Рисунок 12 - Переходной процесс в замкнутой системе.
Из рисунка видно, что время переходного процесса по точке перехода кривой в трубку установившегося значения составляет 0,023 с и непревышает заданного значения в сравнении с исходными данными для проектирования, tп.п. = 0,15. Время перерегулирования составляет 30% и нее превышает заданное значение.
2.8 Расчет выпрямителя источника питания
2.8.1 Выбор схемы выпрямителя
В качестве схемы выпрямления выбираем однофазную мостовую схему со следующими параметрами:
- число фаз, m………………………………………………....……….………….2
- отношение среднего выпрямленного напряжения к напряжению во
- вторичной обмотке трансформатора, Uд/U2………………..……...………1,11
- отношение обратного напряжения на вентиле к среднему
- выпрямленному напряжению, обр/Uд………………….…………………..1,57
- отношение мощности трансформатора к
- мощности после выпрямителя, Рт/Рд………………..………...……………1,21
- коэффициент использования вентиля по току, KI………......……………..0.78
- частота пульсаций(при fсети=50Гц), fп,………………..………...…..……..100
Для расчета необходимы следующие исходные данные:
- напряжение на выходе выпрямителя, Uд , В……...………………….……..274
- ток нагрузки выпрямителя, Iд , А…………………………....…..…………..400
2.8.2 Определение обратного напряжения на вентиле
Uобр = 1,57·Uд, В (2.89)
Uобр =1,57·274=430 В
|
Iв=0,5·Iд, А
Iв=0,5·400=200
2.8.3 Выбор диодов
По вычисленным Uобр и Iв и заданным температурным параметрам по справочнику выбираем вентиль: диод Д 232-200 со следующими параметрами:
- прямой постоянный ток, Iпр, А…………………...………….……………..200
- наибольшее обратное напряжение, Uобрм, В...……………...………...…1000
- падение напряжения на открытом диоде, Uпр, В………….....…………...1,45
- предельно допустимая рабочая частота, f, кГц……………......…………....0,5
- диапазон допустимых рабочих температур, Т, оС……………...……-60..+190
2.8.4 Определение дифференциального сопротивления вентиля
|
hв=1,2· =0,0087 Ом.
2.8.5 Сопротивление плеча моста
|
hп=2·0,0087=0,0174
2.8.6 Ориентировочное значение активного сопротивления фазы выпрямителя
|
где К2 – коэффициент схемы выпрямления, К2=4;
Rн – сопротивление нагрузки, Rн=Uд/Iд=2,79 Ом;
N – число стержней трансформатора, N=2;
fc – частота сети питания, fc=50 Гц;
Bm – максимальная индукция в стали сердечника, Bm=0,7 Тл;
2.8.7 Определение индуктивности рассеяния обмоток трансформатора при fc=50 Гц.
|
где КL – коэффициент, зависящий от схемы выпрямления, КL=6,4.
2.8.8 Индуктивное сопротивление обмоток трансформатора
|
xT=2·p·50·0,807=253 Ом.
2.8.9 Расчетное выпрямленное напряжение ненагруженного выпрямителя
|
|||
,В
2.8.10 Фактическое обратное напряжение на вентиле
|
2.9 Выбор и расчет сглаживающего фильтра
2.9.1 Расчет коэффициента сглаживания
, (2.98)
где , - амплитуда основной гармоники пульсаций и постоянная составляющая напряжения на входе фильтра, =183,6 В, =274 В.
, - амплитуда основной гармоники пульсаций и постоянная
составляющая напряжения на выходе фильтра,=1 В, =274 В./3/
.
2.9.2 Выбор схемы фильтра
Выбираем Г-образный LC-фильтр.
Определяем произведение Lд · С:
(2.99)
где mn – частота пульсаций выпрямленного напряжения, mn=100 Гц; с-1
2.9.3 Определение минимального значения индуктивности дросселя, Lд.мин,Гн
(2.100)
По расчетному значению Lд.мин выбираем стандартный дроссель фильтра ДПМ 400-1000 со следующими параметрами:
индуктивность дросселя Lд , Мк Гн…………..……………..……1000
номинальный постоянный ток, А……………..…………………….400
2.9.4 Расчет емкости конденсатора фильтра С, Ф
(2.101)
2.9.5 Рабочее напряжение конденсатора
Рабочее напряжение конденсатора больше значения выпрямленного напряжения
|
По расчетному значению С и рабочему напряжению выбираем конденсатор
К50-78-450В – 220мкФ ± 20%.
2.10 Выбор трансформатора источника питания
2.10.1 Теоретическое значение типовой мощности трансформатора
|
где KT – схемный коэффициент типовой мощности трансформатора;
UН – номинальное напряжение сети;
IД – средний выпрямленный ток.
ST=1,23·220·98=26519
2.10.2 Расчетная типовая мощность трансформатора
|
где Кс – коэффициент запаса, учитывающий возможное снижение напряжения сети.
РТ=1,1·1,23·26519=35880 .
По расчетному значению типовой мощности выбираем силовой трансформатор ТС-40 со следующими параметрами:
типовая номинальная мощность, Sт , кВА…………………………40
напряжение во вторичной обмотке, U2 , В………………………..208
напряжение короткого замыкания, Uкз , %…..…………………….10
2.10.3 Действующее значение первичного тока трансформатора
|
,А
где Кi1 – схемный коэффициент первичного тока;
Ктр – коэффициент трансформации трансформатора.
3 Описание работы системы
Регулятор предназначен для управления работой преобразователя по закону, заданному входным сигналом и защиты.
3.1 Блок регулятора.
Схема электрическая принципиальная блока регулятора приведена на листе 1 графической части курсового проекта. Блок регулятора состоит из дифференциальных усилителей заданного значения частоты вращения и фактического значения частоты вращения, регулятора частоты вращения, охваченного через ограничитель импульсного тока цепью отрицательной обратной связью, регулятора тока, широтно-импульсного модулятора, генератора тактовой частоты, схемы измерения и среднеквадратичного ограничения якорного тока и схемы защиты и контроля.
Регулятор частоты вращения состоит из основных элементов DA2.3,DA4 и VT4.
Заданное значение частоты вращения двигателя (напряжение в пределах от 0 до +/-10В) поступает на ВХОД1 преобразователя и далее на дифференциальный усилитель DA2.2, коэффициент усиления которого равен 1.
