Частотне регулювання потужності насоса
Міністерство освіти і науки України
Національний університет водного господарства і природокористування
Кафедра електротехніки і автоматики
Розрахунково-графічна робота
з дисципліни
«Монтаж, налагодження та експлуатація систем автоматизації»
Варіант 9
Виконав:
студент 5 курсу
групи АУТП-51
Пастушенко А.В.
Перевірив:
Кованько О.В.
Рівне – 2010
Рис1. Автоматична система регулювання рівня двопозиційним регулятором із зоною нечутливості
Дана АСР забезпечує підтримку заданого рівня води в резервуарі, запізнення в системі відсутнє. Із резервуара вода подається до споживача за допомогою насоса. Витрата Q>от >незалежить від рівня води в резервуарі. Заданий рівень води h>зд>=9м. Відцентровий насос, який подає воду в резервуар забезпечує витрату Q>зд.пр>=Q>зд.от>. Ця рівність справедлива при числі обертів n>зд>= 0,5n>ном>. Коефіцієнт передачі об’єкта K>об>=9∙10-3с-1. Допустиме число вмикань двигуна m=19 вм/год.
Задача 1
Визначити на якій відстані відносно заданого h>зд> необхідно встановити контактні електроди.
Розв’язок
Так як по умовам задачі витрата нагнітаючого і відсмоктуючого насоса практично не залежить від рівня води в резервуарі, то об’єкт регулювання в динамічному відношенні може бути предствлений інтегруючою ланкою
У зв’язку з тим, що витрата насосів пропорційна числу обертів регулююча дія регулятора в приростах від заданого значення рівня В>1>=К(n>ном>- n>зд>);
В>1>=К(2n>зд>- n>зд>)=К n>зд>=В>2>=В, де
К- коефіцієнт пропорційності
У відносних одиниціях регулююча дія записується так:
;
=1=B>1>=B>2>
Так як запізнення в системі рівне нулю, то при обмеженому числі вмикань двигуна, двопозиційний регулятор повинен мати статичну характеристику із зоною нечутливості, що не дорівнює нулю 2а≠0.
Таким чином параметри статичної характеристики регулятора:
B>1>=B>2>=B, a ≠ 0
Процес двопозиційного регулювання об’єкта з передаточною функцією
розраховується таким чином:
так як діапазон коливань
∆x=∆h=2a;
,
де
n
– число перемикань.
n = 2m;
Тоді 
;
Підставляючи значення величин знаходимо діапазон коливання рівня води в резервуарі у відносних одиницях
Діапазон коливань в абсолютних одиницях:
м
Таким чином електроди в резервуарі повинні бути встановлені на відмітках:
м
м
Задача 2
На нашу систему надходить ступінчаста збурюча дія зі сторони відтоку, для компенсації якої в рівноважному стані необхідне збільшення числа обертів
n>зд> = 0.5n>ном>
∆n = 0.9n>ном>
Потрібно визначити частоту включень електродвигуна та час його включеного і виключеного стану за один період і тривалість включення ПВ(%).
Розв’язок
Визначаємо регулюючу дію В>1 >на об’єкт при включеннях електродвигуна в приростах від умовного рівноважного стану у відносних одиницях
n>1>=0.5n>ном>+0.9n>ном>=0.14n>ном>
n>1> – число обертів електродвигуна при новому умовно-рівноважному стані
При вимкненні електродвигуна регулююча дія рівна
пер/год
Число ввімкнень
електродвигуна
вм/год
>
(хв.)>
>
(хв.)>
>
>
Задача 3
Розглянемо АСР рівня води в резервуарі зображену на даному рисунку. Умови: вода подається до споживача самотоком.
h>зд>=9 (м);
h>1>=5.175 (м);
h>2>=12.825(м);
В рівноважному стані n>зд>=0,5n>ном>.
Коефіцієнт передачі об’єкта K>об>=9∙10-3.
Постійна часу T>об>=19 (хв).
Визначити період встановившихся коливань рівня води в резервуарі, так як в даному випадку витрата води в резервуарі залежить від рівня то в динамічному відношенні об’єкт регулювання являється аперіодичною ланкою першого порядку з передаточною функцією:
В>1>=6.14;
В>2>=1;
(хв)
(хв)
(хв)