3.5 Згладжування пульсацій випрямленого струму

Пульсації випрямленої напруги призводять до пульсацій випрямленого струму, що погіршують комутацію двигуна та збільшують його нагрів. У симетричних мостових і нульових схемах найбільшу амплітуду мають основні гармоніки (К=1).

Амплітуди гармонік вищої кратності (К=2, 3) значно менші, а дія реакторів на них ефективніша. У зв’язку з чим розрахунок індуктивності дроселя ведеться тільки за основною гармонікою.

Амплітудне значення складових гармонік випрямленої напруги:

,

де ­ номер основної гармоніки.

При цьому максимально можлива величина Е_пт віповідає куту , для якого й провести розрахунок.

Індуктивність кола випрямленого струму:

,

де ­ допустиме діюче значення основної гармоніки струму.

Індуктивність додаткового дроселя для мостової схеми:

.

Індуктивність додаткового дроселя для нульової схеми:

.

Зробити висновок щодо необхідності встановлення додаткового струмообмежуючого дроселя.

Кінцева величина додаткового реактора в ланцюзі якоря двигуна розраховується за найбільшим значенням індуктивності додаткового струмообмежуючого дроселя. Тоді еквівалентна індуктивність якірного кола двигуна для мостової схеми:

.

Для нульової схеми вираз набуде вигляду:

.

4. Розрахунок параметрів електропривода

Електромагнітна стала часу .

Електромеханічна стала часу ,

де ­ приведений момент інерції до валу двигуна.

5. Побудова статичних характеристик еп розімкнутої системи

Аналіз властивостей і статистичних режимів роботи електропривода досить повно можна здійснити на основі його електромеханічної чи механічної характеристик.

Розімкнута система:

• статична похибка:

;

• діапозон регулювання швидкості у розімкнутій системі

,

де , ;

• розрахуємо мінімальну та максимальну характеристики ЕП:

,

,

де I змінюється в діапозоні .

Розраховуємо статизм на верхній і нижній характеристиках ЕП:

• верхній:

;

• нижній:

.

Замкнена система:

• статична похибка:

;

• діапозон регулювання швидкості у замкнутій системі

,

Будуємо верхню та нижню статичні характеристики електропривода (рис. 1).

Рисунок 1 ­ Статичні характеристики електропривода

6. Синтез одноконтурної системи стабілізації швидкості

Рисунок 2 ­ Структурна схема одноконтурної системи ТП-ДПС з від’ємним зворотнім зв’язком за швидкістю

Одноконтурну систему можна налагоджувати, змінюючи коефіцієнт реґулятора швидкості К_р чи коефіцієнт датчика швидкості К_дш (рис. 2). У другому випадку необхідно кориґувати напругу U_з.

З рівняння механічної характеристики виразимо кутову швидкість електричної машини в розімкненій:

,

де − статичне падіння швидкості в розімкненій системі,

і замкненій системах:

,

де ­ статичне падіння швидкості в замкненій системі, .

Необхідний коефіцієнт підсилення системи для замкненого контуру:

.

З іншої сторони цей коефіцієнт можна визначити з виразу:

,

.

Коефіцієнт датчика швидкості вирахувати для забезпечення статизму ( ) згідно із варіантом завдання (див. додаток Г).

Тоді:

або .

Для перевірки чи можлива реалізація зворотнього звязку за швидкістю розрахувати коефіцієнт форсування:

,

де, виходячи з розрахункового коефіцієнта датчика швидкості (ДШ), максимальні напруги завдання у розімкнутій (при ) і замкнутій системах, при яких буде отримана швидкість неробочого ходу (НХ) за відсутності навантаження розраховуються відповідно:

, ;

­ допустимий коефіцієнт форсування на суматорі.

Якщо умова не виконується, в такому випадку необхідно обмежити форсування суматора шляхом шунтування його елементом з нелінійною характеристикою (наприклад, стабілітроном), рівень нечутливості якого повинен становити

.

Побудувати статичні характеристики замкненої системи Дослідити динамічні якості систем, тобто оцінити вплив відємного зворотного звязку за швидкістю в розімкненій та в замкненій системах стабілізації.

Передавальна функція прямого каналу системи має вигляд:

.

Передавальна функція замкненої системи:

.

Якість перехідного процесу для систем другого порядку повністю визначається відносним коефіцієнтом демпфірування  і власною частотою коливань ₀, яка характеризує швидкодію системи.

Для розімкненої системи:

, .

Для замкненої системи:

, .

Зробити висновок, як впливає замикання системи на якісні показники перехідного процесу.