Rов - сопротивление обмотки возбуждения, Ом.
2.6.3. Время рывка tр при высоте подъема Н=1079 м согласно графику [2]:
tр=2с. (2.23)
2.6.4. Требуемое значение коэффициента форсировки кф определим по формуле:
(2.24)
(2.25)
где Тв - постоянная времени возбуждения, с.
2.6.5. Максимальное значение выпрямленного напряжения Umax определим по формуле:
Ud max=КфUв ном=3,06×145=443,7 В, (2.26)
где Uв ном - номинальное напряжение возбуждения при параллельном соединении полуобмоток возбуждения, В.
Применим тиристорный возбудитель ТПР9-320/460Р-31У4 с номинальным током 320 А и номинальным напряжением 460 В [2].
2.6.6. Передаточный коэффициент ктв тиристорного возбудителя определим по формуле:
Ктв=Ud ном/Uвх тв=460/8=57,5, (2.27)
где Ud ном - номинальное выпрямленное напряжение, В;
Uвх тв=8 В - выходное напряжение управления.
2.7. Выбор тахогенератора в цепи ОС по скорости
Применяем тахогенератор типа ПТ-42 с номинальной частотой вращения nтг ном=100 об/мин и номинальным напряжением Uтг ном=230В [2].
2.7.1. Максимальное напряжение на выходе тахогенератора Uтг max определим по формуле:
Uтг=Uтг ном(nдв ном/nтг ном)=230(63/100)=145, (2.28)
где Uтг ном - номинальное напряжение тахогенератора, В;
nдв ном - номинальная частота вращения двигателя, об/мин;
nтг ном - номинальная частота вращения тахогенератора, об/мин.
2.7.2. Передаточный коэффициент ктг рассчитаем по формуле:
ктг=Uтг max/nдв ном=145/63=2,3 В/(об/мин). (2.29)
3. АВТОМАТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ
На основе технических решений принятых на первом [1] и втором [2] этапах проектирования, выбирают регуляторы тока, скорости и другие технические средства, составляющие систему автоматического управления электроприводом.
Таблица 3.1.
Наименование величин.
Обозначение.
Подъёмная машина
Суммарный маховый момент
SGD2=9150 кг×м2
Нормальное ускорение и замедление
а 1 = а 3 =0,6 м/с2
Максимальная скорость
v max=16 м/с
Диаметр шкива трения
D шт =5 м
Двигатель
Номинальный момент
М ном = 774 кНм
Номинальная частота вращения
n ном = 63 об/мин
Суммарное сопротивление якорной цепи
R я = 0,00348 Ом
Суммарная индуктивность якорной цепи
L я = 0,08 мГн
Индуктивность сглаживающего дросселя
L р = 0,5 мГн
Номинальный ток
I я ном = 5740 А
Эффективный ток
I эф = 4906 А
Максимальный ток
I я max = 7610 А
Номинальное напряжение
U ном = 930 В
Номинальная мощность
P ном = 5000 кВт
Число полюсов обмотки якоря
2р = 16
Число параллельных ветвей обмотки якоря
2а = 16
Число активных проводников обмотки якоря
N =
Номинальный магнитный поток
Ф ном = 37,5 Вб
Номинальное напряжение возбуждения
U в.ном = 200 В
Номинальный ток возбуждения
I в.ном = 145 А
Сопротивление обмотки возбуждения
r в = 0,87 Ом
Индуктивность обмотки возбуждения
L в = 3,1 Гн
Передаточный коэффициент тахогенератора
К тг = 2,3 В/об/мин
Постоянная времени обмотки возбуждения
Т в = 3,06 с
Номинальный ток шунта
I ш = 200 А
Тиристорный преобразователь
Постоянная времени
Т м = 0,02 с
Максимальное выпрямленное напряжение
U d max = 660 В
Коэффициент передачи
К тп = 82,5
Тиристорный возбудитель
Постоянная времени
Т вм = 0,02 с
Максимальное выпрямленное напряжение
U d max = 1050 В
Коэффициент передачи
К тв = 131,25
Коэффициент форсировки
К ф = 3,06
Система электропривода
Коэффициент пропорциональности между эдс и скоростью
К v = 55 В/(м/с)
Коэффициент пропорциональности между усилием и током якоря
К F = 52 Н/А
Суммарная приведенная масса
m п = 188×103 кг
3.1. Расчет системы подчиненного регулирования координат
электропривода
Рассчитаем параметры САУ на основе элементов УБСР-АИ, входящих в состав комплектного электропривода КТЭУ.
Система построена по принципу подчиненного регулирования с зависимым регулированием тока возбуждения от тока якорной цепи при значениях тока якорной цепи менее 0,5Iдв ном .
Расчет конкретных параметров САУ произведем, используя структурную схему, построенную по математическому описанию электромеханических процессов в абсолютных единицах.[3]
При расчете принимаем следующие допущения:
- механическая система представляется в виде одномассовой системы;
- демпфирующее действие вихревых токов в шихтованной станине электродвигателя не учитывается.
3.2.Расчет контура регулирования тока возбуждения
Структурная и функциональная схемы контура регулирования тока возбуждения представлены на рис.3.1.
3.2.l. Постоянная времени фильтра Тфв рассчитывается по формуле:
(3.1)
где к=5¸6 - коэффициент, учитывающий уменьшение уровня пульсаций [3];
m=6 - пульсация сигнала за период для мостовой схемы;
f=50 Гц - частота питающей сети.
3.2.2. Постоянная времени контура тока возбуждения Т¢m в:
Т¢mв=Тmв+Тфв=0,02+0,0025=0,0225 с, (3.2)
где Тm в - постоянная времени тиристорного возбудителя, с;
Тфв - постоянная времени фильтра, с.
3.2.3. Параметры фильтра (Rф ,Сф ):
Сф=Тфв/Rф=0,0025/100=25×10-6 Ф, (3.3)
где Rф=10¸100 Ом - сопротивление фильтра;
Сф - емкость фильтра.
3.2.4. Передаточный коэффициент цепи обратной связи Кв:
(3.4)
где Rзтв и Rтв - входные сопротивления регулятора (Rзтв=Rтв);
Uдтв=10В - напряжение выхода датчика тока при номинальном токе Iв ном .
3.2.5. Статическую ошибку DIв для пропорционального регулятора определим по формуле:
(3.5)
где Iв ном - номинальный ток возбуждения, А;
Тв - постоянная времени обмотки возбуждения, с;
атв=2 - коэффициент настройки контура, принимаемый по условию модульного оптимума [3];
Т¢mв - постоянная времени контура тока возбуждения, с.
Решение: Реализовать условие Uдв=Uдтв и выбрать значение входных сопротивление регулятора тока возбуждения:
Rзтв=Rтв=10 кОм
3.2.6. Требуемый коэффициент датчика тока Кдтв определим по формуле:
(3.6)
где Iш ном - номинальный ток шунта, А;
Iв ном - номинальный ток возбуждения, А;
Кв - передаточный коэффициент цепи обратной связи;
Кшв=Uш ном /Iш ном - коэффициент шунта.
Предварительно применим ячейку датчика тока типа ДТ-3АИ(УБСР-АИ), коэффициент передачи которого регулируется в пределах 53,3¸133,3. Для уменьшения требуемого коэффициента датчика тока применить два шунта типа 75ШСМ 200А, соединенных параллельно друг другу [3].
