Задание №5. Рассчитать сар напряжения генератора переменного тока

Объектом регулирования - генератор трехфазного тока частоты 400 Гц.

Система предназначена для стабилизации лилейного напряжения Е на зажимах генератора при изменении тока нагрузки I_н. Датчиком напряжения служит трехфазный трансформатор Тр с насыщенным магнитопроводом. В рассечку треугольника вторичных обмоток включён выпрямитель В₂. Магнитопровод трансформатора насыщается при напряжении Е, близком к номинальному значению, при этом во вторичных обмотках появляется напряжение нечетных высших гармоник, а на вход выпрямителя В₂ подается напряжение, равное сумме всех составляющих нулевой последовательности напряжений вторичных обмоток, то есть 5-ой, 9-ой, 15—ой и т.д. гармоник. Таким образом, напряжение на выходе датчика U_г сильно зависит от изменения напряжения на зажимах генератора. В качестве опорного напряжения служит напряжение, снимаемое с выхода одноактного трехфазного выпрямителя В₁ через потенциометр установки r_уст, C₁ - емкость сглаживающего фильтра.

Разность напряжений U₀ и U_г через корректирующий элемент КЭ, необходимый для введения в закон регулирования производной, подается на вход однотактного магнитного усили­теля МУ с внутренней положительной обратной связью по току. Усиленный сигнал через выпрямитель В₃ (выход МУ) воздействует на обмотку возбуждения генератора.

При выводе уравнения корректирующего элемента пренебречь током в обмотке управления магнитного усилителя.

Задание №6. Рассчитать следящий измерительный преобразователь линейного ускорения (акселерометр компенсационного типа)

Акселерометр (датчик линейных ускорений) предназначен для измерения ускорений относительно одной из координатных осей и выдачи электрического сигнала, пропорционального измеряемому ускорению.

Измерительная ось ДЛУ направлена параллельно оси ОУ, связанной с объектом системы координат. При наличии ускорения α_у момент создаваемый подвижной, массой m приводит к перемещению сердечника двухтактного индуктивного датчика. На выходе измерителя появляется напряжение U₁, которое усиливается усилителем постоянного тока. С выхода усилителя напряжение U₃ подается на моментный двигатель МД, который создает момент, компенсирующий инерционный момент. Сигнал U_вых , пропорциональный току, протекающему через якорь моментного двигателя, пропорционален также измеряемому ускорению. Корректирующее устройство, состоящее из цепочки rCr_о, предназначено для улучшения качества переходных процессов.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТА ( РОБОТЫ)

1. Составить динамическую структурную схему системы. Передаточную функцию корректирующего элемента вывести самостоятельно.

2.Составить дифференциальное уравнение и передаточную функцию замкнутой системы в общем виде при наличии и отсутствии корректирующего элемента, за выходную величину принять:

- задания № 1, 2. 6 - рассогласование ε;

- задание № 3 - температуру в камере Θ, а за входную - внешнее возмущение f;

- задание № 4 - рассогласование X, а за входную – X_зад;

- задание № 5 - напряжение на зажимах генератора Е, а за входную - ток нагрузки I;

3.Произвести расчет установившегося режима системы при отсутствии корректирующего элемента. Найти такое значение коэффициента усиления разомкнутой системы К. при котором коэффициент статизма замкнутой системы составлял бы:

- по скорости возмущения:

-задания № 1, 2 - 0.02 с;

- задание № 3 – 1 с;

- задание № 4 – 0.3 с;

- задание № 6 - 0.0025 с;

- по возмущению:

- задание № 5 – 0.07 Ом;.;

4. Используя критерий Гурвица, построить область устойчивости системы без корректирующего элемента в плоскости коэффициента усиления системы K и постоянной времени: ...

- задание № 1 - T двигателя;

- задания № 2, 4, 5 – T_у магнитного усилителя;

- задание № 3- T₂ измерительного элемента;

- задание № 6 - T _д моментного двигателя.

5. При значении коэффициента усиления разомкнутой системы К, найденном з п.3 и постоянной времени принадлежащей границе устойчивости, построить кривую Михайлова.

6 Ввести корректирующий элемент, подобрав его параметры так, чтобы кривая Михайлова в этом случае проходила бы на расстоянии большем или равном r, где r - радиус заданной области запаса устойчивости, выражение кривой Михайлова. При введении корректирующего элемента коэффициент статизма системы должен соответствовать п.З. При необходимости изменить коэффициент усиления усилителя системы:

- задание № 1 – K₄ коэффициент усиления ЭМУ;

- задание № 2 – K₄ коэффициент передачи редуктора;

- задание № 3 – K₃ коэффициент усиления ЭМУ.

- задания № 4, 5 - К_у коэффициент усиления МУ;

- задание № 6 - К_у коэффициент усиления ОУ.

7. Построить асимптотическое ЛАЧХ корректирующего элемента, нескорректированной и скорректированной разомкнутых систем. Произвести анализ влияния корректирующего элемента на качество системы. При построении асимптотической ЛАЧХ системы с параллельным корректирующим устройством необходимо знаменатель передаточной функции скорректированной разомкнутой системы разложить на множители не выше второго порядка, используя теорему разложения многочлена на множители

- корни многочлена .

8. Ввести модель исполнительного элемента нелинейное звено с коэффициентом усиления К_лу= 1 на линейном участке. Определить при каких значениях параметра «b» в системе возникают устойчивые автоколебания. Оценить влияние этого параметра на частоту и амплитуду автоколебаний.

- задание № 1 - звено с зоной нечувствительности;

- задания № 2, 5; 6 - усилитель с ограничением;

- задание № 3 - усилитель с ограничением и зоной нечувствительности (Х_2m = 25В);

- задание № 4 - идеальное трехпозиционное реле (Х _2m= 25 В );

9. Выполнить моделирование динамической структуры системы на ЭВМ. Добиться наилучшего качества переходного процесса, изменяя:

- задания № 1,2, 5, 6 - постоянную времени корректирующего элемента Т_к;

- задания № 3, 4 - коэффициент обратной связи.

ТОЛЬКО ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

10. Разработать принципиальную электрическую схему, рассчитать, сконструировать и составить инструкцию по эксплуатации:

- задание № 1 - преобразователя с усилителем и корректирующим элементом;

- задания № 2, 4, 5 - двухтактного магнитного усилителя, работающего от источника питания ~ Е = 115 В, f= 400 Гц. Напряжение смещения U_см = 24В;

- задание № 3 - усилителя постоянного тока с преобразованием;

- задание № 6 - операционного усилителя с корректирующим элементом. Параметры усилителя указаны в вариантах задания: