Расчет системы автоматического управления двигателем постоянного тока независимого возбуждения

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«Пермский национальный исследовательский политехнический университет» Кафедра электротехники и электромеханики

Курсовая работа

по дисциплине: «Автоматизация в электромеханике»

«Расчет системы автоматического управления двигателем постоянного тока независимого возбуждения»

Выполнил студент гр. ЭМ- 20-1б Шалабот С.С.         

Проверил преподаватель Кавалеров Б.В.         

Оценка          

дата         

Пермь 2023

Цель курсовой работы

Применить полученные на лекционных, практических и лабораторных занятиях, а также при выполнении самостоятельной подготовки и изучении дополнительной литературы знания, умения и навыки для расчета системы автоматического управления двигателем постоянного тока независимого возбуждения.

Задачи курсовой работы

1. Получить математическую модель двигателя постоянного тока (ДПТ)

на основании его номинальных данных и паспортных параметров.

1. Составить алгоритмическую структурную схему ДПТ.
2. Получить передаточную функцию ДПТ по заданию и по возмущению.
3. Получить математическую модель преобразователя.
4. Рассчитать регулятор системы автоматического управления (САУ)

ДПТ.

1. Проанализировать показатели качества синтезированной САУ ДПТ.
2. Выполнить        программную        реализацию        и        получить        переходные

процессы в системе визуального моделирования Matlab/Simulink (лицензия

№ 568405).

1. Проанализировать полученные результаты и сделать выводы.

Объект исследования

Система        автоматического        управления        частотой        вращения        двигателя постоянного тока независимого возбуждения.

Предмет исследования

Математическая модель САУ частотой вращения ДПТ.

Номинальные данные и параметры двигателя 2ПН100МУХЛ4

Мощность – 3,6 кВт

Напряжение – 110 В

Номинальная частота вращения – 3150 об/мин

Максимальная частота вращения – 4000 об/мин

Коэффициент полезного действия – 78,5%

Сопротивление обмотки якоря при 15ᴼС – 0,084 Ом

Сопротивление обмотки добавочных полюсов при 15ᴼС – 0,089 Ом

Сопротивление обмотки возбуждения при 15ᴼС – 129 Ом

Индуктивность цепи якоря – 1 мГн

Момент инерции – 0,015 кг*м^2

Содержание курсовой работы

1. Получение математической модели двигателя постоянного тока (ДПТ) на основании его номинальных данных и паспортных параметров.

1. Полное сопротивление якорной цепи:

(Ом)                                  (1)[pic 1]

где Ra – сопротивление обмотки якоря, RДП – сопротивление добавочных         полюсов, RКО – сопротивление компенсационной обмотки.

1. Нагретое сопротивление якорной цепи:

 (Ом)             (2)[pic 2]

                где tхол = 15ºС, tгор = 90ºС.

1. Электромагнитная постоянная времени:

        =         (с)                                                                    (3)                                                                                    [pic 3][pic 4]

1.4. Номинальный ток якоря двигателя:

        (А)                                (4)[pic 5]

1.5. Угловая скорость якоря двигателя номинальная:

                             (рад/с)                        (5)[pic 6]

1.6. Коэффициент ЭДС двигателя: