Функциональная схема сар положения.

Упрощённая функциональная схема САР положения приведена на рисунке 1:

Рис 1. Функциональная схема САР.

На рисунке:

РП – регулятор положения

ДП – датчик положения

РС –регулятор скорости

ТГ – датчик скорости (тахогенератор)

М – двигатель (механизм)

ТП – тиристорный преобразователь

ОВ – обмотка возбуждения

Определение передаточных функций звеньев сар. Определение передаточной функции электродвигателя

Двигатель постоянного тока при управлении изменением напряжения якоря представляют в виде следующей системы:

Рис 2. Структурная схема электродвигателя.

Постоянную времени якорной цепи Тя определяют по следующей формуле:

, (2)

где Lя.ц – индуктивность якорной цепи;

Rя.ц – сопротивление якорной цепи.

Индуктивность якорной цепи вычисляют по формуле:

, (3)

где Lтр – приведенная индуктивность трансформатора:

Lя.д.- индуктивность якоря двигателя

Приведенную индуктивность обмотки трансформатора определяют по формуле:

, (4)

где Xα– приведённое индуктивное сопротивление обмоток трансформатора;

ω – угловая частота питающей сети.

, (5)

где Zтр – полное приведенное сопротивление обмоток трансформатора;

Rтр – приведенное активное сопротивление трансформатора.

Полное приведенное сопротивление обмоток трансформатора вычисляют по формуле:

, (6)

где Uк – напряжение короткого замыкания;

Pн – номинальная мощность трансформатора;

Uн – номинальное напряжение вторичной обмотки.

Подставив численные значения, получим:

Ом

Приведенное активное сопротивление трансформатора определяют по формуле:

, (7)

где Pк.з.- потери при коротком замыкании.

Подставив значения в данную формулу, получим следующее значение:

Ом

Подставив полученные значения в формулу (5), получим значение приведенного сопротивления обмоток трансформатора

Подставив полученные значения в формулу (4), получим значение приведенной индуктивности обмотки трансформатора

Гн

Индуктивность якоря двигателя определяют по формуле:

Гн, (8)

Подставив полученные значения в формулу (3), получим значение индуктивности якорной цепи:

Гн

Полное сопротивление якорной цепи вычисляют по формуле:

(9)

Сопротивление якоря двигателя:

, (10)

где Rя – сопротивление якорной обмотки;

Rд.п – сопротивление дополнительной обмотки;

Rк.о. – сопротивление компенсационной обмотки;

Rщ – сопротивление щеточного контакта.

Сопротивление щеточного контакта определяют по формуле:

Ом, (11)

Подставив значения в формулу (10), получим значение сопротивления якоря двигателя:

Ом

Динамическое сопротивление тиристора вычисляют по формуле:

, (12)

где Uт=13 В – классифицикационное падение напряжения на тиристоре;

Iт.н – среднее значение тока через тиристор при номинальном моменте сопротивления на двигателе.

Среднее значение тока через тиристор определяется по формуле:

А (13)

Подставив полученное значение в формулу (12) получим:

Ом

Коммутационное сопротивление тиристора определяют по формуле

, (14)

где m- число фаз преобразователя

Ом

Подставив полученные значения в формулы (2), (9) получим следующие результаты:

Ом;

с.

Приведённый к валу двигателя суммарный момент инерции механических элементов привода

, (15)

кг*м²(16)

кг*м²(17)

Передаточное отношение редуктора определим по формуле:

(18)

Подставив полученные значения в формулу (15) получим:

кг*м²

Передаточный коэффициент двигателя постоянного тока при регулировании скорости изменением подводимого напряжения к якорю

(19)

В*с/рад (20)

рад/В*с.

Конструктивный коэффициент машины определим по формуле:

Н*м/А (21)

Определение передаточной функции тиристорного преобразователя.

Технические данные тиристорного преобразователя ПТОР-230-10 представлены в таблице 3.

Передаточная функция тиристорного моста вместе с системой импульсно-фазового управления СИФУ, как правило, апроксимируется апериодическим звеном первого порядка с постоянной времени Тт.п в пределах от 0,006 до 0,01 с., что обусловлено дискретностью подачи отпирающих импульсов и особенностью работы управляемого тиристорного выпрямителя (тиристорного преобразователя).

, (22)

где Uт.п – выходное напряжение тиристорного преобразователя;

Uу – напряжение, подаваемое на вход СИФУ тиристорного преобразователя;

Кт.п – коэффициент передачи тиристорного преобразователя.

Следует отметить, что коэффициент тиристорного преобразователяне является величиной постоянной и изменяется в зависимости от величины управляющего напряжения.

Принимая во внимание, что Ттп=0,007 с. передаточная функция тиристорного преобразователя будет иметь вид: