Тип работы:
Предмет:
Язык работы:


Система широтно-импульсного управления ДПТ

Работа №10894

Тип работы

Бакалаврская работа

Предмет

электротехника

Объем работы78
Год сдачи2016
Стоимость5900 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
721
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


Введение 5
1.1 Обзор существующих стендов для изучения законов ШИП 9
1.2 Требуемые функциональные возможности виртуального учебного стенда. 14
1.3 Требования к составу и устройству стенда 14
1.4 Электродвигатель и расчет его параметров 15
1.5 Расчет параметров силового преобразователя 16
1.6 Выбор силовых вентилей 17
1.7 Определение параметров силовой цепи 22
1.8 Структурная схема силового канала ЭП 22
1.9 Синтез и анализ линеаризованной САУ РЭП 24
1.9.1 Оптимизация контура тока 25
1.9.2 Оптимизация контура скорости на МО 29
1.10 Исследование нелинейной САУ РЭП 33
1.11 Создание и исследование имитационных моделей для различных законов
коммутации 34
2. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение..40
2.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения
научных исследований с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения 40
2.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования
2.1.2 Анализ конкурентных технических решений 43
2.2 Технология QuaD 44
2.3 SWOT - анализ 46
2.4 Планирование научно-исследовательских работ 51
2.4.1 Структура работ в рамках научного исследования 51
2.4.2 Определение трудоемкости выполнения технического проекта .... 52
2.4.3 Разработка графика проведения научного исследования 53 
2.5 Расчет бюджета для научно-технического исследования
2.5.1 Расчет материальных затрат НТИ 57
2.5.2 Основная заработная плата исполнителей темы 59
2.5.3 Отчисление во внебюджетные фонды (страховые отчисления)..61
2.5.4 Накладные расходы 61
2.5.5 Формирование сметы технического проекта 62
2.6 Определение конкурентоспособности проекта 63
3 Социальная ответственность 65
3.1 Анализ выявленных вредных факторов проектируемой
производственной среды 65
3.1.1 Расчет освещения 67
3.2 Анализ выявленных опасных факторов проектируемой
производственной среды 71
3.3 Охрана окружающей среды 72
3.4 Безопасность в ЧС 73
3.5 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности... .75 Заключение
Список использованной литературы


Электропривод - энергосиловое устройство, приводящее в движение машину или механизм. Включает в себя источник энергии, передаточный механизм и аппаратуру управления. Современный этап развития привода характеризуется массовым переходом от нерегулируемого электропривода к регулируемому. Развитие и совершенствование современных систем электроприводов идет по пути внедрения статических полупроводниковых преобразовательных устройств. Одними из которых является широтно-импульсный преобразователь постоянного напряжения (ШИП). Применение полупроводниковых приборов позволяет создать импульсные преобразовательные устройства с высокой частотой и разнообразными законами коммутации силовой цепи, обладающие высокими энергетическими показателями, малыми габаритами и весом, практической безынерционностью и хорошей перегрузочной способностью [2]. По точности и диапазону регулирования импульсные системы электропривода “полупроводниковый ШИП-двигатель постоянного тока”, не уступает лучшим системам непрерывного регулирования, а по экономичности, весогабаритным и динамическим показателям намного превосходит их.
Перспективы применения полупроводниковых Шип в различных областях техники чрезвычайно широки. Транзисторные ШИП весьма эффективно используется как стабилизаторы и регуляторы напряжения приборных комплексов и для создания быстродействующих позиционных и тахометрических следящих систем на постоянном токе.
На рисунке 1.1 приведена блок- схема широтно-импульсного преобразователя для электропривода постоянного тока. Преобразователь состоит из входного усилителя постоянного тока (УПТ), широтно-импульсного модулятора (ШИМ), усилителя импульсов (УИ) -одного или нескольких, импульсного усилителя мощности (ИУМ) и устройства токоограничения (УТО).
Широтно-импульсный модулятор формирует модулированные по длительности импульсы с постоянной частотой их следования. Длительность импульсов на выходе ШИМ однозначно определяется уровнем входного сигнала.
Импульсный усилитель мощности используется для широтно-импульсного регулирования напряжения на нагрузке- якоре двигателя постоянного тока. Так как цепь якоря двигателя представляет собой активно-индуктивную нагрузку с противо-ЭДС, ИУМ будет обеспечивать протекание тока от источника питания в якорь, а также от якоря в источник или во вспомогательные цепи. Оптимальная частота переключения для ШИП, работающего на якорь двигателя, выбирается из условия обеспечения минимума суммарных дополнительных потерь в цепи якоря и потерь в коммутирующих элементах ИУМ. В качестве коммутирующих элементов в ИУМ используются транзисторы.
Устройство токоограничения обеспечивает ограничение тока якоря на заданном уровне при перегрузках в переходных режимах. Скорость изменения тока якоря достаточно высока, и, следовательно, УТО должно обладать высоким быстродействием.
Управление транзисторными ключами групп вентилей моста может быть совместным или раздельным. При совместном управлении одновременно осуществляется управление ключами обеих групп вентилей. При раздельном управлении всегда осуществляется управление ключами только одной группы. Последовательное включения и выключения (переключения) транзисторных ключей определяется законом коммутации (переключения) вентилей. Для управления ШИП используются в основном три закона коммутации (переключения) вентилей:
-симметричный,
-несимметричный,
-поочередной,
Наиболее простым способом управления ШИП является симметричный. При симметричном способе управление в состоянии переключения находятся все четыре транзисторных ключа моста, а напряжение на выходе ШИП представляет собой знакопеременные импульсы, длительность которых регулируется входным сигналом. В ШИП с симметричным управлением среднее напряжение ия на выходе ШИП равно нулю, когда относительная продолжительность включения у0=0,5 [6]. Симметричный способ управления обычно используется в маломощных приводах постоянного тока.
При несимметричном способе управления переключаются транзисторные ключи (ТК) фазной группы ТК3 и ТК4 (ключи ТК1 и ТК2 при противоположной полярности входного сигнала) рисунок 1.2, транзисторный ключ открыт постоянно и насыщен, а ключ ТК2 постоянно закрыт. Транзисторные ключи ТК3 и ТК4 переключаются в противофазе, обеспечиваю протекание тока якоря от противо-ЭДС двигателя. При этом на выходе ШИП формируются знакопостоянные импульсы и среднее напряжение на выходе равно нулю, когда относительная продолжительность включения одного из нижних на рисунке 1.2 транзисторов у0=0.
При поочередном управлении при любом знаке входного сигнала в состоянии переключения находятся все четыре транзисторных ключа моста, однако частота переключения каждого из них в два раза меньше частоты напряжения на выходе. Управляющие напряжения транзисторных ключей одной фазы моста ТК1, ТК2 и ТК3, ТК4 постоянно находятся в противофазе; при этом ключи переключаются через период выходного напряжения Т. Этим достигаются одинаковые условия работы полупроводниковых приборов в мостовой схеме.
Целью работы является изучения законов коммутации и создание виртуального учебного стенда для студентов направления электротехника, изучающих дисциплину силовая электроника.

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь студентам в написании работ!


В данной ВКР разработана система управления для системы широтноимпульсный преобразователь - двигатель постоянного тока, рассчитаны параметры элементов силовой цепи - транзисторов и диодов. Также была разработана линеаризованная модель системы электропривода ШИП-ДПТ в пакете Simulink программы имитационного моделирования Matlab. На этой модели была произведена настройка регуляторов тока и скорости на модульный оптимум. Затем были учтены основные нелинейности системы: насыщение регуляторов и реактивный характер нагрузки. Для оценки адекватности нелинейной модели была собрана модель на стандартных элементах Matlab. Затем были проведены исследования симметричного, несимметричного и поочередного закона коммутации, построены характеристики переходных процессов. Результаты моделирования процессов пуска, реверса, наброса и сброса нагрузки в нелинейной системе, составленной на основе структурной схемы системы в основном совпадают с результатами модели на стандартных элементах Matlab, небольшие различия объясняются разными методами расчетов в этих моделях.
В экономическом разделе была доказана конкурентоспособность данного технического решения в сравнении с другими перспективами, был рассчитан SWOT-анализ, ППР, которое занимало 100 дней. Также был посчитан бюджет НТИ равный 163 тыс. руб, основная часть которого приходится на зарплаты сотрудников.
В разделе социальная ответственность была произведен расчет системы освещения, спланирован план эвакуации при ЧС, также произведен анализ вредных факторов окружающей среды, рассмотрены правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности.



1. Герман-Галкин, С.Г.Широтно-импульсные преобразователи.-Л.:
Энергия, 1979.- 96 с.
2. Быстродействующие электроприводы постоянного тока с широтноимпульсными преобразователями / М. Е. Гольц [и др.]. — Москва: Энергоатомиздат, 1986. — 184 с.
3. Г ерман-Г алкин, С.Г. Силовая электроника : лабораторные работы на ПК / С. Г. Герман-Галкин. — СПб.: Корона принт, 2009. — 304 с.
4. Цифровые электроприводы с транзисторными преобразователями / С. Г. Герман-Галкин, В. Д. Лебедев, Б. А. Марков, Н. И. Чичерин. — Ленинград: Энергоатомиздат, 1986. — 244 с.
5. Герман-Галкин, С.Г. Виртуальные лаборатории полупроводниковых систем в среде Matlab-Simulink : учебник / С. Г. Герман-Галкин. — Санкт-Петербург: Лань, 2013. — 443 с.
6. Глазенко, Т. А. Полупроводниковые преобразователи в электроприводах постоянного тока / Т. А. Глазенко. — Ленинград: Энергия, 1973. — 304 с.
7. Электронные и полупроводниковые устройства систем автоматического управления : учебное пособие / М. А. Балашов, Е. Б. Елагин, Ю. И. Конев и др.; Под ред. Е. М. Решетникова. — Москва: Машиностроение, 1966. — 443 с.
8. Майсак О. С. SWOT-анализ: объект, факторы, стратегии. Проблема поиска связей между факторами // Прикаспийский журнал: управление и высокие технологии. — 2013. — № 1 (21). — С. 151—157
9. Кузьмина Е.А, Кузьмин А.М. Методы поиска новых идей и решений "Методы менеджмента качества" №1 2003 г.
10. Кузьмина Е.А, Кузьмин А.М. Функционально-стоимостный анализ. Экскурс в историю. "Методы менеджмента качества" №7 2002 г
11. Основы функционально-стоимостного анализа: Учебное пособие / Под ред. М.Г. Карпунина и Б.И. Майданчика. - М.: Энергия, 1980. - 175 с.
12. Скворцов Ю.В. Организационно-экономические вопросы в дипломном проектировании: Учебное пособие. - М.: Высшая школа, 2006. - 399 с.
13. СанПиН 2.2.1/2.4.1340-03. Санитарные нормы.
14. СНиП П-12-77. Защита от шума.
15. СанПиН 1757-77. Допустимая напряженность электростатического поля.
16. СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03 Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий.
17. ГОСТ 12.0.003-74 ССБТ. Опасные и вредные производственные факторы. Классификация.
18. Правила устройства электроустановок, ПУЭ, утвержденные Министерством энергетики России от 08.07.2002, №204, Глава 1.7.
19. Федеральная служба по утилизации компьютеров и оргтехники [Электронный ресурс]. URL: http://rusutilit.ru. (Дата обращения: 11.05.2016г).
20. ГОСТ 12.1.004-91 ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования.
21. ППБ 01-03. Правила пожарной безопасности в Российской Федерации. - М.: Министерство Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий, 2003.


Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.



Подобные работы


©2024 Cервис помощи студентам в выполнении работ