Настройка контура регулирования тока якоря двигателя крт

Настройка контура регулирования тока якоря КРТ включает в себя, во-первых, выбор структуры (типа передаточной функции) регулятора тока РТ и, во-вторых, расчет величины параметров РТ.

При выборе структуры регулятора РТ исходим из функционального назначения КРТ (т.е. что и как должен уметь делать КРТ). Прежде всего, КРТ ограничивает ток якоря двигателя при перегрузках электропривода. Так как в реальных условиях нельзя исключить приложения чрезмерной нагрузки с высоким темпом, то для надежного ограничения тока якоря в переходном режиме необходимо предусмотреть высокое быстродействие КРТ. Поэтому в РТ следует ввести пропорциональный канал. Высокого быстродействия КРТ требуют также и условия его работы как местной корректирующей обратной связи при настройке внешнего контура регулирования скорости КРС.

В

Рис. 4.12. Возможные электромеханические характеристики электропривода в режиме ограничения тока якоря

режиме ограничения тока якоря электропривод может в принципе иметь различные электромеханические характеристики (рис. 4.12). У двигателей постоянного тока с нерегулируемым потоком возбуждения максимально допутимое значение тока якоря I_М обычно постоянно и не зависит от величины скорости (кривая 1 на рис. 4.12). Наиболее просто ее можно получить, если в регуляторе РТ предусмотреть интегральный канал. КРТ с П-регулятором РТ имеет наклонную электромеханическую характеристику (кривая 2). В этом случае при высоких и средних скоростях движения электродвигатель не может быть использован полностью по габаритной мощности, что может снизить производительность механизма при переменной нагрузке. Но электроприводы с такой характеристикой ещё встречаются, например, электроприводы экскаваторов по системе Г-Д с более инерционной, чем с тиристорными преобразователями, системой регулирования. Наклонный характер электромеханической характеристики позволяет в этом случае оператору почувствовать по снижению скорости наступление перегрузки и вмешаться в процесс управления движением рабочего механизма. Наконец, кривую 3 допускать нельзя, так как в этом случае ток якоря выходит за допустимый предел I_М.

С учетом сказанного в тиристорных электроприводах постоянного тока наиболее часто применяется ПИ-регулятор тока якоря.

Для выбора параметров РТ воспользуемся структурной схемой (рис. 4.13). Она получена при неучете работы внешнего контура регулирования скорости и при отбрасывании обратной связи по ЭДС двигателя, что соответствует режиму работы заторможенного двигателя на упор.

Параметры регулятора РТ Т₁ и Т₂ можно весьма эффективно определить, воспользовавшись, например, частотными характеристиками КРТ.

Приближенное их определение можно также осуществить, воспользовавшись правилом технического оптимума. С этой целью выполним следующие действия:

– так как в тиристорных электроприводах постоянного тока обычно Т_ЯЦ > Т_П > , то выберем постоянную времени форсирующего канала

Т₂ = Т_МАКС = Т_ЯЦ ;

– введем расчетную постоянную времени контура регулирования тока

Т_РТ = Т₁ / K_ЯЦ ;

– выберем величину расчетной постоянной времени

Т_РТ =  Т = (2...4) (Т_П + ).

Параметры R₄ , R₅ , R₆ и С₆ принципиальной схемы регулятора тока можно выбрать, воспользовавшись выражением (4.6) и задавая в качестве исходных Т₁ и Т₂ .

Для последующих расчетов потребуется аппроксимация выражения для передаточной функции замкнутого настроенного КРТ произведением передаточных функций апериодических звеньев. С этой целью построим аппроксимированные ЛАЧХ КРТ (рис. 4.13). Здесь кривая L₀ = L_РТ + L_П + L_ЯЦ соответствует последовательно включенным РТ, П и ЯЦ, а кривая L_КРТ является ЛАЧХ замкнутого КРТ. Последнюю кривую можно аппроксимировать передаточной функцией

W_КРТ (р)  1 / (1 + Т_РТ р)(1 + Т_П р)(1 +  р).

Заметим также, что между частотой среза разомкнутого КРС и величиной его расчетной постоянной времени выполняется следующее соотношение:

_Т = (2...4) / Т_РТ .

 Дать физическое толкование характеру кривых L₀ и L_КРТ на рис. 4.13.

 На рис. 4.13 влияние постоянной времени Т_ЯЦ «никак не учтено», хотя она самая большая. В этом случае есть две версии учета электромагнитной инерции якорной цепи при построении L₀: первая – эта инерция подавлена так, что вообще не ощущается её существования (или, как это сказано, например, в [8], постоянная времени Т_ЯЦ полностью «скомпенсирована»); вторая – электромагнитная инерция проявляется, но как? Дайте истинную картину влияния инерционности, оцениваемой величиной Т_ЯЦ, на вид кривой L₀ .