3.6 Выбор задающего устройства.

Так как в системе используется нелинейный регулятор положения, то необходимость в задатчике интенсивности отпадает. В качестве задающего устройства можно использовать потенциометр. Максимальное выходное напряжение 10В.

В качестве задающего элемента для регулятора потокосцепления ротора также используем потенциометр.

Определим сопротивление потенциометра:

где U_П=10В – напряжение питания,

I_ВХ=3010^-6 А – максимальный входной ток операционного усилителя К140УД8.

3.7 Реализация управляющего устройства

Так как была выбрана аналоговая схемная реализация САУ, то необходимо выполнить выбор необходимых операционных усилителей, логических элементов и пассивных элементов электрических цепей.

Регуляторы тока выбираем на основе операционного усилителя марки К140УД8. Операционный усилитель К140УД8 является ОУ общего назначения, обладающий минимальным шумовым сигналом по входу. Коэффициент усиления ОУ не изменяется с изменением напряжения питания. Балансировка выходного напряжения осуществляется внешним потенциометром R_б. Технические данные операционного усилителя сведем в таблицу 3.7.1 (Операционный усилитель выбран по справочному пособию [5])

Uпит , В. ±6…16,5 Uпит. ном, В. ±15 Uсм, мВ, не более ±150 Iвх, мкА, не более 30 Uвх, В ±10 Uвых, В ±10 Rвх, кОм не менее 1 Uсх. вх, В ±10 Rб, кОм 10 Рисунок 3.7.1 – Операционный усилитель К140УД8

На основании рассчитанных передаточных функций динамических звеньев выполним выбор R-C цепей операционных усилителей.

ПИ-регулятор тока получаем в виде:

Рисунок 3.7.2 – ПИ регулятор тока.

Принимаем конденсатор , тогда из соотношения получаем:

(3.7.1)

Из ряда номинальных значений сопротивлений выбираем резистор . Из соотношения находим значение сопротивления R₄

(3.7.2)

Из ряда номинальных значений сопротивлений выбираем резистор R₄= 3,6 кОм

Конденсатор выбираем на напряжение для ОУ К140УД8.

Окончательно принимаем резисторы:

R₄: МЛТ – 0,125 – 3,9 кОм 5%

R₅: МЛТ – 0,125 – 10 кОм 5%

Конденсатор:

C₁: K50 – 6 – 3,3 мкФ, 10 В

В качестве регулятора скорости принимаем П-регулятор. Схема регулятора скорости показана на рисунке 3.7.3:

Рисунок 3.7.3 – П регулятор скорости.

(3.7.3)

Задаёмся значением , тогда

Принимаем:

R₇: МЛТ – 0,125 – 1 кОм 5%

R₆: МЛТ – 0,125 – 68 кОм 5%

ПИ регулятор потокосцепления ротора выбираем из соотношения:

(3.7.4)

Схема ПИ регулятор потокосцепления ротора показана на рисунке 3.7.4

Рисунок 3.7.4 – Регулятор потокосцепления.

Принимаем , тогда

Из ряда номинальных значений сопротивлений выбираем резистор .

Из ряда номинальных значений сопротивлений выбираем резистор .

Принимаем:

R₈: МЛТ – 0,125 –68 кОм 5%

R₉: МЛТ – 0,125 – 10 кОм 5%

C₂: K50 – 6 – 3,3 мкФ, 10 В

В качестве регулятора положения принимаем П-регулятор. Схема регулятора положения показана на рисунке 3.7.3:

Рисунок 3.7.5 – Регулятор положения.

Задаёмся значением величиной сопротивления , тогда

Принимаем:

R₁₂: МЛТ – 0,125 – 1 кОм 5%

R₁₄: ОМЛТ – 0,125 – 68 кОм 5%

Сопротивления обратных связей регуляторов рассчитываются на максимально допустимый входной ток операционного усилителя. Для этого выходное значение напряжения операционного усилителя (К140УД8) разделим на его максимально допустимый входной ток.

Ограничение выходов регуляторов основано на охвате регуляторов нелинейной обратной связью.

Способ реализации ограничений покажем на примере последнего рассчитанного регулятора положения:

Рисунок 3.7.6 – Схема включения ограничивающих стабилитронов

Б лок деления реализуем с помощью ячеек УБСР-АИ типа ШД-2АИ, показанные на рис. 3.7.6

Рисунок 3.7.6 – Блок деления.

Все резисторы выбираем по мощности на 0,125 Вт.