Курсовая работа: Разработка аналоговой системы автоматического управления следящим электроприводом

В состав электропривода подачи входят:

- электродвигатель постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов со встроенным датчиком скорости, электромагнитным тормозом, датчиком температурной защиты и датчиком пути;

- полупроводниковый преобразователь, включающий силовой блок (обеспечивает преобразование напряжения переменного тока в постоянное), регуляторы (обеспечивают регулирование скорости двигателя в широком диапазоне с высокой точностью), блоки питания, защиты и диагностики;

- силовой трансформатор (автотрансформатор) для согласования напряжения питающей сети с напряжением электродвигателя, ограничения тока короткого замыкания в приводе и снижения влияния помех или токоограничивающий реактор, ограничивающий ток короткого замыкания;

- коммутационные реакторы для снижения взаимного влияния приводов при многокоординатном исполнении и питании их от одного силового трансформатора (или через токоограничивающие реакторы);

- уравнительные или сглаживающие реакторы для ограничения уравнительных токов при совместном управлении выпрямительной и инверторной группами тиристоров и для сглаживания пульсаций тока якоря двигателя (в результате чего обеспечивается снижение нагрева и улучшение коммутации двигателя);

- автоматический выключатель для отключения привода от сети в аварийных режимах.

Состав электропривода может меняться в зависимости от конкретного типа электропривода и способа выполнения силового преобразователя.

Питание электропривода производится от трехфазной промышленной сети переменного тока напряжением 220, 380, 440, 500В, частотой 50Гц.

Сигнал управления, соответствующий максимальной скорости, - аналоговый и составляет +10В.

Электроприводы снабжаются аппаратурой защиты, сигнализации, индикации рабочих и аварийных режимов и имеют следующие виды защит: от коротких замыканий; токовых перегрузок; перенапряжений; исчезновения вентиляции (в системах с принудительным охлаждением), а также от напряжения сети; неправильного чередования фаз (при необходимости).

Силовые преобразователи выполняются в одно-, двухкомплектном вариантах с питанием от одного силового трансформатора.

Наработка на отказ комплектного электропривода не менее 4000 ч. Срок службы не менее 10 лет.

1. РАСЧЁТ И ВЫБОР ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ ДЛЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА НА БАЗЕ КОМПЛЕКТНОГО ТИРИСТОРНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

Для приводов средней и большой мощности, а также в случаях, когда необходим большой диапазон регулирования скорости двигателя, применяются трёхфазные шестипульсные схемы. Для приводов, где допустимое “мертвое” время составляет около 0,1 с и более, можно использовать схему тиристорного электропривода с реверсом в цепи якоря.

Схема тиристорного электропривода с реверсом в цепи якоря представлена на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 – Схема тиристорного электропривода с реверсом в цепи якоря

1.1 РАСЧЁТ И ВЫБОР СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА

Расчет параметров силового трансформатора можно осуществить по методике, изложенной в методических указаниях [1].

Напряжение условного холостого хода тиристорного преобразователя (минимальное необходимое значение Е_d0 ):

где – среднее значение выпрямленного напряжения на якоре электродвигателя, ;

– падение напряжения на активном сопротивлении сглаживающего дросселя; ;

– падение напряжения на активном сопротивлении силового трансформатора; ;

– коммутационное падение напряжения:

где – относительное напряжение короткого замыкания силового трансформатора, ;

А – коэффициент, определяемый схемой преобразо-вателя (для мостовой трехфазной схемы А= 0,5);

–изменение напряжения на выходе тиристорного преобразователя, вызванное колебанием напряжения в питающей сети переменного тока: