Моделювання системи магнітний підсилювач (тиристорний збудник-генератор-дпс) на основі системи з загальним суматором

На даний час зустрічаються системи генератор-двигун, у яких обмотка збудження генератора живиться від тиристорного збудника (регульований тиристорний випрямляч) або магнітний підсилювач.

На рис.1 представлено принципову схему системи ТЗ-Г-ДПС.

Рисунок 1 – Принципова схема системи ТЗ-Г-ДПС

В таких системах електроприводу швидкість обертання двигуна може змінюватись двома способами:

• зміною збудження генератора, що змінюватиме напругу живлення двигуна (використовують при регулюванні від нуля до номінального значення);

• зміною збудження двигуна, що посилить або послабить магнітне поле машини (використовують при регулюванні від номінального і вище значення).

Для стабілізації параметрів електропривода дану систему доповнюють зворотними зв’язками по напрузі, струму та швидкості обертання.

Розглянемо вказану систему із трьома зворотними зв’язками, як систему з загальним суматором, тобто три зворотні зв’язки надходять на один суматор. В такому випадку регулятор не встановлюється.

Рисунок 2 – Принципова схема системи ТЗ-Г-ДПС із загальним суматором

У випадку аварійної ситуації, коли всі зворотні зв’язки від’ємні, двигун обезживиться.

. (1.1)

Перейдемо у простір Лапласа:

. (1.2)

Виражаємо струм%

, (1.3)

. (1.4)

Стала часу:

. (1.5)

ЕРС:

, (1.6)

, (1.7)

. (1.8)

Нехтуємо падінням напруги на активному опорі генератора.

, (1.9)

, (1.10)

, (1.11)

, (1.12)

, (1.13)

, (1.14)

, (1.15)

, (1.16)

. (1.17)

Система рівнянь (1.1) – (1.17) є математичним описом системи ТЗ-Г-ДПС. Побудуємо її структурну схему

Рисунок 3 – Структурна схема ТЗ-Г-ДПС

Моделювання системи ТП-ДПС при реверсуванні струму якоря

Система ТП-ДПС при реверсуванні струму якоря виконується як система підпорядкованого регулювання з внутрішнім контуром струму і зовнішнім контролем швидкості. З її назви слідує, що реверс двигуна відбувається за рахунок зміни полярності напруги живлення. Обмотка збудження двигуна отримує живлення від джерела напруги яке не регулюється. Представимо функціональну схему.

Рисунок 4 – Функціональна схема ТП-ДПС при реверсуванні струму якоря

БВН – блок вихідної напруги (задає U_зш);

З_і – задавач інтенсивності;

РС, РШ – регулятор струму, швидкості;

ТР – трансформатор або анодний реактор;

ТП+, ТП- – тиристорні перетворювачі прямої та зворотної полярності напруги живлення двигуна;

СІФК+, СІФК- – система керування;

БВП – блок вибору полярності напруги живлення.

Залежно від знаку сигналу на його вході формується сигнал дозволу роботи на СІФК+ чи СІФК-.

СС, СШ – сенсор струму, швидкості

Побудуємо математичну модель системи:

, (2.1)

, (2.2)

, (2.3)

, (2.4)

, (2.5)

. (2.6)

З врахуванням та

, (2.7)

, (2.8)

, (2.9)

, (2.10)

, (2.11)

, (2.12)

, (2.13)

, (2.14)

, (2.15)

, (2.16)

. (2.17)

Система рівнянь (2.1) – (2.17) є математичним описом ТП-ДПС при реверсуванні .

На основі цього математичного опису побудуємо структурну схему:

Рисунок 5 ­– Структурна схема ТП-ДПС при реверсуванні