Расчет структурной схемы в абсолютных единицах

Наибольшее распространение среди систем управления скоро­стью двигателя постоянного тока получили системы, в которых скорость регулируется изменением напряжения на якоре двигате­ля за счет управляемого электрического преобразователя (генера­тора, управляемого тиристорного или транзисторного выпрями­теля, широтно-импульсного преобразователя) при подчиненном контуре регулирования тока двигателя. На рисунке 4.1 дана функцио­нальная схема электропривода с подобной системой регулирова­ния. Двигатель Д с независимым возбуждением (обмотка возбуж­дения ОВД) получает питание от управляемого преобразователя УП — реверсивного тиристорного преобразователя с двумя вып­рямительными группами со встречно-параллельной схемой вклю­чения и с раздельным их управлением [10, c.126].

Рисунок 4.1 – Функциональная схема ЭП

Структурная схема электропривода представлена на рисунке 4.2. Она соответствует следующим допущениям: регулировочная ха­рактеристика управляемого преобразователя линейна; ток якор­ной цепи двигателя непрерывный; отсутствует реакция якоря дви­гателя; момент инерции, приведенный к валу двигателя, постоя­нен; инерционность датчиков тока и скорости не учитывается ввиду ее малости. Обозначения, принятые на схеме:

Т_э — электромагнитная постоянная времени якорной цепи, с;

R_Я — сопротивление якорной цепи, Ом;

J — суммарный момент инерции электропривода, приведен­ный к валу двигателя, кг-м²;

к_п — коэффициент усиления УП;

Т_п — постоянная времени цепи управления преобразователем, учитывающая коммутационные запаздывания и наличие фильт­ров, с (для полупроводниковых УП Т_п < 10 мс и может быть при­нята за некомпенсирующую постоянную времени Т_μ);

С — передаточный коэффициент двигателя, рад/(В-с);

к_от — коэффициент обратной связи по току, Ом;

к_ос — коэффициент обратной связи по скорости двигателя, (В-с)/рад;

W_PT(p) и W_РС(p) — передаточные функции регуляторов соот­ветственно тока и скорости.

Рисунок 4.2 - Структурная схема электропривода

В приведенной схеме имеются два контура — внутренний кон­тур тока и внешний контур скорости.

Расчет элементов структурной схемы

Конструктивный коэффициент эквивалентного двигателя:

где: R_{а.140 °} - полное активное сопротивление якоря эквивалентного двигателя в пересчета на температуру 140°С:

где:

– температурный коэффициент меди, ;

– разность температур ,

где 140° - максимальная температура для изоляции класса нагревостойкости F;

В × с;

Полное сопротивление цепи якоря:

Электромеханическая постоянная времени электропривода:

Постоянная времени якорной цепи:

Передаточная функция механической части двигателя в абсолютных едини­цах:

Передаточная функция электрической части двигателя

Коэффициент передачи тиристорного преобразователя:

где: U_У =10 В – напряжение управляющего сигнала.

Передаточная функция тиристорного преобразователя:

4.2 Синтез регуляторов [12]

Синтез регулятора тока.

Методом последовательной коррекции можно определить тип и параметры регулятора тока по условию модульного оптимума по каналу управления для замкнутого контура тока.

;

Желаемая передаточная функция разомкнутого КРТЯ:

где: К_ОТ – коэффициент передачи обратной связи по току;

а_Т = 2 – коэффициент отношения постоянных времени при настройке на модульный оптимум;

Т _m = Т_ТП = 0,01 – суммарная некомпенсированная постоянная времени при настройке на модульный оптимум;

Передаточная функция регулятора тока:

Как видно из выражения – это ПИ регулятор тока;

где: Т_ИТ – постоянная интегрирования;

где: I_СТОП – стопорный ток двигателя;

U_З.max = 10 В – максимальное задание по току;

Передаточная функция регулятора тока:

Сигнал пропорциональный току якорной цепи двигателя снимается с шунта. Поскольку I_СТОП=1025 А, то из стандартного ряда выбираем шунт: I_ШН = 1500 А.

⇐ Предыдущая1234

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: