Проектирование автоматизированного электропривода

курсовая работа

3.1 Определение передаточной функции электродвигателя

Двигатель постоянного тока при управлении изменением напряжения якоря представляют в виде следующей системы:

Рисунок 2. Структурная схема электродвигателя

Постоянную времени якорной цепи Тя определяют по следующей формуле:

, (2)

где LяУ - суммарная индуктивность якорной цепи;

RяУ = Rп.экв + Rя У дв - суммарное сопротивление якорной цепи системы ТП-Д;

Rп.экв = Rк + 2Rт + 2Rуд + 2Rдин - эквивалентное сопротивление преобразователя.

Суммарная индуктивность якорной цепи вычисляют по формуле:

, (3)

где Lт - приведенная индуктивность трансформатора;

Lя У дв - суммарная индуктивность рассеяния обмоток якоря двигателя ЯО, ДП и КО. Приведенную индуктивность обмотки трансформатора определяют по формуле:

, (4)

где Xт - приведённое ко вторичной цепи индуктивное сопротивление рассеяния фазы трансформатора;

щ = 314 с-1 - угловая частота напряжения питающей сети.

, (5)

где Zтр - полное приведенное сопротивление обмоток трансформатора;

Rтр - приведенное активное сопротивление трансформатора.

Полное приведенное сопротивление обмоток трансформатора вычисляют по формуле:

, (6)

где Uк - напряжение короткого замыкания;

Pн - номинальная мощность трансформатора;

Uн - номинальное напряжение вторичной обмотки трансформатора должно соответствовать напряжению питания тиристорного преобразователя.

Приведенное активное сопротивление трансформатора определяют по формуле:

(7)

где Pк.з.- потери при коротком замыкании.

Подставив полученные значения в формулу (5), получим значение приведенного сопротивления обмоток трансформатора

Ом.

Подставив полученные значения в формулу (4), получим значение приведенной индуктивности обмотки трансформатора

Гн.

Индуктивность якоря двигателя определяют по формуле:

,(8)

где г - конструктивный коэффициент, г = 0,1 для компенсированных машин, г = 0,6 для некомпенсированных машин;

- скорость вращения якоря.

Подставив полученные значения в формулу (3), получим значение индуктивности якорной цепи:

Гн.

Эквивалентное сопротивление преобразователя вычисляют по формуле:

(9)

где Ом - сопротивление, учитывающее снижение выпрямленного напряжения из-за процессов коммутации токов вентилями преобразователя, m - число коммутаций вентилей за период напряжения сети (пульсность схемы): для мостовой схемы m = 6, для нулевой m = 3.

- сопротивление уравнительного дросселя;

падение напряжения на уравнительном дросселе, при номинальном выпрямленном токе ;

Динамическое сопротивление тиристора вычисляют по формуле:

, (10)

где Uт = (0,5 ч 1,5) В - классификационное падение напряжения на тиристоре, принимаем Uт = 1,3 В;

Iср.вент - среднее значение тока, протекающего через тиристор при номинальном моменте сопротивления на двигателе.

Среднее значение тока через тиристор определяется по формуле:

(11)

Сопротивление якоря двигателя:

, (12)

где Rя - сопротивление якорной обмотки;

Rдп - сопротивление дополнительной обмотки;

Rко - сопротивление компенсационной обмотки ( в нашем двигателе отсутствует);

Rщ - сопротивление щеточного контакта;

коэф. 1,24 учитывает изменение сопротивления в результате нагрева двигателя до рабочей температуры.

Сопротивление щеточного контакта определяют по формуле:

Ом. (13)

где Uщ = 1ч2 В - падение напряжения на щеточном контакте. Принимаем Uщ = 2 В.

Подставив значения в формулу (12), получим значение сопротивления якоря двигателя:

Ом.

Вычислим суммарное сопротивление якорной цепи ТП-Д:

Подставив полученные значения в формулу (2) получим постоянную времени якорной цепи:

Приведённый к валу двигателя суммарный момент инерции механических элементов привода:

. (14)

. (15)

Передаточное отношение редуктора определим по формуле:

. (16)

Коэффициент редуктора:

. (17)

Подставив полученные значения в формулу (14) получим:

.

Передаточный коэффициент двигателя постоянного тока при регулировании скорости изменением подводимого напряжения к якорю:

рад/В·с, (18)

где коэффициент ЭДС:

. (19)

Конструктивный коэффициент машины определим по формуле:

Н·м/А.

Передаточная функция двигателя:

. (20)

Делись добром ;)