Elektromechanikai rendszerek szimulációja



Hasonló dokumentumok
ÉRZÉKELŐK ÉS BEAVATKOZÓK II. 5. DC MOTOROK SZABÁLYOZÁS FORDULATSZÁM- SZABÁLYOZÁS

Az egységugrás függvény a 0 időpillanatot követően 10 nagyságú jelet ad, valamint K=2. Vizsgáljuk meg a kimenetet:

1. Visszacsatolás nélküli kapcsolások

M ű veleti erő sítő k I.

Analóg elektronika - laboratóriumi gyakorlatok

Számítógépvezérelt irányítás és szabályozás elmélete (Bevezetés a rendszer- és irányításelméletbe, Computer Controlled Systems) 7.

Tartalom. Soros kompenzátor tervezése 1. Tervezési célok 2. Tervezés felnyitott hurokban 3. Elemzés zárt hurokban 4. Demonstrációs példák

Műveleti erősítők. Előzetes kérdések: Milyen tápfeszültség szükséges a műveleti erősítő működtetéséhez?

ALAPFOGALMIKÉRDÉSEK VILLAMOSSÁGTANBÓL 1. EGYENÁRAM

1. ábra A Wien-hidas mérőpanel kapcsolási rajza

Wien-hidas oszcillátor mérése (I. szint)

Mûveleti erõsítõk I.

Analóg elektronika - laboratóriumi gyakorlatok

Áramkörök számítása, szimulációja és mérése próbapaneleken

Érzékelők és beavatkozók

(Az 1. példa adatai Uray-Szabó: Elektrotechnika c. (Nemzeti Tankönyvkiadó) könyvéből vannak.)

Számítógépes gyakorlat Irányítási rendszerek szintézise

EGYENÁRAMÚ GÉP VIZSGÁLATA Laboratóriumi mérési útmutató

Minta Írásbeli Záróvizsga és BSc felvételi kérdések Mechatronikai mérnök

Zh1 - tételsor ELEKTRONIKA_2

Encom EDS800/EDS1000 frekvenciaváltó alapparaméterei

Irányítástechnika labor Elméleti összefoglaló

Tápegység tervezése. A felkészüléshez szükséges irodalom Alkalmazandó műszerek

EGYENÁRAMÚ TÁPEGYSÉGEK

ELEKTRONIKA I. (KAUEL11OLK)

Adatok: R B1 = 100 kω R B2 = 47 kω. R 2 = 33 kω. R E = 1,5 kω. R t = 3 kω. h 22E = 50 MΩ -1

1. Fejezet. Visszacsatolt erősítők. Elektronika 2 (BMEVIMIA027)

Mechatronika, Optika és Gépészeti Informatika Tanszék MOTOR - BOARD

ÚJ! Fluke 438-II Hálózat- minőség és motor analizátor

Szimmetrikus bemenetű erősítők működésének tanulmányozása, áramköri paramétereinek vizsgálata.

BMF, Kandó Kálmán Villamosmérnöki Kar, Híradástechnika Intézet. Aktív Szűrő Mérése - Mérési Útmutató

Mérés 3 - Ellenörzö mérés - 5. Alakítsunk A-t meg D-t oda-vissza (A/D, D/A átlakító)

Négyszög - Háromszög Oszcillátor Mérése Mérési Útmutató

Kerékagymotoros Formula Student versenyautó menetdinamikai szimulációja

IRÁNYÍTÁSTECHNIKAI ALAPOK. Erdei István Grundfos South East Europe Kft.

Áramkörszámítás. Nyílhurkú erősítés hatása

Az erősítés frekvenciafüggése: határfrekvenciák meghatározása ELEKTRONIKA_2

Analóg-digitál átalakítók (A/D konverterek)

D/A konverter statikus hibáinak mérése

2.Előadás ( ) Munkapont és kivezérelhetőség

Minden mérésre vonatkozó minimumkérdések

Bevezetés a méréstechnikába és jelfeldolgozásba 7. mérés RC tag Bartha András, Dobránszky Márk

4. /ÁK Adja meg a villamos áramkör passzív építő elemeit!

SZABÁLYOZÁSI KÖRÖK 2.

Műveleti erősítők. 1. Felépítése. a. Rajzjele. b. Belső felépítés (tömbvázlat) c. Differenciálerősítő

VÁLTAKOZÓ ÁRAMÚ KÖRÖK

Rugalmas tengelykapcsoló mérése

Bipoláris tranzisztoros erősítő kapcsolások vizsgálata

MŰVELETI ERŐSÍTŐS KAPCSOLÁSOK MÉRÉSE (DR. Kovács Ernő jegyzete alapján)

A 27/2012 (VIII. 27.) NGM rendelet 29/2016 (VIII.26) NGM rendelet által módosított) szakmai és vizsgakövetelménye alapján.

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Segédlet a gyakorlati tananyaghoz GEVAU141B, GEVAU188B c. tantárgyakból

OMRON MŰSZAKI INFORMÁCIÓK OMRON

Villamosságtan szigorlati tételek

Elektronika I. Gyakorló feladatok

Mechatronika alapjai órai jegyzet

Érzékelők és beavatkozók

X. ANALÓG JELEK ILLESZTÉSE DIGITÁLIS ESZKÖZÖKHÖZ

Szinkronizmusból való kiesés elleni védelmi funkció

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Analóg elektronika - laboratóriumi gyakorlatok

Feszültségérzékelők a méréstechnikában

DR. KOVÁCS ERNŐ MŰVELETI ERŐSÍTŐK MÉRÉSE

1. ábra A Meißner-oszcillátor mérőpanel kapcsolási rajza

Mérési jegyzőkönyv a 5. mérés A/D és D/A átalakító vizsgálata című laboratóriumi gyakorlatról

MICROCAP PROGRAMRENDSZER HASZNÁLATA

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Használható segédeszköz: szabványok, táblázatok, gépkönyvek, számológép

Oszcillátor tervezés kétkapu leírófüggvényekkel

Értékelés Összesen: 100 pont 100% = 100 pont A VIZSGAFELADAT MEGOLDÁSÁRA JAVASOLT %-OS EREDMÉNY: EBBEN A VIZSGARÉSZBEN A VIZSGAFELADAT ARÁNYA 35%.

Aszinkron motoros hajtás Matlab szimulációja

Irányítástechnika (BMEGERIA35I) SOROS KOMPENZÁCIÓ. 2010/11/1. félév. Dr. Aradi Petra

Két- és háromállású szabályozók. A szabályozási rendszer válasza és tulajdonságai. Popov stabilitási kritérium

VILLAMOS FORGÓGÉPEK. Forgó mozgás létesítése

Elektronika alapjai. Témakörök 11. évfolyam

NL1000 frekvenciaváltó

Fordulatszám szabályozott egyenáramú szervohajtás vizsgálata

Számítási feladatok a 6. fejezethez

MŰVELETI ERŐSÍTŐS KAPCSOLÁSOK MÉRÉSE (DR. Kovács Ernő jegyzete alapján)

Gáznyomás-szabályozás, nyomásszabályozó állomások

Versenyző kódja: 7 27/2012. (VIII. 27.) NGM rendelet MAGYAR KERESKEDELMI ÉS IPARKAMARA. Országos Szakmai Tanulmányi Verseny.

IRC beüzemelése Mach3-hoz IRC Frekvenciaváltó vezérlő áramkör Inverter Remote Controller

4. /ÁK Adja meg a villamos áramkör passzív építő elemeit!

DRL üzembehelyezési segédlet

Unidrive - a vektorszabályozás alappillére

10.1. ANALÓG JELEK ILLESZTÉSE DIGITÁLIS ESZKÖZÖKHÖZ

AN900 B háromsugaras infrasorompó Telepítési útmutató 1. A készülék főbb részei

A 27/2012 (VIII. 27.) NGM rendelet (12/2013 (III. 28.) NGM rendelet által módosított) szakmai és vizsgakövetelménye alapján.

Elektronika 11. évfolyam

Számítási feladatok megoldással a 6. fejezethez

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

45. sz. laboratótiumi gyakorlat Elektronikus motorvédelem vizsgálata

Hajtástechnika. Villanymotorok. Egyenáramú motorok. Váltóáramú motorok

elektronika AC-Szinkronmotor MY 051/052/053/054

Analóg elektronika - laboratóriumi gyakorlatok

Tartalom. 1. Állapotegyenletek megoldása 2. Állapot visszacsatolás (pólusallokáció)

A 27/2012 (VIII. 27.) NGM rendelet (12/2013 (III.28) és a 29/2016 (VIII.26) NGM rendelet által módosított) szakmai és vizsgakövetelménye alapján.

GOLDEN MEDIA GM

Egyenáramú gép mérése

1. konferencia: Egyenáramú hálózatok számítása

Átírás:

Kandó Polytechnic of Technology Institute of Informatics Kóré László Elektromechanikai rendszerek szimulációja I Budapest 1997

Tartalom 1.MINTAPÉLDÁK...2 1.1 IDEÁLIS EGYENÁRAMÚ MOTOR FESZÜLTSÉG-SZÖGSEBESSÉG (FORDULATSZÁM) KARAKTERISZTIKÁJÁNAK MEGHATÁROZÁSA... 2 1.2 DC MOTOR BEÁLLÁSI IDEJÉNEK MEGHATÁROZÁSA... 3 1.4 A STATIKUS HIBA CSÖKKENTÉSE A KÖRERŐSÍTÉS NÖVELÉSÉVEL... 7 1.6KOMPENZÁLÁS... 9 1.7 HATÁROZZA MEG A MÉRÉSVEZETŐ ÁLTAL MEGADOTT PARAMÉTERŰ DC MOTOR FESZÜLTSÉG-SZÖGSEBESSÉG ( FORDULATSZÁM) KARAKTERISZTIKÁJÁT... 12 1.8 HATÁROZZA MEG A MÉRÉSVEZETŐ ÁLTAL MEGADOTT PARAMÉTERŰ DC MOTOR BEÁLLÁSI IDEJÉT... 12 1.9 HATÁROZZA MEG EGY FORDULATSZÁM-SZABÁLYOZÁSSAL ELLÁTOTT DC MOTOR BEÁLLÁSI IDEJÉT... 12 1.10 HATÁROZZA MEG A DC MOTOR FORDULATSZÁM-SZABÁLYOZÁSÁHOZ SZÜKSÉGES KOMPENZÁLÓ ELEMEK ÉRTÉKÉT.. 13 1.11 HATÁROZZA MEG EGY FORDULATSZÁM-SZABÁLYOZÁSSAL ELLÁTOTT DC MOTOR BEÁLLÁSI IDEJÉT ÉS A SZABÁLYOZÁSI HIBÁT, KÜLÖNFÉLE MECHANIKUS TERHELÉSEK ESETÉBEN... 14 1

1.Mintapéldák 1.1 Ideális egyenáramú motor feszültség-szögsebesség (fordulatszám) karakterisztikájának meghatározása Például: LV Motor-modell:...DC_mot_i LV Motor jellemzői: R A :... 2.5 Ohm L A :... 2mH K E :... 0.015 K T :... 0.015 Maximális kapocsfeszültség... 12 V A kapcsolásban a motor tápfeszültségét egy impulzusgenerátorral hozzuk létre Például: 2

Az impulzusgenerátor beállításánál a VZERO és a VONE értékeket a motor megengedett feszültség-tartományának megfelelően válasszuk meg. Ha a motor például csak unipoláris feszültséget kaphat és a megengedett maximális feszültség értéke nem lehet nagyobb 12 Volt-nál, úgy az alábbi beállítás célszerű: vzero=0 vone=12 p1=0 p2=10 p3=11 p4=12 p5=20 Végezzük el a tranziens analízist, a p2 időpontig, rajzoltassuk meg a szögsebességkapocsfeszültség karakterisztikát. 1.2 DC motor beállási idejének meghatározása Határozzuk meg az előbbi feladatban szereplő DC motor beállási idejét, figyelembe véve a forgórész és a motor tengelyére kapcsolt mechanikai terhelés inerciáját (tehetetlenségi nyomatékát). Ehhez a vizsgálathoz a motor kapocsfeszültségét egy egyenfeszültség-forrással (Battery) állítsuk be. A kapocsfeszültség szükséges értékét a laborvezető által megadott névleges szögsebesség/névleges fordulatszám érték alapján az előző feladat megoldásaként kirajzoltatott kapocsfeszültség-szögsebesség karakterisztikából kell meghatározni. LV: Névleges szögsebesség/névleges fordulatszám... 400 rad/s Az inercia megadott értéke:... 10 u A névleges szögsebességtől/fordulatszámtól megengedett maximális eltérés értéke... +/- 5 % 3

A leolvasott kapocsfeszültség érték: 6 Volt. Ezt adva a motor bemenetére meghatározható a beállási idő: 4

1.3 Fordulatszám-szabályozással ellátott DC motor beállási idejének meghatározása Ennél a vizsgálatnál is vegyük figyelembe a forgórész és a motor tengelyére kapcsolt mechanikai terhelés inerciáját (tehetetlenségi nyomatékát). A vizsgálat paraméterei megegyeznek az előző pontban megadottakkal. Szükséges irányítástechnikai elemek : szabályozó:...anacntr1 fordulatszám-mérő (tachométer-generátor)...dc_tachg A szabályozó alkalmazásához meg kell adni az erősítési tényező (A) értékét Válasszuk ezt kiindulásul A=100-ra 5

A fordulatszám-mérő (tachométer-generátor) használatához meg kell adni átalakítási tényezőjét, azaz azt a szorzószámot, amely meghatározza, hogy egységnyi szögsebesség (1 radián/sec) esetén hány Voltos lesz a kimeneti jele. Válasszuk ezt kiindulásul 0.01-nek. Az alapjelet legegyszerűbben egy egyenfeszültség-forrás (Battery) segítségével állíthatjuk elő. (értéktartó szabályozás). Az alapjel szükséges értékét az előírt fordulatszám illetve szögsebesség és a tachométer generátor átalakítási tényezője ismeretében határozhatjuk meg: Alapjel értéke = Névleges szögsebesség-érték * Átalakítási tényező A szabályozási kör tehát a következő Végezzük el a beállási idő meghatározását: 6

Határozzuk meg a szabályozási eltérés, azaz a statikus hiba értékét: 1.4 A statikus hiba csökkentése a körerősítés növelésével Próbáljuk megnövelni az Anacntr1szabályozó erősítését (A paraméter) mindaddig, amíg a statikus hiba le nem csökken az előírt érték alá: Például LV...Maximális megengedhető statikus hiba 1% Növeljük meg az A értékét a tízszeresére: A=1000 7

Ellenőrizzük a szabályozó kimeneti jelét, nem gerjed-e 1.5 Stabilitásvizsgálat Végezzük el a szabályozási kör stabilitásvizsgálatát a Bode-féle stabilitási kritérium alapján. Ehhez nyissuk fel a hurkot, az alapjelet állítsuk 0 Volt értékűre, a bemenetre kapcsoljunk egy (tetszőleges) szinuszos jelforrást.. Például: Határozzuk meg az átviteli függvényt amplitudó és fáziskarakterisztikáját AC analízissel. Ellenőrizzük, megvan-e a kívánt fázistartalék. 8

LV...Előírt fázistartalék... 45 fok 1.6Kompenzálás Ha a szabályozási kör fázistartaléka nem elegendő, kompenzálást kell alkalmazni. Elsőként a mechanikai jellemzők változtatásával hajtsuk ezt végre. Növeljük meg az inercia értékét mindaddig, amíg a Bode-diagram alapján ellenőrizve el nem érjük az előírt fázistartalék értéket. A megfelelő nagyságú fázistartalék eléréséhez viszont az inercia értékét igen nagyra, jelen példánál a kezdeti 1u érték helyett 140u-ra kellett növelni. Határozzuk meg, hogyan rontotta le az inercia megnövelése a beállási időt: 9

A beállási idő megfelelő értéken tartásához a kompenzálást inkább a szabályozónál végezzük el. Az Anacntr1 szabályozó helyett alkalmazzuk az Anacntr2 szabályozót (lásd. 2. Melléklet). A szabályozó paraméterei: Erősítés (DC erősítés) A kompenzáló kapacitás értéke Határozzuk meg a kapacitás szükséges értékét, és ellenőrizzük a Bode-diagram alapján az előírt fázistartalék értéket. 10

Határozzuk meg a ismét beállási időt: 11

I. Feladatok 1.7 Határozza meg a mérésvezető által megadott paraméterű DC motor feszültség-szögsebesség ( fordulatszám) karakterisztikáját LV Motor-modell...DC_mot_i...vagy Motor jellemzők R A... L A... K E... K T... Maximális kapocsfeszültség... 1.8 Határozza meg a mérésvezető által megadott paraméterű DC motor beállási idejét LV Motor-modell...DC_mot_i...vagy Motor jellemzők R A... L A... K E... K T... A forgórész és a terhelés együttes inerciája... Névleges szögsebesség (fordulatszám)... A névleges szögsebességtől (fordulatszámtól) megengedett maximális eltérés (statikus hiba) értéke... 1.9 Határozza meg egy fordulatszám-szabályozással ellátott DC motor beállási idejét LV Motor-modell...DC_mot_i...vagy Motor jellemzők R A... L A... K E... K T... A forgórész és a terhelés együttes inerciája... Névleges szögsebesség (fordulatszám)... A névleges szögsebességtől (fordulatszámtól) megengedett maximális eltérés (statikus hiba) értéke... 12

Szabályozó típusa...anacntr1 A szabályozó beállítható maximális erősítése... Fordulatszám-mérő (tachométer-generátor) típusa A szabályozási kör minimális fázistartalék értéke... H Határozza meg az adott típusú szabályozóval elérhető legkisebb statikus hiba értékét. Határozza meg a beállási időt ilyen paraméter-beállítás esetén. 1.10 Határozza meg a DC motor fordulatszám-szabályozásához szükséges kompenzáló elemek értékét LV Motor-modell...DC_mot_i...vagy Motor jellemzők R A... L A... K E... K T... A forgórész és a terhelés együttes inerciája... Névleges szögsebesség (fordulatszám)... A névleges szögsebességtől (fordulatszámtól) megengedett maximális eltérés (statikus hiba) értéke... Szabályozó típusa Anacntr2 Anacntr3 A szabályozó beállítható maximális erősítése... Fordulatszám-mérő (tachométer-generátor) típusa A szabályozási kör minimális fázistartalék értéke... H Végezze el a kompenzálást a forgórész inerciájának növelésével, az eredeti szabályozót (Anacntr1) használva Határozza meg a beállási időt ilyen paraméter-beállítás esetén. Végezze el a kompenzálást a kijelölt új szabályozó felhasználásával, ehhez határozza meg a szükséges kompenzáló elem-értéket AC analízissel, a Bodediagram alapján Határozza meg most is a beállási időt és a statikus hibát. 13

1.11 Határozza meg egy fordulatszám-szabályozással ellátott DC motor beállási idejét és a szabályozási hibát, különféle mechanikus terhelések esetében LV Motor-modell...DC_mot_i...vagy Motor jellemzők R A... L A... K E... K T... A forgórész saját inerciája... Névleges szögsebesség (fordulatszám)... A névleges szögsebességtől (fordulatszámtól) megengedett maximális eltérés (statikus hiba) értéke... Mechanikus terhelés típusa...inertia Mass_unb és/vagy... és/vagy... és/vagy... és/vagy... és/vagy... és/vagy... A mechanikus terhelés(ek) paraméterei............... Szabályozó típusa Anacntr2 Anacntr3 A szabályozó beállítható maximális erősítése... Fordulatszám-mérő (tachométer-generátor) típusa A szabályozási kör minimális fázistartalék értéke... H Végezze el a beállási idő és a statikus hiba meghatározását szabályozás nélküli (nyílthurkú) esetben Tervezze meg a szabályozási kört a kijelölt új szabályozó felhasználásával. 14

Biztosítsa az előírt fázistartalékot Határozza meg most is a beállási időt és a statikus hibát. 15