Вентильный электропривод (ВЭП)
Электронное издание локального распространения
Одобрено
редакционно-издательским советом
Саратовского государственного
технического университета
Саратов-2006
Введение
Данные методические указания предназначены для организации и выполнения курсовых работ по дисциплинам «Электропривод в приборостроении», «Электропривод в диагностической аппаратуре» выполняемой студентами специальностей 200101 и 200401. Эти дисциплины обеспечивают подготовку студентов в вопросах построения математических моделей, расчета и конструирования электроприводов приборов и систем.
Особое внимание уделяется освоению приемов автоматизированного проектирования с использованием ЭВМ.
Цели и задачи курсовой работы
Целью выполнения курсовой работы является закрепление теоретических знаний, полученных на лекциях, при выполнении лабораторных работ и самостоятельном освоении теоретического материала, а также приобретение практических навыков проведения расчета характеристик и параметров вентильного электропривода, а также электропривода на основе двигателей постоянного тока .
Выполнение курсовой работы представляет самостоятельную творческую работу студентов под руководством преподавателя, формирующую практические навыки будущей работы конструктора. В процессе проектирования студент углубляет и закрепляет знания, подученные им по курсам "Электропривод в приборостроении", "Электрические микромашины в приборостроении", "Электрические измерения", "Электроника и микропроцессорная техника", “Теория измерений", "Аналитические методы в приборостроении" и др.
Во время выполнения работы студенты приобретают знания и навыки по выбору и обоснованию схем электропривода, их расчету, с учетом реальных условий эксплуатации устройств, осваивают практические приемы разработок алгоритмов обработки данных, математического моделирования работы электропривода, учатся пользоваться справочной, технической, нормативной литературой и стандартами, осваивают ЕСКД и закрепляют практические навыки по разработке электрической, кинематической и структурной схем.
Особое значение в настоящее время имеет автоматизация проектировочных работ с целью повышения качества их выполнения и сокращения сроков реального проектирования. С этой точки зрения в учебном курсовом проектировании перед каждым студентом ставится задача освоения приемов автоматизированного проектирования и математического моделирования работы электропривода по рассчитанным характеристикам, параметрам и разработанным или используемым программам моделирования.
Содержание, объем и оформление курсовой работы
В содержание курсовой работы входит вывод математической модели, расчет основных параметров электропривода, расчет устойчивости движения, построение и анализ частотных и переходных характеристик, математическое моделирование работы электропривода, разработка электрической и кинематической схем, расчет основных параметров электрических и механических элементов.
В объем курсового проекта входит пояснительная записка со всеми необходимыми расчетами, схемами и обоснованиями конструктивных решений, а также графический материал в виде чертежей (1 листа) формата А1 (ГОСТ 2.301-68 ЕСКД).
Пояснительная записка объемом 25...30 страниц текста выполняется по ГОСТ 2.105-95 с расчетами, схемами и ссылками на литературу на стандартных листах А4 формата (210х297). Все страницы пояснительной записки должны быть пронумерованы, иметь отступы для подшивки. Записка должна быть аккуратно сброшюрована и надежно сшита.
В состав записки входят следующие разделы:
I. Аннотация (краткое содержание существа проекта).
II. Техническое задание на бланке.
III. Содержание.
IV. Введение (постановка задачи приводятся по ГОСТ 2.I20-73).
1. Описание схемы конструкции, принципа действия и работы устройства (с необходимыми схемами).
2. Вывод дифференциальных и других уравнений движения электроприводов (построение математической модели), в том числе в виде структурных или функциональных схем электропривода, алгоритмов обработки данных и функционирования элементов.
3. Расчеты основных параметров по математической модели электроприводов.
4. Расчет характеристик электроприводов.
5. Результаты математического моделирования в виде графиков и таблиц.
V. Выводы и заключение.
VI. Приложения, включающие программы автоматизированного расчета параметров и характеристик электропривода и графики, блок-схемы алгоритмов (ГОСТ 19.002-80 19.003-80).
VII. Список использованной литературы.
Нумерация формул и таблиц осуществляется по ГОСТ 2.105-79 в пределах раздела, подраздела иди всей записки. Расчеты должны быть произведены в международной системе единиц (СИ), а список использованных источников составлен в порядке упоминания ссылок в тексте или по алфавиту.
В графическую часть проекта входит выполнение схем, чертежей и спецификаций, которые задаются в ТЗ руководителем работы в следующем объеме:
1. Принципиальная или функциональная электрическая схема электропривода.
2. Кинематическая схема электропривода.
Все чертежи, схемы выполняются в соответствии со стандартами ЕСКД.
Уравнения движения электропривода
Вентильный электропривод (ВЭП)
Вентильный электропривод (ВЭП) чрезвычайно перспективен и относится к синхронному. Особенность его состоит в том, что он включает датчик положения ротора (ДПР). По сигналам датчика в схеме управления электропривода происходит переключение обмоток, при этом обмотки подключаются к источнику постоянного тока.
За основу может быть принят любой ВЭП. В данных указаниях приведенные данные, близкие к параметрам электропривода ЭПБ-2. Он выполнен на базе трехфазного синхронного двигателя с возбуждением от постоянных магнитов и транзисторного инвертора, управляемого в функции положения ротора по схеме вентильного двигателя. Инвертор регулирует величину и фазу тока таким образом, что на валу двигателя создается момент, обеспечивающий поддержание заданной угловой скорости. Регулировочные и нагрузочные характеристики электропривода аналогичны характеристикам регулируемых транзисторных электроприводов постоянного тока.
Запишем уравнение в операторной форме [1,2,3,6]:
(1)
Здесь:
a1,a2,a3,c – коэффициенты;
Rэ – активное сопротивление обмотки;
Tэ=L/Rэ – электрическая постоянная времени обмотки;
е – ЭДС, вырабатываемая в обмотках;
сМ – постоянная по моменту;
сЕ – постоянная по ЭДС двигателя;
Мт – момент трения;
Мр – реактивный момент на валу ЭД;
Ω(s) – изображение угловой скорости;
Т1, Тω – постоянные времени регулятора скорости;
J – приведенный к выходному звену момент инерции;
UЗС – заданное программное напряжение;
kOC – коэффициент обратной связи;
s – символ дифференцирования;
Mс=Mр+Mт – возмущающий момент (момент сопротивления);
ki=1; τ=Тэ.
Соотношения (1) – это дифференциальное уравнение движения ротора ВЭП по углу .
Уравнение движения ВЭП по току в обмотках статора:
(2)
Здесь:
I(s) – изображение силы тока в обмотке.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|