Uploaded by wiisever1812

На проверку исправлены схемы по ОС по току

advertisement
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ............................................................................................................. 2
1 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ................................................ 5
2 РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО
УПРАВЛЕНИЯ .................................................................................................................. 6
3 РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО
УПРАВЛЕНИЯ .................................................................................................................. 8
4 ПОДБОР ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ РАЗРАБАТЫВАЕМОЙ СИСТЕМЫ.................. 10
5 РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО
УПРАВЛЕНИЯ ПО ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЕ .......................................................... 13
6 РАСЧЕТ ВРЕМЕННЫХ И ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ДЛЯ ПОЛУЧЕННОЙ
МОДЕЛИ ........................................................................................................................ 18
7 ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ДЛЯ ПОЛУЧЕННОЙ МОДЕЛИ .................... 24
8 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРЕДЛАГАЕМОГО РЕШЕНИЯ
ПО МОДЕРНИЗАЦИИ ..................................................................................................... 37
9 ОХРАНА ТРУДА И ПРОТИВОПОЖАРНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ ............................. 38
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ..................................................................................................... 41
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.......................................................... 42
Изм. Лист
Разраб.
Пров.
№ докум.
Грачев Д. А.
.Нахабов А. В.
Н.Контр.
Утв.
Хайрова В. А
Подп.
Дата
ОССЭ 15.02.07.009.000.ПЗ
Обратные связи в системе
электродвигателя.(Разработать
структурные схемы системы с
различными видами ОС. Исследовать
системы на устойчивость)
Лит.
У
Лист
1
Листов
44
Техникум
ИАТЭ НИЯУ МИФИ
ВВЕДЕНИЕ
Электрические машины постоянного тока могут работать как в режиме
генератора, так и в режиме двигателя, то есть обладают свойством обратимости. В
режиме генератора они преобразуют энергию, подводимую к их валу от
первичного двигателя, в электрическую энергию постоянного напряжения, а в
режиме двигателя осуществляют обратное преобразование: электрическую
энергию постоянного напряжения преобразуют в механическую энергию,
снимаемую с вала двигателя.
Генераторы постоянного тока предназначены для выработки энергии
постоянного тока и применяются для питания ряда устройств, работающих на
постоянном токе. Кроме того, генераторы постоянного тока применяются в
качестве устройств систем автоматизированного управления. В качестве
источников энергии генераторы постоянного тока в настоящее время используются
относительно редко, так как для получения энергии постоянного тока разработаны
и широко используются различные преобразователи переменного тока в
постоянный.
Двигатели постоянного тока находят широкое применение в тех случаях
когда механизм, приводимый во вращение двигателем, должен иметь широкий
диапазон регулирования скорости: в приводах высоковольтных выключателей, в
мощных металлорежущих станках, на электрифицированном транспорте, в
автоматике и др.
Система автоматического управления (САУ) - это комплекс технических
средств и программного обеспечения, который обеспечивает автоматическое
управление работы устройств и процессов на основе установленных алгоритмов и
предварительно заданных параметров.
САУ может включать в себя различные типы датчиков, средства обработки
информации, исполнительные механизмы и системы передачи данных. Задачи
ОССЭ 15.02.07.009.000.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подп.
Дата
Лист
2
САУ могут варьироваться от простого регулирования температуры или скорости
до управления сложными производственными процессами.
САУ используется в широком спектре областей, включая автомобильную
промышленность,
промышленное
производство,
авиацию,
космическую
промышленность, медицину, а также в системах управления транспортом,
электроникой, энергетике и т.д.
Исходя из всего вышесказанного можно сделать вывод, что тема курсового
проекта актуальна.
Целью данного курсового проекта является проектирование замкнутой
системы электродвигателя, расчет устойчивости системы с разными видами
обратной связи.
Для достижения данной цели необходимо выполнить следующие задачи:
1. Анализ объекта автоматизации и формулирование технических
требований к системе.
2.
Определение рационального уровня автоматизации, определение
структуры системы управления автоматизируемого процесса. Создание
функциональной и структурной схем замкнутой системы управления.
3. Выбор средств автоматизации.
4. Создание математической модели системы.
5. Расчет устойчивости спроектированной системы.
6. Подведение итогов.
Для выполнения поставленных задач необходимо понять область
применение и технические требования к системам автоматического управления
электродвигателем, используя интернет ресурсы, а также подобрать наиболее
подходящие оборудование для системы, изучив основные его характеристики.
С помощью лекций и конспектов выделить передаточные характеристики
каждого звена схемы и выполнить расчет надежности системы. Провести анализ
полученных результатов для подведения итогов.
ОССЭ 15.02.07.009.000.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подп.
Дата
Лист
3
Объектом исследования в данной курсовой работе является ОО ППО
ФИЛИАЛА АО "ЦС "ЗВЕЗДОЧКА" "ОЗ "ВЕГА" ООО РПРС.
Предметом исследования непосредственно будут обратные связи в системе
электродвигателя.
В результате выполнения курсового проекта реализовать следующие
профессиональные компетенции (ПК).
ПК4.1. Проводить анализ систем автоматического управления с учетом
специфики технологических процессов.
ПК4.2. Выбирать приборы и средства автоматизации с учетом специфики
технологических процессов.
ПК4.3. Составлять схемы специализированных узлов, блоков, устройств и
систем автоматического управления.
ПК4.4. Рассчитывать параметры типовых схем и устройств.
ПК4.5. Оценивать и обеспечивать эргономические характеристики схем и
систем автоматизации.
ОССЭ 15.02.07.009.000.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подп.
Дата
Лист
4
1 ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
Научно – производственное объединение «Винт», включая Опытный завод
«Вега» (г. Боровск), образовано в 1946 г.
Начав с разработки катеров для Военно-морского флота, НПО «Винт» в
дальнейшем специализируется на создании и экспериментальной отработке всех
видов судовых движителей, как для Военно-морского флота, так и для народного
хозяйства. Основная тематическая направленность работ – выполнение научноисследовательских работ, проектирование, изготовление и испытания гребных
винтов фиксированного и регулируемого шага, крыльчатых движителей, и т.д.
Для нарезки различных видов металлических деталей на Опытном заводе
«Вега» необходимы мощные электродвигатели постоянного тока, такой двигатель
должен иметь широкий диапазон регулирования скорости.
Характеристики разомкнутых электроприводов, построенных по системе
«преобразователь — двигатель», могут имеют относительно невысокую жесткость
из-за наличия внутреннего сопротивления преобразователя и самого двигателя.
Для получения значительных диапазонов и высокой точности регулирования
скорости требуется иметь более жесткие характеристики, которые можно подучить
лишь в замкнутой системе. Кроме того, характеристики разомкнутой системы не
обеспечивают точного регулирования (или ограничения) тока и момента, что также
требует перехода к замкнутой системе.
Рассматривают несколько вариантов обратных связей: по скорости и по току,
а также их комбинации. В системе, установленной на Опытном заводе «Вега»,
учитывая нынешний уровень автоматизации, необходимо реализовать обратную
связь, для более высокой точности регулирования скорости. Для реализации такой
системы и выбора наиболее оптимального вида обратной связи необходимо
проверить устойчивость и ее запасы.
ОССЭ 15.02.07.009.000.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подп.
Дата
Лист
5
2 РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ СИСТЕМЫ
АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ
Структурная схема системы электродвигателя с обратной связью по скорости
изображена на рисунке 1
Рисунок 1 – Структурная схема системы электродвигателя с обратной
связью по скорости: ЗУ – задающее устройство; У – усилитель, Г - генератор;
ДПТ – двигатель постоянного тока, ТГ – тахогенератор, Мс – момент
сопротивления на валу двигателя
Тахогенератор - это преобразователь скорости вращения в напряжение. В
данном случае он выполняет роль обратной связи для системы электродвигателя.
Усилитель – усиливает поступающий ток.
Генератор – преобразует электрическую энергию в механическую
Скорость вращения вала двигателя постоянного тока является объектом
управления для данной системы.
Структурную схему системы с обратной связью по току можно увидеть на
рисунке 2.
ОССЭ 15.02.07.009.000.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подп.
Дата
Лист
6
Рисунок 2 – Структурная схема системы электродвигателя с обратной
связью по току: ЗУ – задающее устройство; У – усилитель, Г - генератор; ДПТ –
двигатель постоянного тока; Я – якорь; В- вал двигателя; Д– датчик тока; Мс –
момент сопротивления на валу двигателя
В системе электродвигателя с обратной связью по току сам двигатель
постоянного тока представлен в виде якоря и вала, так как ток снимается с обмотки
якоря.
Принцип работы данной системы можно рассмотреть при помощи
функциональной схемы системы.
ОССЭ 15.02.07.009.000.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подп.
Дата
Лист
7
3 РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ СИСТЕМЫ
АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ
Рисунок 3 – Функциональная схема системы электродвигателя с обратной связью
по скорости
Замкнутая система «преобразователь-двигатель» (П-Д) с отрицательной
обратной связью по скорости двигателя постоянного тока независимого
возбуждения представлена на рисунке 3. Основу системы составляет разомкнутая
схема «преобразователь-двигатель» (П-Д). На валу двигателя находится датчик
скорости — тахогенератор ТГ, выходное напряжение которого, пропорциональное
скорости двигателя, является сигналом обратной связи.
Сигнал обратной связи сравнивается с задающим сигналом скорости, и их
разность в виде сигнала рассогласования (ошибки) подается на вход усилителя У,
который с коэффициентом усиливает сигнал рассогласования и подает его в виде
сигнала управления на вход преобразователя-генератора в качестве которого
используется управляемый выпрямитель. Усилитель в этой схеме является
пропорциональным регулятором скорости.
ОССЭ 15.02.07.009.000.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подп.
Дата
Лист
8
Д
Рисунок 4 – Функциональная схема системы электродвигателя с обратной связью
по скорости
Схема управления, обеспечивающая ограничение тока и момента двигателя
постоянного тока с помощью отрицательной обратной связи по току представлена
на рисунке 4. В качестве датчика тока в этой схеме используется шунт с
сопротивлением Rш, падение напряжения на котором пропорционально току
якоря.
Сигнал обратной связи поступает на сравнивающее устройство.
ОССЭ 15.02.07.009.000.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подп.
Дата
Лист
9
4 ПОДБОР ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ РАЗРАБАТЫВАЕМОЙ СИСТЕМЫ
Для реализации данных систем необходимо подобрать тахогенератор и
датчик тока.
Для реализации системы с обратной связью по току необходим датчик тока.
На рынке широко известны две модели от одного производителя, которые
отличаются диапазоном измерения либо до 20А, либо до 30А. Для системы в
которой будет использоваться данное предложение по автоматизации пусковой ток
может достигать 22,5 А, следовательно, датчик нужен такой, чтобы диапазон был
выше данного значения. Остальные характеристики можно посмотреть в таблице
1.
Таблица 1 – Характеристики датчика тока ACS712ELC-30А
Характеристика
Датчик тока ACS712ELC-30А
Максимальное значение тока
30 А
Защита от короткого замыкания,
перегрузки
обеспечивает
Чувствительность
100 мВ/А
Пропускная способность
50 кГц
Общая погрешность выходного
1,5% при Т= 25 ° С, и 4% при температуре
сигнала
от -40 ° C до 85 ° C
Внутреннее сопротивление
1.2 мОм
Страна производителя
Россия
Цена
5 600рублей/шт
Внешний вид датчика тока ACS712ELC-30А представлен на рисунке 5
ОССЭ 15.02.07.009.000.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подп.
Дата
Лист
10
Рисунок 5 – Датчик тока ACS712ELC-30А
Для реализации системы с обратной связью по скорости необходимо
подобрать тахогенератор. Просмотрев рынок предпочтение было отдано
тахогенератору Тахогенератор 1,6ТГП-2 от отечественного производителя ООО
Компания «Электроника и связь» , характеристики которого приведены в таблице
2, а внешний вид на рисунке 6.
Таблица 2 – Характеристики Тахогенератора 1,6ТГП-2
Характеристика
Тахогенератор 1,6ТГП-2
Номинальная частота вращения вала
3000об/мин
Крепление
Режим работы
Условия работы
фланцевое с упорным буртиком и за
корпус
продолжительный
от -60 до +85 °С, относительной
влажности 98 % при 40 °С.
Наработка
не менее 300 часов.
Страна производителя
Россия
Цена
7 250рублей
ОССЭ 15.02.07.009.000.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подп.
Дата
Лист
11
Рисунок 6 – Тахогенератор 1,6ТГП-2
ОССЭ 15.02.07.009.000.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подп.
Дата
Лист
12
5 РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ СИСТЕМЫ
АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПО ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЕ
Математической моделью динамической системы принято называть
совокупность аналитических выражений и алгоритмов, однозначно определяющих
развитие процессов в системе, т. е. ее движение. Математическая модель никогда
не бывает тождественна рассматриваемому объекту, т.к. при ее составлении всегда
делают какие-либо допущения и упрощения.
Для
создания
математической
модели
необходимо
представить
функциональную схему в виде соединения типовых звеньев, каждое из которых
будет соответствовать определенной функции системы и будет иметь свою
передаточную функцию. Математическая модель системы представлена на
рисунке 7.
Рисунок 7 – Математическая модель системы электродвигателя с обратной связью
по скорости
W1(p) – усилительное звено – усилитель;
W2(p) – апериодическое звено 1-ого порядка – генератор;
W3(p) – апериодическое звено 2-ого порядка – объект управления (двигатель
постоянного тока);
W4(p) – пропорциональное звено – тахогенератор.
Передаточные функции типовых звеньев:
W1(p) = 𝑘1 ,
ОССЭ 15.02.07.009.000.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подп.
Дата
(1)
Лист
13
где 𝑘1 – коэффициент усилительного звена W1(p).
W2(p) =
𝑘2
𝑇1 𝑝+1
,
(2)
где 𝑘2 – коэффициент апериодического звена 1-ого порядка W3(p);
𝑇1 – постоянная времени апериодического звена 1-ого порядка W3(p).
𝑘3
2
2
𝑇2 𝑝 +𝑇3 𝑝+1
W3(p) =
,
(3)
где 𝑘3 – коэффициент апериодического звена 2-ого порядка W2(p);
𝑇2 и 𝑇3 – постоянные времени апериодического звена 2-ого порядка
W2(p).
W4(p) = 𝑘4 ,
(4)
где 𝑘4 - коэффициент пропорционального звена W4(p).
Значения коэффициентов и постоянных времени передаточных функций:
𝑘1 = 1,5;
𝑘2 = 1,3;
𝑘3 = 1,5;
𝑘4 = 0,25;
𝑇1 = 0,1;
𝑇2 = 0,3;
𝑇3 = 0,6.
Передаточная функция системы – отношение операторного изображения
соответствующей выходной величины к операторному изображению входной
величины.
ОССЭ 15.02.07.009.000.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подп.
Дата
Лист
14
При последовательном соединении звеньев их передаточные функции
перемножаются. Таким образом произведение передаточных функции звеньев W1,
W2 и W3 имеет следующий вид:
𝑊123 = W1 × W2 × W3 = 𝑘1 ×
𝑘2
𝑇1 𝑝+1
×
𝑘3
2 2
𝑇2 𝑝 +𝑇3 𝑝+1
;
(5)
При соединении элементов встречно-параллельно, т.е. при обратной связи,
передаточная функция этих звеньев рассчитывается по формуле:
𝑊общ =
𝑊123
1± 𝑊123 ×𝑊4
,
(6)
При отрицательной обратной связи в формуле используется « + », при
положительной « – ». Т. к. в данной системе обратная связь отрицательная, т. е. от
объекта управления, в формуле будет использоваться « + ».
Таким образом общий вид передаточной функции имеет вид:
𝑊общ =
𝑊123
(7)
1+ 𝑊123 ×𝑊4
Необходимо произвести расчет передаточной функции системы подставив
коэффициенты. Сперва необходимо рассчитать передаточную функцию звеньев
W1, W2 и W3:
𝑊123 = 1,5 ×
𝑊общ =
2,925
0,009𝑝3 +0,15𝑝2 +0,7𝑝+1,73
1,3
1,5
2,925
× 0,32𝑝2 +0,6𝑝+1 = 0,009𝑝3+0,15𝑝2+0,7𝑝+1
0,1𝑝+1
2,925
0,009𝑝3 +0,15𝑝2 +0,7𝑝+1
2,925
1+
×0,25
0,009𝑝3 +0,15𝑝2 +0,7𝑝+1
=
2,925
0,009𝑝3 +0,15𝑝2 +0,7𝑝+1
0,009𝑝3 +0,15𝑝2 +0,7𝑝+1,73
0,009𝑝3 +0,15𝑝2 +0,7𝑝+1
=
.
Математическая модель для замкнутой системы электродвигателя с обратной
связью по току немного отличается от математической модели на рисунке 7, так
как обратная связь снимается с якоря двигателя, поэтому необходимо представить
ОССЭ 15.02.07.009.000.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подп.
Дата
Лист
15
двигатель как 2 последовательно соединенных звена – якорь и вал. Схема показа на
рисунке 8.
Рисунок 8 – Математическая модель системы электродвигателя с обратной связью
по току
W1(p) – усилительное звено – усилитель;
W2(p) – апериодическое звено 1-ого порядка – генератор;
W3(p) – апериодическое звено 1-ого порядка – якорь двигателя;
W4(p) – апериодическое звено 1-ого порядка –вал двигателя;
W5(p) – пропорциональное звено – датчик тока.
Передаточные функции и коэффициенты усилителя и генератора, т. е. W1 и
W2 не отличаются от рассматриваемых ранее.
Передаточные функции типовых звеньев W3, W4, W5:
W3(p) =
𝑘3
𝑇2 𝑝+1
,
(8)
где 𝑘3 – коэффициент апериодического звена 1-ого порядка W3(p);
𝑇2 – постоянная времени апериодического звена 1-ого порядка W3(p).
W4(p) =
𝑘4
𝑇3 𝑝+1
,
(9)
где 𝑘4 – коэффициент апериодического звена 1-ого порядка W4(p);
𝑇3 – постоянная времени апериодического звена 1-ого порядка W4(p).
ОССЭ 15.02.07.009.000.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подп.
Дата
Лист
16
W5(p) = 𝑘5 ,
(10)
где 𝑘5 - коэффициент пропорционального звена W5(p).
Значения коэффициентов для системы электродвигателя с обратной связью
по току
𝑘3 = 2;
𝑘4 = 0,75;
𝑘5 = 1,3;
𝑇2 = 0,3;
𝑇3 = 0,3.
Тогда для расчета
общей передаточной функции 𝑊общ для системы
электродвигателя с обратной связью по току необходимо будет рассчитать W123,
используя формулу 5, рассчитать W1235, используя формулу 7 :
𝑊123 = 1,5 ×
𝑊1235 =
𝑊общ =
1,3
2
×
=
0,1𝑝+1
0,3𝑝+1
3,9
0,03𝑝2 +0,4𝑝+1
3,9
1+0,03𝑝2+0,4𝑝+1×0,1
3,9
0,03𝑝2 +0,4𝑝+1,39
×
=
3,9
3,9
0,03𝑝2 +0,4𝑝+1
0,03𝑝+0,4𝑝+1,39
0,03𝑝2 +0,4𝑝+1
0,75
0,3𝑝+1
=
;
0,03𝑝2 +0,4𝑝+1
3,9
= 0,03𝑝2+0,4𝑝+1,39;
2,925
ОССЭ 15.02.07.009.000.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подп.
Дата
.
0,009𝑝3 +0,15𝑝2 +0,817𝑝+1,39
Лист
17
6 РАСЧЕТ ВРЕМЕННЫХ И ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ДЛЯ
ПОЛУЧЕННОЙ МОДЕЛИ
Динамические
свойства
систем
и
звеньев
могут
быть
описаны
дифференциальными уравнениями и представлены в виде графиков.
Применяют 2 типа таких характеристик:
- временные(переходные)
- частотные
Характеристики могут быть сняты экспериментально или построены по
уравнению системы. С помощью этих характеристик можно определить реакцию
системы или отдельных ее звеньев на возмущения произвольного вида.
Для построения графиков временных и частотных характеристик системы
электродвигателя с обратной связью по скороси была составлена модель системы
в среде моделирования Vissim (рисунок 8).
Рисунок 8 – Модель системы электродвигателя (обратная связь по
скорости), построенная в среде моделирования Vissim
Переходная характеристика – реакция системы на единичное ступенчатое
входное воздействие при нулевых начальных условиях. График переходной
характеристики системы представлена на Рисунке 9.
ОССЭ 15.02.07.009.000.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подп.
Дата
Лист
18
Рисунок 9 – График переходной характеристики системы электродвигателя
с обратной связью по скорости
Импульсная переходная характеристика – реакция на входное воздействие
типа единичной импульсной функции при нулевых начальных условиях. График
импульсной переходной характеристики построен в программе Scilab с помощью
передаточной функции системы 𝑊общ и изображен на рисунке 10.
Рисунок 10 – График импульсной переходной характеристики системы
электродвигателя с обратной связью по скорости
ОССЭ 15.02.07.009.000.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подп.
Дата
Лист
19
ЛАЧХ – логарифмическая амплитудно-частотная характеристика. ЛАЧХ
представляет собой график зависимости L(ω) = 20lg[H(ω)] от десятичного
логарифма частоты lg(ω).
График ЛАЧХ системы представлен на Рисунке 11.
Рисунок 11 – График ЛАЧХ для системы электродвигателя с обратной
связью по скорости
ЛФЧХ – логарифмическая фазовая частотная характеристика. ЛФЧХ – это
график зависимости частотной функции φ(ω) от десятичного логарифма частоты
lg(ω).
График ЛФЧХ для системы изображен на Рисунке 12.
ОССЭ 15.02.07.009.000.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подп.
Дата
Лист
20
Рисунок 12 – График ЛФЧХ системы электродвигателя с обратной связью
по скорости
Такая же модель и графики были получены для системы электродвигателя с
обратной связью по току (рисунок 13 – 17)
Рисунок 13 – Модель системы электродвигателя (обратная связь по
скорости), построенная в среде моделирования Vissim
ОССЭ 15.02.07.009.000.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подп.
Дата
Лист
21
Рисунок 14 – График переходной характеристики для системы
электродвигателя с обратной связью по току
Рисунок 15 – График импульсной переходной характеристики для системы
электродвигателя с обратной связью по току
ОССЭ 15.02.07.009.000.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подп.
Дата
Лист
22
Рисунок 16 – График ЛАЧХ для системы электродвигателя с обратной
связью по току
Рисунок 17 – График ЛФЧХ для системы электродвигателя с обратной
связью по току
ОССЭ 15.02.07.009.000.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подп.
Дата
Лист
23
7 ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ДЛЯ ПОЛУЧЕННОЙ МОДЕЛИ
Любая автоматизированная система управления должна быть прежде всего
работоспособной. Это значит, что она должна нормально функционировать и быть
не чувствительной к неизбежным посторонним возмущениям различного рода.
Для проверки устойчивости системы произвольного порядка были
разработаны так называемые критерии устойчивости следующих видов:
- аналитические (алгебраические),
- графоаналитические (частотные).
Алгебраическими критериями устойчивости называются критерии, которые
определяют необходимые и достаточные условия устойчивости системы любого
порядка
без
решения
характеристического
уравнения,
но
с
проверкой
определенных соотношений, составленных из его коэффициентов.
Формулировка
критерия
Рауса-Гурвица:
для
устойчивости
системы
необходимо и достаточно, чтобы все коэффициенты ее характеристического
уравнения и все определители были положительны.
Для расчета надежности системы по критерию Рауса-Гурвица необходимо
вывести характеристическое уравнение этой системы. Характеристическим
уравнением системы является знаменатель ее передаточной функции.
Характеристическое уравнение для системы имеет вид:
0,009𝑝3 + 0,15𝑝2 + 0,7𝑝 + 1,73 = 0.
𝑎0 = 1,73 > 0;
𝑎1 = 0,7 > 0;
𝑎2 = 0,15 > 0;
𝑎3 = 0,009 > 0.
Первое необходимое условие выполнено, все коэффициенты больше 0.
ОССЭ 15.02.07.009.000.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подп.
Дата
Лист
24
Для
проверки
второго
необходимого
условия
нужно
рассчитать
определители, а для этого составить матрицу для определителя ∆1 :
∆1 = |𝑎2 | = 𝑎0
(8)
∆1 = 𝑎2 = 0,15
1,73 > 0, из этого следует, что ∆1 > 0 .
Матрицу для определителя ∆2 :
𝑎2
∆2 = |𝑎
3
∆2 = |
𝑎0
𝑎1 | = 𝑎2 × 𝑎1 − 𝑎3 × 𝑎0 .
(9)
0,15 1,73
| = 0,15 × 0,7 − 0,009 × 1,73 = 0,08943
0,09 0,7
0,08943 > 0, из этого следует, что ∆2 > 0.
И матрицу для определителя ∆3 :
𝑎2
∆3 = |𝑎3
0
𝑎0
𝑎1
𝑎2
0
𝑎
0 | = 𝑎2 | 1
𝑎2
𝑎0
𝑎
0
| − 𝑎0 | 3
𝑎0
0
𝑎3
0
| + 0| 0
𝑎0
𝑎1
𝑎2 |
(10)
= 𝑎2 (𝑎1 × 𝑎0 − 𝑎2 × 0) − 𝑎0 (𝑎3 × 𝑎0 − 0 × 0) + 0(𝑎3 × 𝑎2 − 0 × 𝑎1 )
0,15 1,73
0
0,7
0
0,009
0
∆3 = |0,009 0,7
0 | = 0,15 |
| − 1,73 |
|+
0,15 1,73
0
1,73
0
0,15 1,73
0,009 0,7
0|
| = 0,15(0,7 × 1,73 − 0) − 1,73(0,009 × 1,73) + 0 = 0,18165 −
0
0,15
0,0269361 = 0,1547139
0,1547139 > 0, из этого следует, что ∆3 > 0.
ОССЭ 15.02.07.009.000.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подп.
Дата
Лист
25
Так как все коэффициенты и определители характеристического уравнения
положительны, система устойчива по критерию Рауса-Гурвица.
Проверка
устойчивости
системы
электродвигателя
с ОС
по
току
производится аналогично.
0,009𝑝3 + 0,15𝑝2 + 0,817𝑝 + 1,39 = 0.
𝑎0 = 1,39 > 0;
𝑎1 = 0,817 > 0;
𝑎2 = 0,15 > 0;
𝑎3 = 0,009 > 0.
∆1 = 𝑎2 = 0,15
0,15 > 0, из этого следует, что ∆1 > 0 .
Матрицу для определителя ∆2 :
0,15
1,39
∆2 = |
| = 0,15 × 0,817 − 0,009 × 1,39 = 0,1104
0,009 0,817
0,1104 > 0, из этого следует, что ∆2 > 0.
И матрицу для определителя ∆3 :
0,15
1,39
0
0,817
0
0,009
0
∆3 = |0,009 0,817
0 | = 0,15 |
| − 1,29 |
|+
0,15 1,39
0
1,39
0
0,15 1,39
0,009 0,817
0|
| = 0,15(0,817 × 1,39 − 0) − 1,39(0,009 × 1,39) + 0 = 0,0429156
0
0,15
ОССЭ 15.02.07.009.000.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подп.
Дата
Лист
26
0,0429156 > 0, из этого следует, что ∆3 > 0.
Таким образом система электродвигателя с ОС по току является устойчивой.
В данной курсовой работе надежность системы проверены по 2
графоаналитическим критериям: Михайлова и Найквиста.
Для анализа устойчивости используется характеристический комплекс
𝐹(𝑗𝜔), который получается из характеристического полинома 𝐹(𝑝) = 𝑎𝑛 𝑝𝑛 +
𝑎𝑛−1 𝑝𝑛−1 +. . . +𝑎1 𝑝 + 𝑎0 . Этот комплекс получается путем преобразования Фурье
𝑝 → 𝑗𝜔. Таким образом получается следующее выражение:
𝐹(𝑗𝜔) = 𝑎𝑛 (𝑗𝜔)𝑛 + 𝑎𝑛−1 (𝑗𝜔)𝑛−1 +. . . +𝑎1 𝑗𝜔 + 𝑎0 .
В этом выражении выделяется мнимая и вещественная части:
𝐹(𝑗𝜔) = 𝑅𝑒𝐹 (𝜔); 𝐼𝑚𝐹 (𝜔).
Формулировка критерия Михайлова: для устойчивости линейной системы
необходимо и достаточно, чтобы годограф Михайлова при изменение частоты от 0
до ∞ начинался на вещественной оси в точке a_0 и приходил последовательно
против часовой стрелки n квадратов (секторов координатной плоскости)
комплексной плоскости, не обращаясь в 0 и стремился к ∞ в n-ом квадрате, где n –
порядок системы.
Преобразование Фурье для системы с ОС по скорости:
𝐹(𝑝) → 𝐹(𝑗𝜔);
(11)
𝐹(𝑝) = 0,009𝑝3 + 0,15𝑝2 + 0,7𝑝 + 1,73;
𝐹(𝑗𝜔) = 0,009(𝑗𝜔)3 + 0,15(𝑗𝜔)2 + 0,7𝑗𝜔 + 1,73.
После преобразования в получившемся выражение необходимо выделить
мнимую и реальную части.
0,009(𝑗𝜔)3 + 0,15(𝑗𝜔)2 + 0,7𝑗𝜔 + 1,73 = −0,009𝑗𝜔3 − 0,15𝜔2 + 0,7𝑗𝜔 + 1,73
= (1,73 − 0,15𝜔2 ) + 𝑗(0,7𝜔 − 0,009𝜔3 ).
Re
Im
ОССЭ 15.02.07.009.000.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подп.
Дата
Лист
27
Таблица 3 – значения для построения годографа Михайлова (система с ОС по
скорости)
𝜔
0
0,5
0,8
0
12
2
3
4
6
1,58
1,13
0,38
-0,67
-3,76
0,35 0,56 0,691
1,328
1,857
2,22
2,256 -0,26 -7,15 −∞
Re 1,73 1,69 1,63
Im
9
1
∞
-10,4 -19,9 −∞
На основе денных из Таблицы 3 был построен график, который изображен на
Рисунке 18 под номером 1.
Устойчивость
системы
электродвигателя
с
ОС
по
току:
𝐹(𝑝) = 0,009𝑝3 + 0,15𝑝2 + 0,817𝑝 + 1,39;
𝐹(𝑗𝜔) = 0,009(𝑗𝜔)3 + 0,15(𝑗𝜔)2 + 0,817𝑗𝜔 + 1,39.
После преобразования в получившемся выражение необходимо выделить
мнимую и реальную части.
0,009(𝑗𝜔)3 + 0,15(𝑗𝜔)2 + 0,817𝑗𝜔 + 1,39
= −0,009𝑗𝜔3 − 0,15𝜔2 + 0,817𝑗𝜔 + 1,39
= (1,39 − 0,15𝜔2 ) + 𝑗(0,817𝜔 − 0,009𝜔3 ).
Re
Im
Таблица 4 – значения для построения годографа Михайлова (система с ОС по
току)
𝜔
0
0,5
0,8
1
2
Re
1,39
1,35
1,29
1,24
0,79
0,04 -1,01 -4,01 -10,8
Im
0
0,4
0,65
0,808
1,562
2,21
3
4
2,69
6
9
2,958 -0,79
12
∞
-20
−∞
-5,75 −∞
На основе данных из таблицы 4 был построен график на рисунке 18 под
номером 2
Лист
ОССЭ 15.02.07.009.000.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подп.
28
Дата
Re
Рисунок 18 – Годограф Михайлова для системы электродвигателя с ОС: 1 –
с ОС по скорости; 2 – с ОС по току.
Критерий был сформулирован в 1932 г. американским физиком X.
Найквистом, занимавшимся исследованием свойств электронных усилителей с
обратной связью. Позднее А.В. Михайлов обосновал этот критерий и показал
возможность применения его для анализа автоматических систем управления.
Основная формулировка критерия Найквиста: автоматическая система
управления
устойчива,
если
амплитудно-фазовая
характеристика
W(j𝜔)
разомкнутого контура не охватывает точку с координатами (–1; j0). Эта
формулировка справедлива для систем, которые в разомкнутом состоянии
устойчивы. Таковыми являются большинство реальных систем, состоящих из
устойчивых элементов.
Для проверки устойчивости системы по критерию Найквиста необходимо
разомкнуть контур системы и представить ее в виде последовательно соединенных
звеньев. Тогда математическая модель системы электродвигателя с ОС по скорости
имеет вид, как показано на рисунке 19, а модель системы с ОС по току как на
рисунке 20.
ОССЭ 15.02.07.009.000.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подп.
Дата
Лист
29
Рисунок 19 – Математическая модель разомкнутой системы
электродвигателя с ОС по скорости
Рисунок 20 – Математическая модель разомкнутой системы
электродвигателя с ОС по току
Необходимо рассчитать передаточную функцию для разомкнутой системы.
Так как все звенья системы соединены последовательно, то формула для расчета
системы с ОС по скорости выглядит следующим образом:
𝑊общ = 𝑊1 × 𝑊2 × 𝑊3 × 𝑊4 .
𝑘2
0,73125
0,009𝑝3 +0,15𝑝2 +0,7𝑝+1
𝑘
× 𝑇 2 𝑝2+𝑇3 𝑝+1 = 1,5 ×
𝑇 𝑝+1
𝑊общ = 𝑘1 ×
1
3
2
(12)
1,3
1,5
× 0,32𝑝2 +0,6𝑝+1 × 0,25 =
0,1𝑝+1
− для системы с ОС по скорости
Формула для расчета системы с ОС по току имеет вид:
𝑊общ = 𝑊1 × 𝑊2 × 𝑊3 × 𝑊5 × 𝑊4 .
𝑊общ = 𝑘1 ×
0,75
0,3𝑝+1
=
𝑘2
𝑇1 𝑝+1
×
0,2925
0,009𝑝3 +0,15𝑝2 +0,7𝑝+1
𝑘3
𝑇2 𝑝+1
× 𝑘5 ×
𝑘4
𝑇3 𝑝+1
= 1,5 ×
1,3
0,1𝑝+1
(13)
×
2
0,3𝑝+1
− для системы с ОС по току
ОССЭ 15.02.07.009.000.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подп.
Дата
× 0,1 ×
Лист
30
Из передаточных функций систем, видно, что характеристические уравнения
не отличаются, а значит результаты расчета системы по Раусу-Гурвицу будут
одинаковыми.
Сперва необходимо проверить устойчивость разомкнутого контура системы
по критерию Рауса-Гурвица, для этого выделить характеристическое уравнение:
0,009𝑝3 + 0,15𝑝2 + 0,7𝑝 + 1 = 0
∆1 = 𝑎2 = 0,15
1 > 0, из этого следует, что ∆1 > 0 .
0,15
1
∆2 = |
| = 0,15 × 0,7 − 0,009 × 1 = 0,096
0,009 0,7
0,096 > 0, из этого следует, что ∆2 > 0.
0,15
1
0
0,7
0
0,009
0
∆3 = |0,009 0,7 0| = 0,15 |
| − 1,73 |
|+
0,15 1,73
0
1,73
0
0,15 1
0,009 0,7
0|
| = 0,15(0,7 × 1 − 0) − 1(0,009 × 1) + 0 = 0,096
0
0,15
0,096 > 0, из этого следует, что ∆3 > 0.
Для расчета устойчивости системы по критерию Найквиста необходимо
произвести преобразование Фурье. Преобразование для системы электродвигателя
с ОС по скорости:
ОССЭ 15.02.07.009.000.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подп.
Дата
Лист
31
0,73125
0,009𝑝3 +0,15𝑝2 +0,7𝑝+1
=
0,73125
0,009(𝑗𝜔)3 +0,15(𝑗𝜔)2 +0,7𝑗𝜔+1
(1−0,15𝜔2 )+𝑗(0,009𝜔3 −0,7𝜔)
0,73125
(1−0,15𝜔2 )−𝑗(0,009𝜔3 −0,7𝜔)
× (1−0,15𝜔2 )+𝑗(0,009𝜔3
0,73125((1−0,15𝜔2 )+𝑗(0,009𝜔3 −0,7𝜔))
(1−0,15𝜔2 )2 −(𝑗(0,009𝜔3 −0,7𝜔))2
0,73125−0,11𝜔2
0,0001𝜔6 +0,01𝜔4 +0,79𝜔2 +1
+𝑗
=
−0,7𝜔)
=
0,73125
−0,009𝑗𝜔3 −0,15𝜔2 +0,7𝑗𝜔+1
=
=
(0,73125−0,11𝜔2 )+𝑗(0,007𝜔3 −0,512𝜔)
0,0001𝜔6 +0,01𝜔4 +0,79𝜔2 +1
=
0,007𝜔3 −0,512𝜔
0,0001𝜔6 +0,01𝜔4 +0,79𝜔2 +1
Re
Im
Таблица 5 – Значения для построения АФХ Найквиста (для системы с ОС по
скорости)
𝜔
0
0,5
1
1,5
2
3
5
8
10
20
∞
Re
0,731
0,59
0,35
0,17
0,06
-0,03
-0,07
-0,05
-0,04
-0,005
−∞
Im
0
-0,21
-0,27
-0,26
-0,22
-0,146
-0,06
-0,004
0,007
0,005
−∞
На основе расчета и данный из таблицы 5 был построен график на рисунке
21.
ОССЭ 15.02.07.009.000.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подп.
Дата
Лист
32
0,05
Im
Re
0
-0,2
-0,1
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
-0,05
-0,1
-0,15
-0,2
-0,25
-0,3
Рисунок 21 – График АФХ Найквиста для системы электродвигателя с ОС по
скорости
Для расчета устойчивости системы по критерию Найквиста необходимо
произвести преобразование Фурье. Преобразование для системы электродвигателя
с ОС по току:
0,2925
0,009𝑝3 +0,15𝑝2 +0,7𝑝+1
=
0,2925
0,009(𝑗𝜔)3 +0,15(𝑗𝜔)2 +0,7𝑗𝜔+1
(1−0,15𝜔2 )+𝑗(0,009𝜔3 −0,7𝜔)
0,2925
(1−0,15𝜔2 )−𝑗(0,009𝜔3 −0,7𝜔)
× (1−0,15𝜔2 )+𝑗(0,009𝜔3
0,2925((1−0,15𝜔2 )+𝑗(0,009𝜔3 −0,7𝜔))
(1−0,15𝜔2 )2 −(𝑗(0,009𝜔3 −0,7𝜔))2
0,2925−0,04𝜔2
0,0001𝜔6 +0,01𝜔4 +0,79𝜔2 +1
+𝑗
=
−0,7𝜔)
=
0,2925
−0,009𝑗𝜔3 −0,15𝜔2 +0,7𝑗𝜔+1
=
(0,2925−0,04𝜔2 )+𝑗(0,003𝜔3 −0,2𝜔)
0,0001𝜔6 +0,01𝜔4 +0,79𝜔2 +1
=
0,003𝜔3 −0,2𝜔
0,0001𝜔6 +0,01𝜔4 +0,79𝜔2 +1
Re
Im
ОССЭ 15.02.07.009.000.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
=
Подп.
Дата
Лист
33
Таблица 6 – Значения для построения АФХ Найквиста (для системы с ОС по
току)
𝜔
0
0,5
1
1,5
2
3
5
8
10
20
∞
Re
0,2925
0,24
0,14
0,07
0,03
-0,007
-0,02
-0,019
-0,001
-0,001
−∞
Im
0
-0,08
-0,11
-0,1
-0,09
-0,06
-0,02
-0,0005
0,004
0,002
−∞
На основе данных из таблицы 6 был построен график на рисунке 22.
0,02
Im
Re
0
-0,05
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
-0,02
-0,04
-0,06
-0,08
-0,1
-0,12
Рисунок 22 – График АФХ Найквиста для системы электродвигателя с ОС
по току
Как видно из графиков на рисунках 22 и 21, АФХ Найквиста
автоматизированной системы не охватывает точку (– 1; j0), а значит система
является устойчивой с любим видом обратной связи.
Система электродвигателя с обратной связью по скорости и система
электродвигателя с обратной связью по току являются устойчивыми по всем
критериям.
ОССЭ 15.02.07.009.000.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подп.
Дата
Лист
34
Запас устойчивости системы можно определить по ЛАЧХ и ЛФЧХ системы.
Считают достаточным запас устойчивости по фазе 30˚ (желательно≥ 45˚), а
по амплитуде от 10 дБ.
Рисунок 23 – Определение запаса устойчивости по ЛАЧХ и ЛФЧХ для
системы электродвигателя с обратной связью по скорости
Из графиков на рисунке 23 видно, что запас устойчивости по фазе 120˚, а по
амплитуде 17 дБ, что является достаточным запасом.
ОССЭ 15.02.07.009.000.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подп.
Дата
Лист
35
Рисунок 24 – Определение запаса устойчивости по ЛАЧХ и ЛФЧХ для
системы электродвигателя с обратной связью по току
Из графиков на рисунке 24 видно, что запас устойчивости по фазе 80˚, а по
амплитуде 17 дБ, что является достаточным запасом.
ОССЭ 15.02.07.009.000.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подп.
Дата
Лист
36
8 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРЕДЛАГАЕМОГО
РЕШЕНИЯ ПО МОДЕРНИЗАЦИИ
Так как обратная связь в системе электродвигателя позволяет более
качественно управлять скоростью двигателя, а соответственно снижает количество
брака на производстве.
Затраты на внедрение обратно связи зависят от выбора технического
решения.
Цена датчика тока для системы электродвигателя с обратной связью по току
составляет 5 600 рублей.
Цена тахогенератор для системы электродвигателя с обратной связью по
скорости составляет 7 250 рублей.
С экономической точки зрения такая модернизация системы является
выгодной.
ОССЭ 15.02.07.009.000.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подп.
Дата
Лист
37
9 ОХРАНА ТРУДА И ПРОТИВОПОЖАРНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ
Общие положения охраны труда по Приказу об утверждении правил по
охране труда при эксплуатации электроустановок от от 24.07.2013 г. N328н:
1. Если работа на электродвигателе или приводимом им в движение
механизме связана с прикосновением к токоведущим и вращающимся частям,
электродвигатель должен быть отключен с выполнением предусмотренных
Правилами
технических
мероприятий,
предотвращающих
его
ошибочное
включение. При этом у двухскоростного электродвигателя должны быть
отключены и разобраны обе цепи питания обмоток статора.
Работу, не связанную с прикосновением к токоведущим или вращающимся
частям электродвигателя и приводимого им в движение механизма, разрешается
производить на работающем электродвигателе.
Запрещается снимать ограждения вращающихся частей работающих
электродвигателя и механизма.
2. При работе на электродвигателе правомерна установка заземления на
любом участке кабельной линии, соединяющей электродвигатель с секцией РУ,
щитом, сборкой.
Если работы на электродвигателе рассчитаны на длительный срок, не
выполняются или прерваны на несколько дней, то отсоединенная от него КЛ
должна быть заземлена также со стороны электродвигателя.
В тех случаях, когда сечение жил кабеля не позволяет применять переносные
заземления, у электродвигателей напряжением до 1000 В разрешается заземлять
КЛ медным проводником сечением не менее сечения жилы кабеля либо соединять
между собой жилы кабеля и изолировать их. Такое заземление или соединение жил
кабеля должно учитываться в оперативной документации наравне с переносным
заземлением.
3. Перед допуском к работам на электродвигателях, способных к вращению
за счет соединенных с ними механизмов (дымососы, вентиляторы, насосы),
ОССЭ 15.02.07.009.000.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подп.
Дата
Лист
38
штурвалы запорной арматуры (задвижек, вентилей, шиберов) должны быть
заперты на замок. Кроме того, должны быть приняты меры по затормаживанию
роторов электродвигателей или расцеплению соединительных муфт.
Необходимые операции с запорной арматурой должны быть согласованы с
начальником смены технологического цеха, участка с записью в оперативном
журнале.
4. Со схем ручного дистанционного и автоматического управления
электроприводами запорной арматуры, направляющих аппаратов должно быть
снято напряжение.
На штурвалах задвижек, шиберов, вентилей должны быть вывешены плакаты
"Не
открывать!
Работают
люди",
а
на
ключах,
кнопках
управления
электроприводами запорной арматуры - "Не включать! Работают люди".
5.
На
однотипных
или
близких
по
габариту
электродвигателях,
установленных рядом с двигателем, на котором предстоит выполнить работу,
должен быть вывешен плакат "Стой! Напряжение" независимо от того, находятся
они в работе или остановлены.
6. Работы по одному наряду на электродвигателях одного напряжения,
выведенных в ремонт агрегатов, технологических линий, установок могут
проводиться на условиях, предусмотренных пунктом 6.9 Правил. Допуск на все
заранее подготовленные рабочие места разрешается выполнять одновременно,
оформление перевода с одного рабочего места на другое не требуется. При этом
запрещается опробование или включение в работу любого из перечисленных в
наряде
электродвигателей
до
полного
окончания
работы
на
других
электродвигателях.
7. Порядок включения электродвигателя для опробования должен быть
следующим:
- производитель работ удаляет бригаду с места работы, оформляет окончание
работы и сдает наряд оперативному персоналу;
ОССЭ 15.02.07.009.000.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подп.
Дата
Лист
39
- оперативный персонал снимает установленные заземления, плакаты,
выполняет сборку схемы.
После
опробования
при
необходимости
продолжения
работы
на
электродвигателе оперативный персонал вновь подготавливает рабочее место и
бригада по наряду повторно допускается к работе на электродвигателе.
8. Работу на вращающемся электродвигателе без соприкосновения с
токоведущими
и
вращающимися
частями
разрешается
проводить
по
распоряжению.
9. Обслуживание щеточного аппарата на работающем электродвигателе
разрешается выполнять по распоряжению обученному для этой цели работнику,
имеющему группу III, при соблюдении следующих мер предосторожности:
- работать с использованием средств защиты лица и глаз, в застегнутой
спецодежде, остерегаясь захвата ее вращающимися частями электродвигателя;
пользоваться диэлектрическими галошами, коврами;
- не касаться руками одновременно токоведущих частей двух полюсов или
токоведущих и заземленных частей.
Кольца ротора разрешается шлифовать на вращающемся электродвигателе
лишь с помощью колодок из изоляционного материала.
10. В инструкциях по охране труда соответствующих организаций должны
быть детально изложены требования к подготовке рабочего места и организации
безопасного проведения работ на электродвигателях, учитывающие виды
используемых электрических машин, особенности пускорегулирующих устройств,
специфику механизмов, технологических схем.
ОССЭ 15.02.07.009.000.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подп.
Дата
Лист
40
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В курсовом проекте на тему «Обратные связи в системе электродвигателя.
(Разработать структурные схемы системы с различными видами ОС. Исследовать
системы на устойчивость).» произведен анализ имеющейся системы, выявлены
недостатки и предложена модернизация.
В части описание технологического процесса курсового проекта дана краткая
характеристика ОО ППО ФИЛИАЛА АО "ЦС "ЗВЕЗДОЧКА" "ОЗ "ВЕГА" ООО
РПРС, описан технологический процесс и дано краткое описание об обратных
связях в системе электродвигателя. А также выявлены недостатки существующей
системы, определены задачи модернизации.
В последующих частях были разработаны функциональные и структурные
схемы,
подобрано
и
обосновано
техническое
обеспечение,
разработана
математическая модель и произведен расчет устойчивости системы с разными
видами обратной связи и определены запасы устойчивости.
Выбран Тахогенератор 1,6ТГП-2 для системы электродвигателя с обратной
связью по скорости и датчик тока ACS712ELC-30А для системы электродвигателя
с обратной связью по току.
В технико-экономическом обоснование приведено объяснение почему
данное предложение по автоматизации выгодно для предприятия.
В части охрана труда и противопожарные мероприятия приведена
инструкция
по
охране
труда,
технике
безопасности
при
работе
с
электродвигателями
В
ходе
выполнения
курсового
проекта
реализованы
следующие
профессиональные компетенции (ПК): ПК 4.1, ПК 4.2, ПК 3.3, ПК 4.4, ПК 4.5.
ОССЭ 15.02.07.009.000.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подп.
Дата
Лист
41
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Теория автоматического управления: учебное пособие/ В.Ф. Дядик, С.А.
Байдали,
Н.С.
Криницын;
Национальный
исследовательский
Томский
политехнический университет. − Томск: Изд-во Томского политехнического
университета, 2011. – 196 с.
2. А. Г. Карпов Теория автоматического управления: Учебное пособие Часть
1, Томск , государственный университет управления и радиоэлектроники – 2011. –
53 с.
3. Теория автоматического управления: учебное пособие, 2-е издание,
дополненное/А. И. Пронин, Е. Б. Щелкунов; ФГБОУ ВПО «Комсомольский-наАмуре государственный университет», 2015 – 38 с.
4. StudFiles [Электронный ресурс] https://studfile.net/preview/4545333/page:4/.
5.4. Регулируемый электропривод с обратными связями по току и скорости и
суммирующим усилителем
5.
StudRef
ресурс]
[Электронный
https://studref.com/354828/stroitelstvo/zamknutye_shemy_upravleniya_elektroprivoda_
dvigatelyami_postoyannogo_toka. Замкнутые схемы управления электропривода с
двигателями постоянного тока.
6.
Учебно-методический
инженерно-технический
центр
«УМИТЦ»
ресурс]
[Электронный
https://studref.com/354828/stroitelstvo/zamknutye_shemy_upravleniya_elektroprivoda_
dvigatelyami_postoyannogo_toka. 27. Охрана труда при выполнении работ на
электродвигателях.
7.
ЭЛЕКТРОПРОЕКТ
[Электронный
ресурс]
https://www.elp.ru/catalog/Elektricheskie-mashiny-Elektrodvigateligeneratory/Elektricheskie-mashiny-specialnye-Tahogeneratory/Tahogeneratory.
Тахогенераторы.
ОССЭ 15.02.07.009.000.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подп.
Дата
Лист
42
8.
БелНасосПром
[Электронный
ресурс]
https://www.elp.ru/catalog/Elektricheskie-mashiny-Elektrodvigateligeneratory/Elektricheskie-mashiny-specialnye-Tahogeneratory/Tahogeneratory.
Защиты токовые трехфазные.
ОССЭ 15.02.07.009.000.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подп.
Дата
Лист
43
Download