ТОР 5 статей: Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы КАТЕГОРИИ:
|
МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ЛИФТА3.1 Описание звеньев модели Система управления работает по схеме с обратной связью по скорости. Причем заданных скоростей движения кабины несколько: при перемещении между соседними этажами лифт движется с малой скоростью, при перемещении более двух этажей лифт движется с большой, так называемой, крейсерской скоростью. Анализ ситуации выполняет электронная система (в лифтовой станции управления), которая выдает команды напреобразователь частоты. При подходе лифта к требуемому этажу срабатывает концевой выключатель, и скорость кабины снижается, при точном расположении кабины на этаже срабатывает второй концевой выключатель – кабина останавливается и подается питание на электромеханический тормоз. Требуется обеспечить плавное трогание и останов кабины лифта, поддержание заданной скорости движения кабины. При трогании лифта с ускорением на людей, находящихся в лифте действуют «сжимающие или растягивающие силы». При применении ПЧ параметры ускорения настраиваются таким образом, что человек не чувствует перегрузок. Скорость изменяется по закону «S – кривой» преобразователя частоты. Применение ПЧ для управления движением лифта обеспечивает: - комфортность для пассажиров за счет плавности хода от момента трогания до полного останова кабины; - продление ресурса оборудования за счет исключения резких динамических нагрузок; - повышенную точность останова кабины. Кроме этого преобразователь частоты должен иметь настройку на векторное управление для регулирования электромагнитного момента асинхронной машины. Структурная схема системы векторного управления с ориентацией по вектору потокосцепления ротора в программе «MatLab» приведена на рисунке 3.1. Рисунок 3.1 - Схема структурная для моделирования переходных режимов: PLC - программируемый контроллер; ZI - задатчик интенсивности разгона; RS - регулятор скорости; RT - регулятор тока; UZ - преобразователь частоты; AD - модель асинхронного электродвигателя; DT - датчик тока; DS - датчикr скорости; SQ - модель этажных конечных выключателей; Tormoz - модель механического тормоза.; scope -осциллограф. Преобразователь частоты. Преобразователь частоты для линейного участка характеристики управления представлен апериодическим звеном первого порядка с передаточной функцией вида:
, (3.1) где ТП - постоянная времени цепи управления преобразователем частоты, которая при высоких частотах модуляции выходного напряжения не превышает 0,01с.; КП - передаточный коэффициент преобразователя частоты рассчитывается по формуле:
, (3.2) где UУ - максимальное входное напряжение управления преобразователем, В; kд1 - коэффициент передачи электродвигателя.
, (3.3) где ω0- синхронная скорость асинхронной машины, рад./с. , После подстановки в формулу (3.1) полученных значений получаем: Рисунок 3.2 - Структура блока UZ
Передаточная функция датчика скорости и тока. Датчик скорости представлен безынерционным усилителем с передаточной функцией вида
, (3.4) где Кс – коэффициент обратной связи по скорости.
, (3.5) Датчик тока принимаем безынерционным усилителем с передаточной функцией:
(3.6) где Kд.т. - коэффициент передачи датчика тока.
, (3.7) где Iмах - ток статора с учётом перегрузки преобразователя, А; Uд.т. - сигнал управления преобразователем, В; kд2 - коэффициент передачи электродвигателя по моменту. . (3.8) Передаточная функция асинхронного электродвигателя. Двигатель переменного тока при питании от инвертора напряжения при линейных механических характеристиках описывается апериодическим звеном первого порядка. Передаточная функция апериодического звена первого порядка имеет вид:
, (3.9) где β - жёсткость механической характеристики Тэ – электромагнитная постоянная двигателя, с.
, (3.10) где sk - критическое скольжение электродвигателя.
, (3.11) где sн - номинально скольжение электродвигателя; km - перегрузочная способность электродвигателя по максимальному моменту. Номинальное скольжение электродвигателя находится по формуле , (3.12) Коэффициент жёсткости естественной механической характеристики , (3.13) где Мк - критический момент электродвигателя, Нм.
. (3.14) После подстановки расчётных параметров в формулу (3.9) получаем: Механическая часть электропривода моделируется интегратором спередаточной функцией вида
, (3.15) где JΣ - суммарный момент инерции электропривода, включающий момент инерции ротора и момент инерции механизма, кг·м2. Структура блока AD показана на рисунке 3.3. Рисунок 3.3 - Структурная схема асинхронного двигателя на линейной части механической характеристики
Коэффициент K=0,0108 на рисунке 14, находится из соотношения , (3.16) где ip - передаточное число редуктора; Rк.ш. -радиус канатоведущего шкива, м.
и выполняет переход от угловой скорости электродвигателя ω, рад./с. к линейной скорости движения кабины V, м/с 3.2 Расчёт системы регулирования Определение коэффициентов регуляторов. Для контура регулирования тока без учёта влияния э.д.с. электродвигателя используется схема аналогового пропорционально - интегрального регулятора тока (ПИ-РТ). Передаточная функция регулятора [9,13]: , (3.17) где Т1- постоянная времени регулятора, с; Трт=Тэ=0,0192 с. Коэффициент усиления регулятора тока:
, (3.18) где kп - коэффициент передачи преобразователя; kд.т. - коэффициент передачи датчика тока; Тпч - постоянная времени преобразователя, с. Передаточная функция ПИ - регулятора тока.
, (3.19) Коэффициент интегральной части регулятора Kирт= = . Структурная схема регулятора показана на рисунке 3.4. Рисунок 3.4- Внутренняя структура блока RT
Для высокой точности отработки изменений сигналов задания и абсолютной статической точности поддержания скорости при нагрузках на валу двигателя применяют двухконтурную систему с ПИД регулятором скорости. Передаточная функция ПИД - регулятора скорости: [13] , (3.20) Коэффициент пропорциональной части регулятора скорости: , (3.21) Коэффициент интегральной части регулятора: с. Постоянная дифференциальной части регулятора: Структура блока RS приведена на рисунке 3.5. Рисунок 3.5 - Структурная схема ПИД - регулятора скорости 3.3 Расчёт задатчика интенсивности разгона Разгон и торможение по S-характеристике позволяет предотвращать механические удары при пуске и останове механизма, а также контролировать рывок в момент включения привода. Структурная схема ЗИ показана на рисунке 16 [5,9] Определяем постоянную интегрирования интегратора Ти2, с. , (3.22) где εдоп. - допустимое ускорение привода, рад./с-2. Допустимое значение линейного ускорения для всех лифтов, кроме больничных должно быть не более адоп.=2 м/с2. Примем это значение за требуемое. Найдём допустимое угловое ускорение электродвигателя по формуле . (3.23) где r- радиус приведения механической части привода, м. рад./с2 Постоянная интегрирования Т2, находится по формуле: , (3.24) где εдоп. - допустимое значение ускорения, с-2; ρдоп. - допустимое значение рывка, с-3. При рывке скорости ρ =3÷5 м/с3движение настолько спокойно и плавно, что пассажир почти его не ощущает. Принимаем среднее значение допустимого рывка не болееρ =4 м/с3 с.
Рисунок 3.6 - ЗадатчикS -образной кривой разгона. Внутренняя структура блока ZI.
После расчёта параметров задатчика, графики изменения скорости показаны на рисунке 3.8
Рисунок 3.7- Изменение скорости по S-образной кривой разгона Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:
|