками, количество которых не должно превышать трёх.

Периодически производить чистку отверстий для подвода воды в клиньях подушек, вывернув для этого пробки.

Периодически контролировать состояние трущихся поверхностей нажимных винтов, при появлении сетки разгара или налипании бронзы необходимо произвести смену винтовой пары и прошлифовать поверхности деталей до выведения дефектов.

Поскольку нажимной винт не связан с подушкой верхнего валка и не имеет жестокого упора в крайнем нижнем положении, во избежание поломок венцовой шестерни нажимного устройства, на нажимной винт установлено предохранительное устройство, которое в аварийных случаях обеспечивает упор нажимного винта в гайку. Для освобождения винта от заклинивания предохранительное кольцо разрезается огнём, для чего предварительно раскрепляется верхнее звено телескопического кожуха. Категорически запрещается включение и выключение шестерни переключения нажимного устройства при работе двигателей нажимного устройства.

Исходные данные для проектирования

Технологическая карта прокатки для профиля 25Б представлена в табл.2.3, перемещение нажимного винта – табл.2.4.

Таблица 2.3

Технологическая карта прокатки. Профиль 25Б.

№	показание стрелки	№ калибра	сечение	∆ h
			240× 320
		О₁

		I
			←
		II
			180⁰
		III
		IV	28× 333

Таблица 2.4

Перемещение нажимного устройства

пропуск
профиль 25Б	↓	↓	↓	↓	↓	↑
допустимое время, с		3, 5				4, 5

Вес верхнего валка с подушками – 80, 5 т, вес движущихся частей нажимного винта – 8 т.

Требования к электроприводу

Требования к электроприводу предъявляются, исходя из технологического процесса, а также условий работы привода. К ним относятся:

1. Возможность ручного и полуавтоматического управления.

2. Высокая точность позиционирования.

3. Реверсирование электропривода.

4. Обеспечение работы в двигательном и тормозном режиме.

5. Ограничение ускорения.

6. Частота ускорений до 720 в час.

КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ

Выбор двигателя

В настоящий момент на механизме установлен двигатель МПС-640-700, мощностью 640 кВт и скоростью 700 об/мин, с вертикальным расположением вала. Выбираем асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором с аналогичными параметрами. Предварительный расчет мощности производиться не будет, так как при проектировании данной установки был заложен запас по мощности, который является необходимым для таких ответственных механизмов.

Данные двигателя представлены в табл.3.1.

Таблица 3.1

Технические данные двигателя

Тип	Р, кВт	Uн, В	Iн, А	n_н, об\мин	cosφ	η	I_п/ I_н	М_п/ М_н	М_мах/М_н	J_ротора, кг•м²
ВАН-14-39-8					0, 85	92, 6		0, 84

Выбор преобразователя

На ОАО НТМК в последнее время широко внедряются преобразователи фирмы «Сименс». Поэтому для данного привода будет выбран преобразователь этой фирмы. Исходя из требований, предъявляемых к приводу нажимных винтов, выбираем преобразователь частоты с векторным управлением.

Преобразователь SIMOVERT MV: 6 SE 80 10 – 1 D А 0 1 – L02

Расшифровка:

· 6 SE 80 – конструктивный ряд

· 10 – Мощность в 100 кВА

· 1 – тип охлаждения – воздушное

· D – номинальное напряжение подключения – 6 кВ

· А – преобразователь с 12-пульсным диодным входом

· 0 – функциональный уровень

· 1 - SIMOVERT MV c максимальной выходной частотой 66 Гц (стандарт)

· L02 – дополнительная опция – активный выпрямитель

Номинальное напряжение – 6 кВ, номинальный ток – 95 А

Общие технические данные:

· Силовые элементы - диоды и транзисторы HV-IGBT

· Выпрямитель со стороны сети - активный реверсивный выпрямитель Active Front End (AFE)

· Инвертор со стороны двигателя - трехточечный инвертор

· Регулирование- регулятор TRANSVEKTOR, полноцифровой с RISC-процессором (32 бит)

· Квадранты привода -  AFE -2 направления вращения в движении и торможении (4 квадрант)

· Вспомогательное электропитание 3× 380 В ± 10%, 50/60 Гц ± 3%

· Коэффициент мощности основной гармоники > 0, 96

· КПД – 97, 6 %

· Диапазон регулирования частоты и скорости вращения -1: 1000.

Регулятор TRANSVEKTOR достигает динамических качеств, присущих приводу постоянного тока. Это становится возможным благодаря тому, что токовые составляющие, отображаемые моментом и потоком, регулируются точно и независимо друг от друга. С помощью такого векторного регулирования можно очень точно поддерживать и ограничивать заданный момент. В среднем диапазоне регулирования скорости ориентированное на поле регулирование преобразователя SIMOVERT MV не требует датчика скорости и полностью независимо от параметров мотора. Датчик скорости требуются в перечисленных ниже случаях использования: высокие требования к динамике; регулирование момента или поддержание постоянного момента в диапазоне регулирования > 1: 10; малые скорости вращения; высокая точность по скорости.

Принимаем к установке преобразователь без датчика скорости.

Конструкция силовой части:

Силовая часть преобразователя SIMOVERT MV состоит в стандартном исполнении из:

· Силового выключателя

Выключатель высокого напряжения, управляется преобразователем.

· Входного трансформатора - для приведения сетевого напряжения к среднему напряжению.

· Активного выпрямителя

· Трех точечного промежуточного контура с конденсаторами и устройством короткого замыкания для разрядки. Необслуживаемые и самовосстанавливающиеся конденсаторы МКК в параллельном подключении для сглаживания напряжения промежуточного контура.

· Трехточечного инвертора с тремя фазными элементами (состоят каждый из HV-IGBT и диодной силовой платы.)

· Фильтр IHV создает из импульсного выходного напряжения инвертора синусное напряжение.

· Комбинированный измерительный преобразователь тока и напряжения

Служит для регистрации выходного напряжения и тока двигателя (текущих значений). Прецизионный регистратор тока двигателя и выходных напряжений по специальной патентованной методике Sigma-Delta.

Конструкция силовой части в трехточечной технике имеет много преимуществ: HV-IGBT нагружает только половину промежуточного контура. Частота переключения составляет при одинаковом качестве выходного тока только около ¼ необходимой при двухточечной технике частоты; поэтому потери в HVIGBТ малы, К.П.Д. высок. Лучшая форма кривой выходного тока (рис.3.1) по сравнению с двухточечной техникой: потери в двигателе и уровень шума малы.

Форма выходного тока преобразователя

рис.3.1

Преобразователь осуществляет диагностику неисправностей.

· Силовой выключатель

· Повышенное и пониженное напряжение сети

· Контроль состояния трансформатора

· Выход из строя вентилятора

· Контроль двигателя. Термисторный прибор 3RN1011-1CB00 для защиты двигателя. Оценивает температуру двигателя для предупреждения и дальнейшего отключения. Выходные контакты встроены во внутреннюю цепь отключения выключателя.

· Контроль IGBT транзисторов

· Напряжение промежуточного контура

· Контроль замыкания фазы на землю

· Контроль напряжения управления

Расчет параметров двигателя

1. Номинальное скольжение

где - угловая скорость вращения поля, рад/с

- угловая скорость вращения ротора, рад/с

где - число пар полюсов

2. Критическое скольжение

3. Полное сопротивление короткого замыкания

где - фазное номинальное напряжение, В

- фазный номинальный ток, А

4. Активное сопротивление короткого замыкания

где cosφ – коэффициент мощности двигателя

5. Активное сопротивление обмотки статора

6. Активное сопротивление обмотки ротора

7. Реактивное сопротивление короткого замыкания

где m- число фаз

М_мах- максимальный момент двигателя, Н∙ м

8. Реактивное сопротивление обмотки статора

9. Реактивное сопротивление обмотки ротора

10. Взаимная индуктивность между обмотками статора и ротора

где I_он – ток холостого хода, А

I_он= 0, 35∙ I_н

I_он= 0, 35∙ 77 =26, 95А

11. Индуктивность рассеяния обмотки статора

12. Индуктивность рассеяния обмотки ротора

13. Собственная индуктивность обмотки статора

14. Собственная индуктивность обмотки ротора

15. Модуль вектора потокосцепления ротора номинальный

где К_с – коэффициент связи между трех и двухфазной системой; К_с=

16. Общее активное сопротивление цепей двигателя

17. Электромагнитная постоянная времени статора

11. Электромагнитная постоянная времени ротора

Синтез регуляторов

Динамические свойства ПЧ совместно с блоками измерения и преобразования координат могут быть учтены введением инерционного звена с передаточной функцией:

где K_п- коэффициент передачи преобразователя; Т_μ-постоянная времени преобразователя.

Передаточные функции, характеризующие динамические процессы в асинхронном электродвигателе при векторном управлении:

Структурная схема АД.

Строим упрощенную структурную схему электропривода, составленную на основе выше приведенных уравнений. Структурная схема системы электропривода переменного тока при векторном управлении аналогична структурной схеме системе электропривода постоянного тока при двухзонном регулировании скорости. Ввиду этого и система регулирования электроприводами выполняются аналогичными.

Упрощенная структурная схема системы электропривода переменного тока

при векторном управлении

рис.3.2

Синтез регуляторов тока:

Контуры активного и реактивного тока настроим на модульный оптимум.

Желаемая передаточная функция разомкнутого контура тока:

где - коэффициент обратной связи по току, В/А

за малую некомпенсируемую постоянную времени примем постоянную времени преобразователя, равную 0, 001 с.

Передаточная функция разомкнутого контура тока:

где - напряжение питающей сети, В

- напряжение САУ, В

Отсюда передаточная функция регуляторов тока:

Синтез регулятора потокосцепления:

Желаемая передаточная функция разомкнутого контура потокосцепления:

где - некомпенсируемая постоянная времени контура потокосцепления

Передаточная функция разомкнутого контура потокосцепления:

Отсюда передаточная функция регулятора потокосцепления:

Синтез регулятора скорости:

Желаемая передаточная функция разомкнутого контура скорости, настроенного на симметричный оптимум.

Передаточная функция разомкнутого контура скорости:

Синтез регулятора положения:

Принимаем к установке параболический регулятор. Выход регулятора:

где К_рп – коэффициент регулятора положения;

- рассогласование сигналов задания на перемещение и сигнала с датчика обратной связи, рад

Пояснения к функциональной схеме, изображенной на рис.3.3:

П1- определяет управление приводом в ручном режиме ( от КА ), либо в полуавтоматическом с пульта.

П2 – определяет раздельную работу левым или правым винтом.

П3 – замкнут – шунтировка «ноль органа» сработала защита « работа одним двигателем » управление совместное.

П4 – замкнут, П5 – разомкнут – совместное управление винтами.

П4 – разомкнут, П5– замкнут – остановка привода « ограничение хода винтов ».

П6 – совместное управление винтами от регулятора скорости первого винта.

П7 – ограничение хода винтов вниз – вверх.

На рис.3.4 изображена модель двигателя для вычисления параметров обратных связей.

На рис.3.5 изображена структура формирования флагов защит.

Реализовано две группы защит: быстродействующие, срабатывание которых мгновенно блокирует привод, сбрасывает флаг состояния «Готовность 1», отключает силовое питание преобразователя, и медленнодействующие, мгновенно сбрасывающие флаг состояния «Готовность 2» при достижении порога перегрузки (перегрева) и блокирующие привод с выдержкой времени в случае, если нагрузка (температура) не снижается.

К 1 - ой группе защит относятся:

• максимально-токовая защита преобразователя;

• защита от превышения максимально допустимой температуры транзисторов;

• защита от недопустимых отклонений питающего напряжения;

• защиты от ошибок системы управления;

• защита от несоответствия скорости заданной;

• защита от превышения максимального уровня скорости.

Максимально-токовая защита инвертора – двухуровневая. Первый уровень срабатывания защиты выполняется программно, путем сравнения мгновенных значений тока в выходных фазах с максимально допустимым для установленного в преобразователе IGBT-модуля. Срабатывание первого уровня защиты диагностируется установкой флага X в строке состояния пульта ручного управления. Второй уровень защиты – контроль насыщения IGBT, выполняется аппаратными средствами драйвера при возникновении режима короткого замыкания выходных фаз между собой или на «землю». Диагностируется установкой флага O в строке состояния.

Защита от превышения максимально допустимой температуры кристаллов IGBT реализуется на основе динамической тепловой модели. Модель, работающая в масштабе реального времени, выполняет расчет статических и динамических потерь и мгновенных значений перегрева кристаллов каждого из IGBT-ключей инвертора относительно корпуса модуля. Входными переменными модели являются мгновенные значения токов выходных фаз, выпрямленного напряжения Udc, и температуры корпуса IGBT-модуля и сигналы управления, формируемые векторным модулятором. Срабатывание защиты при достижении расчетного значения температуры любого из IGBT предельно допустимой величины 125º С диагностируется флагом W в строке состояния.

Защиты от недопустимого повышения и понижения напряжения выполняются по сигналу датчика в звене постоянного напряжения. Порог срабатывания защиты от понижения напряжения и обрыва фазы составляет -15% от номинального значения напряжения питающей сети. Срабатывание диагностируется соответственно флагами H и L.

Защиты от ошибок системы управления диагностируются следующими флагами:

- отклонение напряжений питания цепей управления сверх допустимых пределов - флагом P;

- сбой в процессорном ядре - флагом C;

- ошибка аналого-цифрового преобразователя - флагом A;

- ошибка энергонезависимой памяти - флагом M;

- ошибка тестирования датчиков тока - флагом S;

- ошибка тестирования датчика напряжения - флагом U;

- ошибка управления по сети (превышено время ожидания кадра) - флагом F;

- потеря сигнала токовой петли (I< 4mA) - флагом N;

- неисправность (отсутствие) микросхемы часов реального времени - флагом Z;

- разряд батарейки питания микросхемы часов реального времени - флагом G.

Защита от несоответствия вычисленной и заданной скорости диагностируется установкой флага D. При превышении уровня максимально допустимой скорости устанавливается флаг E.

Ко 2 - ой группе защит относятся:

• температурная защита преобразователя;

• температурная защита двигателя;

• время-токовая защита двигателя.

Температурная защита преобразователя выполняется по сигналам датчиков, установленных в силовых модулях инвертора и выпрямителя, и настроена на максимально допустимую рабочую температуру. При достижении температуры корпуса любого из модулей 80º С сбрасывается флаг «Готовность 2», в строке состояния пульта ручного управления отображается мигающий символ T. При температуре 85º С привод блокируется, сбрасывается флаг «Готовность 1», отключается силовое питание преобразователя, в строке состояния отображается немигающий символ T. При достижении температурой двигателя порогового значения сбрасывается сигнал «Готовность 2», в строке состояния пульта ручного управления отображается мигающий символ Q. Если температура продолжает расти, то через время сбрасывается сигнал «Готовность1», в строке состояния отображается немигающий символ Q. Порог активизации защиты задается в процентах от номинального тока двигателя I ном. При достижении током установленного значения сбрасывается сигнал «Готовность 2» и отображается мигающий символ I. Если нагрузка не снижается, то преобразователь блокируется с выдержкой времени.

Разблокирование привода и сброс флагов защит выполняется входным логическим сигналом «Сброс защит» или отключением питания. Флаги срабатывания защит второй группы могут быть сброшены только при снижении температуры преобразователя (двигателя) до установленного значения или с выдержкой времени, эквивалентной остыванию двигателя после перегрузки.

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЧАСТЬ

В исследовательской части данного дипломного проекта будет разработана модель привода нажимного устройства. Программа для моделирования – Matlab 6.5 Simulink. Цель данного раздела – подтвердить правильность расчетов, произведенных в конструкторской части.

Моделирование в MATLAB

Модель асинхронного двигателя представлена на рис.4.1

Модель асинхронного двигателя в неподвижной системе координат

рис.4.1

В неподвижной комплексной системе координат вещественная ось обозначается через α, а мнимая через β. Пространственные векторы в этом случае раскладываются по осям:

Системы уравнений двигателя имеет вид:

Результаты моделирования в неподвижной и во вращающейся системе координат являются полностью идентичными. Для анализа собственно электрической машины выбор системы координат не играет роли.

Так как структурная схема системы управления – во вращающейся системе координат, то для преобразования координат из вращающихся в неподвижные служит блок, представленный на рис.4.2.

Блок преобразования координат x, y – α, β

рис.4.2

На вход поданы напряжения во вращающейся системе координат Ux, Uy, представляющие постоянные величины, а также величина ω t – скорость вращения координат. На выходе блока формируются синусоидальные напряжения, управляющие моделью АКЗ в неподвижной системе координат.

;

Для подачи сигнала обратной связи по току в систему управления служит блок преобразования α, β – x, y, представленный на рис.4.3.

Блок преобразования α, β – x, y

рис.4.3

Реактивный момент нагрузки реализуется схемой, представленной на рис.4.4.

Реактивный момент нагрузки

рис.4.4

Вычисление модуля потока реализуется схемой, представленной на рис.4.5.

Вычисление модуля потока

рис.4.5

Вычисление скорости вращения координат реализуется схемой, представленной на рис.4.6.

Вычисление скорости вращения координат

рис.4.6

Задатчик интенсивности представлен на рис.4.7.

Задатчик интенсивности

рис.4.7

Регуляторы системы управления построены на основе блока PID-контроллер, в котором задаются коэффициенты пропорционального, интегрального и дифференциального звеньев; ограничения выходных параметров регуляторов – блок Saturation; апериодическое звено – преобразователь – представлено блоком Transfer fcn. Задание на контур положения – выполнено блоком Timer, в котором в одной строке задаются значения времени, в другой – амплитуда сигнала в данный момент времени.

Анализ переходных процессов

Модель привода представлена на рис.4.8.

Из рис.4.9 видно, что тахограмма аналогична заданной, на нагрузочной диаграмме имеются пиковые броски моментов в конце режимов пуска и торможения.

На рис.4.10 изображены моменты каждого двигателя и эквивалентный момент.

12 3 4 5 6 7 8 Следующая ⇒