3.2 Проектування елементів ланцюгів керування електроприводом.

3.2.1. Розрахунок параметрів задатчика інтенсивності

Для розгортки ЕРС перетворювача в часі із заданим темпом служить задатчик інтенсивності, що встановлюється на вході СІФК у разі розімкненої системи регулювання.

Задатчик інтенсивності в спрощеному вигляді є інтегратором, на вхід якого подається напруга або нуль. На виході протягом часу перехідного процесу формується вихідна напруга по лінійному закону. У загальному випадку постійна часу інтеграції задатчика інтенсивності

. (65)

Якщо прийняти V і V, то

. (66)

Один з варіантів принципової схеми задатчика інтенсивності у аналоговому виконанні представлений на рис. 3.2. На вхід інтегратора при пуску (контакт реле Рв, "Вперед", замкнутий) подається V. При реверсі через контакт Рн, "Назад", подається V.

При гальмуванні вхід інтегратора через розмикаючі контакти Рв і Рн з'єднується із загальною, нульовою точкою схеми. У представленій схемі можна реалізувати зміну з однаковою інтенсивністю у всіх перехідних процесах, якщо прийняти . У загальному випадку можна мати різні постійні часи, для пуску, реверсу і гальмування.

,

, (67)

.

Задавшись ємністю конденсатора С, по відомих значеннях можна розрахувати необхідний опір резисторів. при моделюванні роботи задатчика інтенсивності вихідну напругу Uу треба обмежувати на рівні ± 10 В.

3.2.2. Розрахунок параметрів схеми збудження двигуна

Принципова схема ланцюга збудження двигуна, рис. 3.3 містить обмотку збудження R_в ;L_в, розрядний резистор R_р та додатковий резистор R_д, який включають до ланцюга збудження з метою ослаблення струму збудження та підвищення швидкості двигуна на зворотному ході механізму. Додатковий резистор включають також для більш точного встановлення номінального струму збудження.

Опір обмотки збудження R_в береться по каталожним даним двигуна. Опір розрядного резистора розраховується як . Для розрахунку додаткового опору R_Д треба визначити струм в обмотці збудження при ослабленні магнітного поля. Без урахування насичення, тобто при лінійних параметрах ланцюга намагнічення

(68)

При більш точних розрахунках при визначенні струму в режимі ослабленого поля враховують криву намагнічення.

Опір додаткового резистору

(69)

Р еальна схема збудження, рис. 3.3,а приводиться до розрахункової схеми, рис. 3.3,б згідно до виразів еквівалентних опору R_ВЕ та індуктивності L_ВЕ

(70)

(71)

Постійна часу ланцюгу збудження

(72)

Індуктивність обмотки збудження не є постійною величиною і залежить від ступеня насиченості сталі. На рис. 3.4 наведена універсальна крива намагнічення у відносних одиницях, характерна для електричних машин із явними полюсами (Хвостов В.С. Электрические машины. Машины постоянного тока: Учеб. для студ. электром. спец. вузов / Под ред. И.П. Копылова. – М.: Высш. шк., 1988. – 336 с.). Для спрощення розрахунків криву намагнічення замінюють одною, або декількома прямими, тобто лінеаризують її. При грубій лінеаризації крива намагнічення в діапазоні номінальних значень замінюється одною прямою (нижня пунктирна лінія). В такому випадку індуктивність розраховується за виразом

, (73)

де 2р - число полюсів двигуна;

k_σ = 1,05-1,2 – коефіцієнт розсіяння обмотки збудження;

W_П – число витків полюса;

Ф_ПН; І_ПН - номінальні значення магнітного потоку і струму обмотки одного полюса.

При ослабленні магнітного потоку двигуна із метою підвищення швидкості крива намагнічення лінеаризується у межах між номінальним потоком та його ослабленим значенням (верхня пунктирна лінія). У цьому випадку номінальні значення потоку та струму замінюються на прирощення ΔФ та ΔІ на ділянці кривої намагнічення, що розглядається.