13. Розрахунок параметрів і характеристик перетворювача

У загальному випадку вихідна ЕРС тиристорного перетворювача

Регулювальна характеристика тиристорного перетворювача представлена на рис. 8.

У перехідних процесах ЕРС перетворювача тиристора змінюється в діапазоні від Eтп = 0, якщо α = 90° до E2 при прямому ході механізму, коли

У визначеному таким чином діапазоні регулювання косинусоидальная характеристика лінеаризується прямою і тоді коефіцієнт передачі силової частині перетворювача

Зміна кута управління тиристорів в необхідному діапазоні 90-αmin повиннавідповідати пропорційній зміні напруги управління від нуля до 10 В. Напруга управління Uу перетворюється в кут керування тиристорами α у спеціальній схемі, що має назву система імпульсно-фазового керування (СІФК), причому коефіцієнт передачі

Повний коефіцієнт передачі перетворювача тиристора

У динаміці інерційність силової частини перетворювача і СІФК враховується введенням еквівалентної постійної часу

де Tc = 0,02 с - період напруги живлячої мережі,

Рис.8 - Регулювальна характеристика тиристорного перетворювача

14 Розрахунок перехідних процесів розімкненої системи електроприводу

Структурна схема розімкнутої системи електроприводу ТП-Д представлена

на рис. 14.1

Рисунок 14.1 – Структурна схема електроприводу ТП-Д

Диференційні рівняння, що описують роботу електромеханічної системи записуємо у формі Коші. Ці, а також алгебраїчні рівняння використовуються для створення блок-схеми моделі, рис. 14.2

Система рівнянь, що описує задатчик і напівпровідниковий перетворювач

Рівняння струму в ланцюзі якоря

Рівняння динамічної рівноваги моментів на валу двигуна

Перехідні процеси в схемі збудження двигуна із постійними параметрами зручно вирішувати як зміну у часі коефіцієнту Сд із постійною часу Тв

де Сд у = Сд осл при ослаблении потока и Сд у = Сд н при відновленні потока.

Особливістю моделювання є те, що тут практично відсутні ділянки усталеного режиму роботи.

Рисунок 14.2 – Блок-схема розрахунку перехідних процесів електроприводу продольно стругального верстату

Рисунок 14.3 - Графіки перехідних процесів електроприводу механізму переміщення столу продольно - стругального верстату

Рисунок 14.4 - Еквівалентний струм, розрахований за час переходніх процесів

Інженерна оцінка результатів проектування

За час розгону та гальмування на робочому ході пройдений шлях 0,15 m, а при розгоні та гальмуванні на зворотному ході пройдений шлях 0,24 m. Довжину та час руху у сталому режимі отримуємо простими розрахунками. При заданому ході столу 6,8 m, він проходить на прямому ході зі сталою швидкістю 6,8 - 0,15= 6,65 m за час tпу = 22,16 s. Відповідно на зворотному ході стіл проходить зі сталою швидкістю 6,8 -0.24 = 6,56 m за час tзу = 13,2 s. Якщо взяти час перехідних процесів tпп = 2,1 s, то розрахунковий цикл роботи верстату складається із трьох відрізків часу tц = tпп + tпу + tзу; tц=2,1+22,16+13,2=37,38 s, що практично співпадає із попередніми розрахунками.

Вважаємо, що процеси, які ми моделюємо, найбільш наближені до реальних перехідних процесів. Отже, еквівалентний за час розрахунку струм буде адекватно відображати стан нагріву двигуна. Середньоквадратичне значення струму відображається на цифровому приладі Display. Оскільки ми моделюємо тільки перехідні процеси, то і еквівалентний струм також буде розрахований за час перехідних процесів: Іепп=103 А на інтервалі часу від нуля до tпп = 2,1 s. Усталений струм прямого та зворотного ходу отримуємо із графіків перехідного процесу: Іпу = 85 А; Ізу = -50 А.

Еквівалентний струм за цикл роботи

Враховуючи, що Іе = 76 А, а номінальний струм двигуна становить 89,7 А, можна зробити висновок, що по нагріву вибраний двигун проходить.

Найбільший струм у перехідних процесах становить 160 А.Що є допустимою величиною по перенавантажені для максимальний струм перетворювача, максимальне перевантаження перетворювача може досягати в 2-2,2 рази більше порівняно с номіналом проте на короткий період часу.

Перевантажувальна спроможність двигуна становить 628 Nm, тобто припустимий момент у 4 рази більший за номінальний 157 Nm . Така ж перевантажувальна спроможність повинна бути і за струмом, тобто 89,7 ∙ 4 = 358А, що набагато більше досягнутого максимального струму проте такі режими повині бути короткими. Отже по перевантаженню двигун також проходить.

Перевірка по перевантаженню за швидкістю. За цим показником двигун також проходить, оскільки цей показник був однією із головних умов при попередньому виборі двигуна.