Выбираем  преобразователь  КУ  АВК  из  каталога  08,10,32,-94

Техническая  характеристика:

Мощность, кВт                                                                                 1000

Напряжение  силового  выпрямителя  (от  обмоток  ротора), В  1130

Напряжение   питания  силового  инвертора,  В                            1575

Максимальное  рабочее  выпрямленное  напряжение:

Выпрямителя,  В                                                                                1520

Инвертора, В                                                                                      1520

Номинальный  выпрямленный  ток, А                                             750

Частоты,  Гц                                                                                        50

Выбор  дросселя.

Ток  через  дроссель:   I_др=I_d=748 А

Индуктивное  сопротивление  реактора     

Индуктивность  дросселя   

Выбираем  и  дросселя  СРОС3-800М УХЛ4, которые  входят  в  комплект  поставки КУ  АВК 1000.

Выбор  шунта.

 

Шунт  выбираем  из  условия:   I_ш>I_d

Выбираем  шунт  типа  75ШСМ-1000. I_шн=1000 А. U_шн =75 мВ. R_ш=75*10^-5 Ом

Выбор  тахогенератора. 

Тахогенератор  выбирается из  условия  n_тг>n_дв  Выбираем  тахогенератор П.Ч 1  U_я =230 В.  U_в=220/110 В.  I_в=1 А.  n_тг =750 об/мин.

Выбор  выключателя.

Выбираем  выключатель типа  ВАТ  42 – 2000/660-А-У4

Выбор  высоковольтного  оборудования.

Распределительные  устройства  выбираем  по  U_н.дв  и I_н.дв. Выбираем  комплектные  распределительные  устройства   КРУ – 10 –20.

Технические  данные:

I_н=630 А.  U_н= 6-10 кВ.

Электро  динамическая  устойчивость – 52 кА

Термическая  устойчивость –20 кА

Выключатель – ВМПЭ – 10; I_н=630 А.  I_откл=20 кА 

время откл-0,07-0,095

время  вкл  АРВ-0,5с.

   тип  привода –ПЭВ-11А 

      Серия  включает  в  себя  следующие  исполнения  шкафов:  ввода,  отходящих  линий, секционного  выключателя,  трансформатора  напряжения  и  трансформатора  собственных нужд. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      6. Разработка  и  построение  математической  модели  электропривода. 

      Систему  управления  эл.приводом  строим  по  принципу  подчиненного  регулирования  на  элементах  УБСР-АИ,  система  статическая, так как регулятор  скорости пропорциональный, и такая  система получается однократно-интегрирующей по управляющему воздействию, т.е. ошибка по скорости будет проявляться при наличии сигнала возмущения.  САР  привода  по  схеме  вентильного  каскада содержит  два  контура:

• контур  выпрямленного  тока  ротора  двигателя.
• контур  скорости  двигателя.

      Наша  задача – составить  структурную  схему  электропривода и  определить  передаточные  функции   регуляторов.

      Опишем  объект  регулирования:

 

R_э=0,008 Ом – эквивалентное сопротивление цепи  ротора;

Т_э= 0,01 сек – компенсируемая  постоянная  времени;

К_м – коэффициент отношения момента двигателя к выпрямленному току 

 
 
 

J –  момент  инерции  приведенный  

J= J_дв+ J_вент =31,9+350 =381,9 кНм² 

В  роторную  цепь  включается  инвертор. 

 

где  =0,02 сек- не компенсируемая  постоянная  времени;

Ки –  передаточный  коэффициент  инвертора. 

Ки =Ер/10=1520/10=152 

Здесь  10В – напряжение  управления, подаваемое  в  СИФУ  инвертора. 
 
 

Опишем  контур  тока: 

 

где   а_т- степень демпфирования по  току;

t - сумма некомпенсированных  малых постоянных  времени. 

Ко.т. –  коэффициент  обратной  связи  по  току. 

Ко.т.=  2/I_d = 0,003 

-ПИ регулятор 

Тm = t =0,02 

Опишем  контур  скорости.  Передаточная  функция  регулятора  скорости  запишемся (П-регулятор): 

 передаточный  коэффициент   обратной  связи  по  скорости. 

а_с – коэффициенты  демпфирования контура скорости. 
 

      Конечная  структурная схема  электропривода  по  схеме АВК приведена в  графической части. 

Согласно структурной  схемы:  

 

                          

                                  

Из  передаточной  функции   разомкнутой  системы  по  управляющему  воздействию  в  соответствии  со  структурной  схемой  получим  зависимость  для  расчета   регулировочной  характеристики  привода  в  разомкнутой  системе: 

 

Из  передаточной  функции  по  возмущаемому  воздействию определим  механические  характеристики  привода  в  разомкнутой  системе: 

 

В  замкнутой  системе  механические  характеристики  привода  жесткие  и  не  зависят  от  нагрузки. Регулировочная  характеристика: 

Для  компенсации   Е_дв  в  начальный  момент  пуска  подается  напряжение  смещения  U_см:

 

Расчет  элементов  системы  управления

 

Расчет  параметров  регуляторов  тока:

Его  передаточная  функция  имеет  вид: 

 

Пропорциональная  часть:     

Интегральная  часть:       

R_зт=R_ос.т=15 кОм Отношение R_зт   и R_ос.т   будет  равно  коэффициенту  усиления  пропорциональной  части  регулятора. 

 

  ;     из условия технического  оптимума. 

 

Емкость  конденсатора  С_от  определяется  через  постоянную  времени  ИЧ  регулятора:

;

Для  исключения  влияния  пульсирующего  характера   тока  и  напряжения  снимаемых с шунта,  на  вход  датчика  тока   нужно  установить  фильтр. Принимаем  R_ф=10 Ом;  Т_ф=0,006 с.    С_ф=Т_ф/R_ф=600 мкФ. 
 

Расчет  регулятора  скорости. 

Представим  регулятор  скорости  в  виде: 

 

Передаточная  функция  регулятора  скорости: 

   

Где J- момент  инерции приведенный:   J =381,9 кНм² ;  к_ос= 0.017241; к_м=27.553 Нм/А;  а_т=2; а_с  - демпфирование по  скорости   а_{с =} 4;  

Принимаем  R_зс =R_ос.с =15 кОм.  получим: 

 
 
 

Так как  коэффициент  усиления  датчика  скорости =1,  то  обеспечить  данный  коэффициент  обратной  связи  можно  за  счет  делителя  напряжения: 
 
 

                       ;

    

 
 
 

      Т.к. тахогенератор прецензионный, обладающий малыми пульсациями напряжения, фильтр на входе датчика скорости не ставим. 

    Согласно  структурной схемы можно записать уравнения, описывающие работу каждого  звена: 
 

1)           

2)           

3)           

4)           

5)          

6)           

7)         

В целом  описание всей системы управления примет следующий вид:

Приведем  полученную систему к виду, требуемым  для численного решения методом  Рунге-Кутты на ЭВМ:

 
 
 
 
 
 
 
 

где:

 
 
 
 
 
 
 

7. Моделирование   системы  АВК   на  ЭВМ. 

       В  курсовом  проектировании  построение  было  произведено   путем  моделирования  системы   АВК  вентилятора   главного  проветривания  на  ЭВМ.   Для  отладки  системы,  работы  системы  управления  электропривода  были  проведены   следующие  исследования:

1. _{Ступенчатое  воздействие  управляющего  сигнала.}
2. _{Возмущающие  воздействие  момента  статического  в  номинальном  режиме  работы.}

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

8. Заключение. 
 

    Нами была разработана система электропривода вентилятора главного проветривания шахты по схеме АВК. Был проведен выбор оборудования, смоделирована система управления электроприводом и рассчитаны на ЭВМ динамические процессы.