Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Билет 29
Классические методы:
- Схемы замещения → ОДУ (Систему разделяют на элементы и составляют уравнения, описывающие их поведение (движение) – изменение состояния во времени. Уравнения составляют на основе законов сохранения энергии или вещества. При этом САУ идеализируют (линеаризация, стационаризация). Результирующими уравнениями обычно являются обыкновенные дифференциальные уравнения (ОДУ) с постоянными коэффициентами.)
- Передаточная функция или ДПФ → структурные схемы (которые позволяют представлять ММ (математическая модель) системы в виде алгоритмических структурных схем)
- Частотные характеристики и диаграммы на их основе (Михайлова, Найквиста, Боде, вещественно-частотные)
- Временные характеристики → а) переходный процесс, б) импульсный переходный процесс, в) динамические характеристики. (К временным (динамическим) характеристикам САР относят переходную и импульсную характеристики.)
Переходной характеристикой (функцией) h(t) называют функцию, описывающую аналитически или графически изменение выходной величины звена или САУ y(t), вызванное единичным ступенчатым воздействием x(t) = 1(t) на входе звена или САУ при нулевых начальных условиях. Другими словами h(t) есть реакция звена или САУ на единичное ступенчатое воздействие при нулевых начальных условиях.
Импульсной характеристикой (функцией) или весовой характеристикой звена или САУ w(t) называют характеристику, описывающую реакцию ДЗ или САУ на единичное импульсное воздействие на входе звена или САУ при нулевых начальных условиях.)
Современные:
- Векторно-матричное уравнение:
Векторно-матричное дифференциальное уравнение Х=АВ+ВU+СF
Векторно-матричное алгебраическое уравнение у=DХ+EU
Схемы пространства состояний (коэффициент передачи, 1/р)
Матрица перехода Ф(А, Δt)=E+AΔt+(AΔt2)/2!+………
2.Приведите формулы для ЭДС, электромагнитного момента и частоты вращения двигателя постоянного тока.
- коэффициент зависящий от конструкции двигателя.
.ЭДС якоря зависит от потока и скорости вращения.
где:
Электромагнитный момент зависит от потока и тока якоря.
Уравнение равновесного состояния для двигателя: , , , тогда .
Получено уравнение скоростной характеристики двигателя постоянного тока
3. . Релейно-контакторные СУЭП переменного тока.
Релейно-контакторные системы управления (РКСУ) реализуются по принципу разомкнутого управления и применяются для управления электроприводами производственных механизмов, к которым не предъявляются высокие требования к качеству управления.
РКСУ асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором
Различают режимы пуска, торможения (остановки) и реверса (изменения направления вращения).
Наиболее простой способ пуска асинхронного двигателя (АД) – прямое включение обмотки статора в сеть с помощью коммутационной аппаратуры: реле (для маломощных АД), рубильников, контакторов, автоматических выключателей, магнитных, тиристорных или симисторных пускателей, высоковольтных выключателей (для высоковольтных АД). Пуск двигателя при этом сопровождается броском тока (до 6-7- кратного по отношению к номинальному току статора).Токовые реле и автоматические выключатели должны быть отстроены от этих пусковых токов.
При необходимости ограничения пускового тока АД средней и большой мощности используется реакторный пуск (рис. 6.1а), а для маломощных АД - реостатный пуск (рис. 6.1б).
M
Q2
Q1
LR
6 кВ в
а)
M
Q2
Q1
R
380 В в
б)
Рис. 6.1. Реакторный пуск АД (а) и реостатный пуск АД (б)
При пуске вначале включается выключатель Q1. Пуск АД осуществляется в режиме ограничения тока статора за счет пускового реактора LR или пускового резистора R. После уменьшения пускового тока в процессе разгона двигателя включается выключатель Q2.
Торможение АД с короткозамкнутым ротором осуществляют в режиме свободного выбега (отключения от сети и остановки под действием момента сопротивления холостого хода) или в режиме динамического торможения. Режим динамического торможения реализуют либо подключением двух фаз АД к сети постоянного тока (с возбуждением постоянным током), либо подключением статора АД к батарее конденсаторов, включенных в звезду или треугольник (в режиме самовозбуждения двигателя). Недостатком второго способа торможения является возникновение тормозного эффекта внутри достаточно узкого диапазона скоростей и необходимость в использовании конденсаторов большой емкости. Достоинство этого способа – реализация режима компенсации реактивной мощности питающей сети в процессе динамического торможения.
Для управления типовыми производственными установками применяют универсальные станции и панели РКСУ, осуществляющих управление режимами пуска, торможения и реверса, а также реализующих необходимые функции блокировок и защиты АД.
Защиту АД от перегрузки выполняют максимально-токовые реле. В цепях питания катушек контакторов включены блок-контакты, исключающие возможность одновременного включения любых 2-х из них.
3
2
1
M
A
A
0
На рис. приведены механические характеристики АД, соответствующие реализуемым пуско-тормозным режимам. Момент статической нагрузки на валу АД принят реактивным.
Рис. 6.3. Механические характеристики короткозамкнутого АД
в пуско-тормозных режимах
Пуск АД производится из неподвижного состояния (начала координат) по характеристике 1 (см. направления стрелок) до точки А установившегося состояния. Торможение АД осуществляется в режиме динамического торможения из установившегося состояния (точка А) по характеристике 2 до неподвижного состояния (начало координат). Реверс АД происходит в режиме противовключения из установившегося состояния (точка А) по характеристике 3 с разгоном в обратном направлении до нового установившегося состояния (точка A).
РКСУ асинхронным двигателем
с фазным ротором
АД с фазным ротором в отличие от АД с короткозамкнутым ротором позволяет осуществить не только пуско-тормозные режимы, но и реализовать эффективное параметрическое регулирование скорости двигателя по цепи ротора. Применение РКСУ в этом случае позволяет достаточно просто осуществлять многоступенчатые пуск, торможение и реверс и, тем самым, эффективнее использовать возможности разомкнутого управления производственными установками. Многоступенчатые пуско-тормозные режимы АД с фазным ротором реализуют, как правило, в функции времени, иногда – в функции электромагнитного момента, тока статора или ротора.
Параметрическое регулирование скорости АД с фазным ротором основано на введении добавочных сопротивлений в фазы ротора. Необходимо отметить, что такой способ регулирования имеет существенный недостаток – большие потери энергии, выделяемой в виде тепла при протекании тока в роторной цепи.
R2
R1
R3
KM4
KM4
R
KM1
KM2
KM2
KM3
KM3
KM1
KA2
KA1
220 В
Q
380 В
M
KM8
KM8
KM6
KM6
KM7
KM7
На рис. 6.4. приведена прощенная силовая схема общепромышленной панели управления АД с фазным ротором типа ПУ-6520.
Рис. 6.4. Упрощенная принципиальная электрическая схема
силовой части панели управления ПУ-6520
M
A
0
10
9
A
11
8
7
6
5
4
3
2
1
На рис. 6.5 приведено семейство механических характеристик, реализующих пуско-тормозные режимы в функции времени.
Рис. 6.5. Семейство механических характеристик АД
с фазным ротором в пуско-тормозных режимах
Пуск АД производится в 3 ступени: вначале контактором KM6 отключается ступень противовключения (закорачиваются резисторы R1) и пуск происходит по искусственной характеристике 1. Затем с выдержками времени T1 и T2 происходит последовательное срабатывание контакторов KM7, KM8. Пуск происходит по искусственной характеристике 2, затем по естественной характеристике 3 до точки А установившегося состояния. Выдержки времени формируются с помощью реле ускорения и могут вручную подстраиваться на стадии наладки СУ ЭП. Применение семипозиционного командоконтроллера позволяет осуществлять разгон не только до номинальной скорости АД, но и до 2-х промежуточных скоростей.
Динамическое торможение реализуется также в функции времени в 3 ступени (см. характеристики 5, 6 и 7 на рис. 6.5) при подключении контактором KM4 2-х фаз статора к цепи постоянного тока.
Реверс АД производится торможением двигателя в режиме противовключения (см. характеристику 9) при полностью введенных сопротивлениях в цепи ротора. При скорости АД, близкой к нулевому значению ступень противовключения отключается (закорачиваются резисторы R1) и происходит пуск двигателя в обратном направлении (см. характеристики 9, 10 и 11).
В крановых электроприводах подъема применяют более сложные принципы и панели РКСУ, такие как ТСД-60. При этом для получения жестких механических характеристик АД в зоне малых скоростей подъема реализуют тиристорное широтно-импульсное регулирование [2].