2.1. Стандартный вариант пи регулятора тока
При построении контура регулирования тока имеют место следующие допущения: 1) параметры объекта стабильны и не зависят от температуры; 2) влияние внутренней обратной связи по ЭДС не учитывается; 3) не учитывается прерывистый режим работы преобразователя.
Структурная схема контура регулирования тока имеет вид, показанный на рис. 2.1.
Рисунок 2.1 - Структурная схема контура регулирования тока
Общая формула оптимального регулятора i-го контура имеет вид
где i – номер контура регулирования;
WOi(s) – передаточная функция объекта регулирования i-го контура регулирования;
Kоi, Koi–1 – коэффициенты обратных связей i-го и i–1-го контура регулирования соответственно.
В соответствии с этой формулой и со структурной схемой на рис. передаточная функция регулятора тока имеет вид
,
где
с
– постоянная времени интегрирования
регулятора тока.
2.2 Построение контура регулирования скорости
Для построения контура регулирования скорости необходимо предварительно провести оценку статической просадки по положению (Δφс), при Iс = Iн и сделать вывод о необходимом типе регулятора скорости.
Статическая просадка по положению
где Δωс – статическая просадка скорости;
Т.к. статическая ошибка по положению не превышает допустимой (0,2%), применяется П-регулятор скорости.
2.3. Сар скорости
Контур регулирования тока является внутренним по отношению к контуру регулирования скорости. Передаточная функция замкнутого контура тока имеет вид оптимальной передаточной функции второго порядка.
Если считать контур регулирования тока оптимизированным, то структурная схема контура регулирования скорости может быть представлена в следующем виде (рис. 2.5).
Рисунок 2.5 - Структурная схема контура регулирования скорости
В соответствии с данной схемой передаточная функция оптимального регулятора скорости
где
–
передаточная функция объекта второго
контура регулирования.
3.2. Расчет контура регулирования тока
Исходя из рассчитанной постоянной времени интегрирования регулятора тока РТ1, производится его реализация на операционном усилителе (рис. 3.2).
Рисунок 3.2 – Принципиальная схема регулятора тока
Пусть
=30
кОм тогда для минимизации погрешности
от токов смещения принимается
=
=
=30
кОм,
=
,
где
=
с
– постоянная интегрирования РТ1.
3.3. Расчет контура скорости
Заданную точность регулирования обеспечивает пропорциональный регулятор скорости
Принципиальная схема регулятора скорости показана на рис. 3.3.
Рисунок 3.3 – Принципиальная схема регулятора скорости
Пусть
кОм,
тогда
Ом.
Из стандартного ряда принимаются следующие значения сопротивлений
Ом.
3.3. Расчет и построение электромеханической характеристики
Статическая электромеханическая характеристика САР имеет вид:
где
- коэффициент обратной связи по скорости
=
5В - напряжение задание на входе РС
-
статическая просадка по ско- рос ти,1/с
Электромеханическая характеристика САР