Материал: fomin-n-v-sistemy-upravlenija-elekt-437151079-unlocked
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова»
Н.В. Фомин
СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ
Утверждено Редакционно-издательским советом университета в качестве учебного пособия
Магнитогорск
2014
УДК 62-83(075.8)
Рецензенты:
Главный энергетик, ОАО «Магнитогорский метизно-калибровочный завод «ММК-МЕТИЗ»»
А.Р. Шумаков
Доктор технических наук, профессор, директор института энергетики и автоматизированных систем,
ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова»
С.И. Лукьянов
Фомин Н.В.
Системы управления электроприводами [Электронный ресурс] : учебное пособие / Николай Владимирович Фомин ; ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова». – Электрон. текстовые дан. (4,6 Мб). – Магнитогорск : ФГБОУ ВПО «МГТУ», 2014. – 1 электрон. опт. диск (CD-R). – Систем. требования : IBM PC, любой, более l GHz ;
512 Мб RAM ; 10 Мб HDD ; МS Windows XP и выше ; Adobe Reader 8.0 и выше ; CD/DVD-ROM дисковод ; мышь. – Загл. с титул. экрана.
В учебном пособии рассмотрены вопросы построения разомкнутых и замкнутых систем управления электроприводов, защиты и блокировки в схемах управления электроприводов, изложены принципы построения систем подчиненного регулирования координат с последовательной коррекцией в электроприводе постоянного тока, выполненного по системе тиристорный преобразователь – двигатель. Рассмотрена реализация систем управления основных электроприводов постоянного тока: регулирования скорости, ЭДС, позиционных и двухзонных. Приведены примеры реализации основных элементов системы управления на аналоговых операционных усилителях. Представлены результаты моделирования основных режимов работы при настройке контуров регулирования координат электропривода.
Пособие предназначено для студентов специальностей 140604- «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов», 220401 – «Мехатроника» и аспирантов специальности 05.09.03 – «Электротехнические комплексы и системы».
УДК 62-83(075.8)
© Фомин Н.В., 2014 © ФГБОУ ВПО «Магнитогорский
государственный технический университет им. Г.И. Носова», 2014
СОДЕРЖАНИЕ |
|
Введение ........................................................................................................... |
6 |
Глава 1. Релейно-контакторные системы управления электроприводом .11 |
|
1.1 Условные обозначения и правила построенияэлектрических схем12 |
|
1.2. Принципы управления пуско – тормозными режимамив РКСУ ... |
14 |
1.3.Управление пуско – тормозными режимами в функции времени.20
1.4.Управление пуско – тормозными режимами в функции скорости
(ЭДС).......................................................................................................... |
23 |
1.4.1. Реле противовключения.................................................................. |
29 |
1.5. Управление пуско – тормозными режимамив функции тока |
|
(момента) ................................................................................................... |
36 |
1.6. Пример изучения работы схемы управления электродвигателем |
|
постоянного тока независимого возбуждения........................................ |
38 |
1.7. Защиты в схемах электропривода..................................................... |
41 |
1.8. Блокировки и сигнализация в схемах электропривода................... |
47 |
Глава 2. Регулирование координат электропривода................................... |
48 |
2.1. Показатели качества регулирования ................................................ |
49 |
2.1.1. Статические показатели качества регулирования ................... |
50 |
2.1.2. Динамические показатели качества регулирования................ |
54 |
2.1.3. Связь показателей качества регулирования с ЛАЧХ |
|
разомкнутого контура регулирования ................................................ |
58 |
2.2. Динамические свойства тиристорного электропривода................. |
63 |
2.2.1. Тиристорный преобразователь как элементсистемы |
|
регулирования....................................................................................... |
63 |
2.2.2. Двигатель постоянного тока независимоговозбуждения как |
|
элемент системы регулирования......................................................... |
66 |
Глава 3. Системы управления электроприводов с параллельными |
|
обратными связями........................................................................................ |
73 |
3.1. Общие понятия и определения ......................................................... |
73 |
3.2. СУЭП с отрицательной обратной связью по напряжению............. |
75 |
3.2.1. Вырожденная структурная схема СУЭП с отрицательной |
|
обратной связью по напряжению........................................................ |
82 |
3.3. СУЭП с отрицательной обратной связью по скорости вращения |
|
электродвигателя....................................................................................... |
87 |
3.3.1. Статические характеристики СУЭП с отрицательной |
|
обратной связью по скорости.............................................................. |
92 |
3.4. СУЭП с положительной обратной связью по току якоря............... |
94 |
3.5. СУЭП с задержанной отрицательной обратной связью по току |
|
якоря......................................................................................................... |
100 |
Глава 4. Системы управления с подчиненным регулированием координат
.......................................................................................................................105
3
4.1. Оптимальные структуры ................................................................. |
105 |
4.2. Принцип построения систем подчиненного регулирования |
|
координат................................................................................................. |
111 |
4.3. Определение передаточной функции регулятора ......................... |
113 |
Глава 5. СУЭП по системе ТП-Д с подчиненным регулированием |
|
координат...................................................................................................... |
115 |
5.1. Настройка контура регулирования тока якоря .............................. |
117 |
5.1.1.Динамические свойства контура регулирования тока якоря123
5.1.2Анализ влияния внутренней обратной связи по ЭДС
электродвигателя на работу токового контура ................................ |
132 |
5.1.3 Анализ влияния режима прерывистого тока на работу |
|
токового контура ................................................................................ |
141 |
5.2 Настройка контура регулирования скорости вращения |
|
электропривода........................................................................................ |
159 |
5.2.1. Пуск под отсечку в однократной СУЭП................................. |
171 |
5.2.2.Реакция однократной СУЭП на возмущающее воздействие175
5.3.Настройка контура регулирования скорости в двукратно-
интегрирующей СУЭП ........................................................................... |
179 |
5.4. Ограничение переменных в структурах |
|
подчиненногорегулирования ................................................................. |
193 |
5.4.1 Ограничение задающих воздействий для локальных систем |
|
регулирования..................................................................................... |
193 |
5.4.2 Ограничение переменных с помощью задатчиков |
|
интенсивности .................................................................................... |
196 |
5.5. Учет дополнительных ограничений в структурах подчиненного |
|
регулирования ......................................................................................... |
225 |
5.5.1. Ограничение производной тока якоря при помощи фильтра на |
|
входе регулятора тока ........................................................................ |
229 |
5.5.2. Ограничение производной тока якоря при помощи задатчика |
|
интенсивности на входе регулятора тока......................................... |
231 |
Глава 6. СУЭП с обратной связью по ЭДС электродвигателя................. |
235 |
6.1. Настройка контура регулирования ЭДС в однократно – |
|
интегрирующей системе регулирования............................................... |
236 |
6.2. Настройка контура регулирования ЭДС в двукратно – |
|
интегрирующей системе регулирования............................................... |
244 |
Глава 7. СУЭП в двухзонной системе регулирования скорости |
|
электродвигателя.......................................................................................... |
249 |
7.1. Настройка системы регулирования скорости по цепи якоря ....... |
253 |
7.2. Настройка системы регулирования скорости по цепи возбуждения
...................................................................................................................7.2.1. Настройка контура регулирования тока возбуждения |
260 |
|
|
( магнитного потока ) ........................................................................... |
261 |
4 |
|
7.2.2. Настройка контура регулирования ЭДС ............................... |
270 |
Глава 8. Позиционная СУЭП ...................................................................... |
281 |
8.1. Настройка контура регулирования положения ............................. |
284 |
8.1.1 Настройка регулятора положения при отработке малых |
|
перемещений....................................................................................... |
285 |
8.1.2 Настройка регулятора положения при отработке больших |
|
перемещений....................................................................................... |
287 |
8.1.3 Настройка регулятора положения при отработке средних |
|
перемещений....................................................................................... |
289 |
8.2 Настройка нелинейного регулятора положения............................ |
290 |
8.3 Влияние нагрузки на работу позиционной системы...................... |
293 |
Приложение А.............................................................................................. |
305 |
Приложение Б............................................................................................... |
312 |
Приложение В .............................................................................................. |
324 |
Библиографический список ........................................................................ |
352 |
5