 |
Оптимизация контура тока
|
|
|
|
Рисунок 4. Контур тока замкнутой системы ТП-Д
Поскольку 
и 
, внутренней ОС двигателя по ЭДС придется учитывать (см. рисунок 4).
Настройку контура тока будем производить на модульный оптимум (МО). При такой настройке ПФ регулятора тока определится:
Для рассматриваемой системы Ти=0,044с, Тос=0,001с.
Такой ПФ соответствует следующая схемная реализация регулятора тока (ИП-регулятор):
Рисунок 5. Схемная реализация ИП-регулятора тока на основе операционного усилителя
Тогда, задавшись емкостью конденсатора Сост=1мкФ, определим сопротивления резисторов:
При настройке контура тока на МО ПФ оптимизированного контура будет иметь вид ПФ фильтра Баттерворта 2-го порядка:
Где 
.
Оптимизация контура скорости
Необходимо определить закон регулирования (Пропорциональный либо Интегрально-Пропорциональный). При использовании П-регулятора скорости система будет иметь статическую ошибку по скорости. Если эта ошибка будет меньше заданной в техническом задании, то применим П-регулятор, иначе – ИП-регулятор.
Определим статическую ошибку замкнутой системы [1, с.13, ф. 18]:
Или в процентах от 
:
Почти равна заданной (10%). Поэтому можно применить пропорциональный регулятор скорости и оптимизацию по модульному оптимуму. Передаточная функция пропорционального регулятора скорости:
Определим параметры элементов в схеме пропорционального регулятора скорости, предварительно задавшись величиной 
.
.
Примем 
Рисунок 6 – Схема П-регулятора скорости
Коэффициент передачи оптимизированного контура скорости:
Передаточная функция замкнутого оптимизированного контура скорости по управляющему воздействию:
|
|
|
Передаточная функция замкнутого оптимизированного контура скорости по возмущающему воздействию:
Статические характеристики системы
Статизм на естественной характеристике электродвигателя:
.
Статизм в разомкнутой системе электропривода:
.
Статизм в замкнутой однократно интегрирующей системе уже рассчитывался и составляет 
.
Скорость ИХХ:
Рисунок 8. Статические характеристики системы ТП-Д
Динамические характеристики замкнутой системы
Требуемый вид зависимостей ω(t) и Iя(t) в однократно интегрирующей системе можно обеспечить за счет использования блока ограничения (БО) выходного напряжения регулятора скорости при пуске. Рассчитаем значение Uогр для заданного значения пускового тока Iп: 
; 
Смоделируем систему в электронной среде MatLab с использованием пакета Simulink.
Таблица кодирования параметров:
| В схемах | kФ | kД | kдт | kдс | kп | kрс | Rя | Тя | Tм | Тп |
| В программе | KF | Kd | Kdt | Kdc | Kp | Kpc | Ra | Ta | Tm | Tp |
| Значение | 2,196 | 0,455 | 0,4 | 0.1 | 27,676 | 3,467 | 4,943 | 0,001 | 0,078 | 0,01 |
Рисунок 6 – модель системы в MatLab Simulink
Время торможения примем 2с. Время работы модели примем 4с. В блоке, задающем управляющий сигнал, величина управляющего воздействия UЗC=10 В.
Рисунок 7 – Графики напряжения, тока и скорости
Заключение
В данной работе была разработана система тиристорного электропривода постоянного тока с обратной связью по скорости и току якоря: выбран тип комплектного тиристорного электропривода, разработана функциональная схема ЭП, выбрано основное оборудование ЭП, оптимизированы контура тока якоря и скорости, рассчитаны параметры регуляторов, произведен расчет статических характеристик. Результаты всех произведенных в работе расчетов подтверждены графиками переходных процессов. Рассмотренная в работе система ЭП является двухконтурной системой с подчиненным регулированием параметров: внутренний контур тока якоря с ИП-регулятором и внешний контур скорости с ИП-регулятором.
|
|
|
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Расчет системы подчиненного регулирования электроприводом постоянного тока: Учеб. пособие. / А.К. Мурышкин, С.А. Дружилов, Т.В. Богдановская – СибГИУ, Новокузнецк, 2007. – 55 с.
2. Справочник по электрическим машинам: В 2-х т. / Под ред. И.П. Копылова и Б.К. Клокова. Т.1. – М.: Энергоатомиздат, 1988.
3. Справочник по автоматизированному электроприводу / Под ред. В.А. Елисеева и А.В. Шинянского. – М.: Электроатомиздат, 1983. – 616 с. ил.
4. Комплектные тиристорные электроприводы: Справочник/ И.Х. Евзоров, А.С. Горобец, Б.И. Мошкович и др.; Под ред. Перельмутера. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 319 с.: ил.
5. Справочник по проектировнию автоматизированного электропривода и систем управления технологическими процессами / Под ред. В.И. Круповича, Ю.Г. Барыбина, М.Л. Самовера–3-е изд., перераб. и доп.– М.: Энергоатомиздат, 1982. – 416 с., ил.
6. Мощные полупроводниковые приборы. Тиристоры: Справочник / В.Я. Замятин, Б.В. Кондратьев, В.М. Петухов. М.: Радио и связь, 1987. 576 с.
7. ГОСТ 8042-93 – Приборы аналоговые показывающие электроизмерительные прямого действия и вспомогательные части к ним. Часть 8. Шунты измерительные
8. Полупроводниковые приборы. Диоды выпрямительные, стабилитроны, тиристоры: справочник / А.Б. Гитцевич, А.А.Зайцев, В.В. Мокряков и др. Под ред. А.В. Голомедова. М.: Радио и связь, 1988. – 528 с.; ил
|
|
|
