8 Оценка влияния внутренней обратной связи по эдс на процессы, протекающие в контуре тока
Рисунок 9 – Структурная схема контура регулирования тока якоря с учетом действия внутренней обратной связи по ЭДС
При исследовании считаем, что нагрузки на валу нет, т.е. Ic = 0.
Передаточная функция звена якорной цепи в данном случае обладает дифференцирующими свойствами, следовательно, компенсирует интегральные свойства регулятора.
Определяем передаточную функцию разомкнутого контура тока с учетом действия внутренней обратной связи по ЭДС и регулятором, рассчитанным на режим заторможенного двигателя:
П
ередаточная
функцию замкнутого контура тока с учетом
действия внутренней обратной связи по
ЭДС:
В установившемся режиме:
.
В контуре тока без учета действия внутренней обратной связи по ЭДС:
Таким образом, контур тока в переходном режиме (ΔE ≠ 0) становится статическим, в нем появляется ошибка, которая тем больше, чем меньше постоянная времени ТM.
Еще одним проявлением влияния внутренней обратной связи по ЭДС является появление перерегулирования в контуре тока во время переходных процессов пуска и торможения. Величина перерегулирования увеличивается по отношению к установившемуся, а не к заданному значению тока.
Для компенсации действия внутренней обратной связи по ЭДС иногда применяют более сложный регулятор, например, (ПИ)2 – типа.
В вычислительном пакете Mathcad построим графики переходных процессов выходного сигнала контура тока якоря I, А при учёте и без учёта отрицательной обратной связи по ЭДС при подаче задающего сигнала соответствующего номинальному току якоря, применяя правило преобразований Лапласа на уравнениях 8.1 и 8.3.
Рисунок 8 – Переходные процессы выходного сигнала (I) контура тока якоря при учёте (2) и без учёта (1) отрицательной обратной связи по ЭДС при подаче задающего сигнала соответствующего номинальному току якоря.
9
ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
В КОНТУРЕ ТОКА ЯКОРЯ И ЭДС НА ЦИФРОВОЙ
МОДЕЛИ
Данные для цифровой модели: n1=1, n2=0,6, Ic=0,9, Id=0,8.
Расчет контура тока якоря:
а) Исследование настройки контура тока
П А Р А М Е Т Р Ы структурной схемы электропривода
+----------------------------------------------------------------
|Электромагнитная постоянная врем. цепи ТП-Д , с 0.0203
|Нескомпенсированная постоянная времени якоря, с 0.01
|Сопротивление цепи ТП-Д, Ом 0.99
|Коэффициент усиления регулятора тока 0.086
|Коэффициент передачи ВП 161,65
|Коэффициент передачи датчика тока якоря , Ом 0.072
|Ак 1
|Ат 1
|Напряжение отсечки регуляторов, В 10
+----------------------------------------------------------------
Рисунок 9.1 – Исследование настройки контура тока
Н
а
рисунке 9.1 представлены 9 графиков
переходных процессов. Графики расположены
слева направо по возрастанию постоянной
времени регулятора Тиз,
и сверху вниз по уменьшению коэффициента
передачи регулятора КР.
На центральном графике – переходный
процесс при настройке системы на
модульный оптимум.
б) Исследование контура тока
П А Р А М Е Т Р Ы структурной схемы электропривода
+----------------------------------------------------------------
|Электромагнитная постоянная врем. цепи ТП-Д , с 0.0203
|Нескомпенсированная постоянная времени якоря, с 0.01
|Сопротивление цепи ТП-Д, Ом 0.99
|Коэффициент усиления регулятора тока 0.086
|Коэффициент передачи ВП 161,65
|Коэффициент передачи датчика тока якоря , Ом 0.072
|Ак 1
|Ат 1
|Напряжение отсечки регуляторов, В 10
Рисунок 9.2 – Исследование контура тока
Исследование
контура тока заключается в анализе
переходных процессов при подаче
максимального постоянного сигнала на
вход и при его реверсе на сигнал с
противоположной полярностью. Контур
тока отрабатывает сигнал задания с
перерегулированием 4,3% согласно настройки
на модульный оптимум.
Расчет контура ЭДС:
а)Исследование контура ЭДС с П - регулятором
П А Р А М Е Т Р Ы структурной схемы электропривода
+------------------------------------------------------ ----------
|Электромагнитная постоянная врем. цепи ТП-Д , с 0.0203
|Нескомпенсированная постоянная времени якоря, с 0.01
|Электромеханическая постоянная времени , с 0.054
|Сопротивление цепи ТП-Д, Ом 0.99
|Коэффициент ЭДС и момента ДПТ 2.64
|Коэффициент передачи ВП 161.65
|Коэффициент передачи датчика тока якоря , Ом 0.072
|Коэффициент передачи датчика напряжения 0.0227
|Постоянная времени датчика ЭДС , с 0.0403
|Динамический ток, А 37,2
|Номинальная ЭДС электродвигателя, В 412,425
|Напряжение отсечки регуляторов |10
+------------------------------------------------------ ----------
Рисунок 9.3 – Осциллограммы переходных процессов в контуре ЭДС
При
разгоне двигателя на холостом ходу без
задатчика интенсивности по якорю
двигателя протекает динамический ток
достаточно большой величины (выходя
на ограничение Iмакс).
Когда двигатель выходит на установившуюся
скорость, ток в якоре спадает практически
до нуля. Скорость изменяется по закону
не соответствующему МО, т.к. на начальном
этапе разгона РЭ выходит на ограничение
выходного сигнала. Ротор достигает
скорость холостого хода без
перерегулирования.
б) П-регулятор ЭДС и задатчик интенсивности
П А Р А М Е Т Р Ы структурной схемы электропривода
+------------------------------------------------------ ----------
|Электромагнитная постоянная врем. цепи ТП-Д , с 0.0203
|Нескомпенсированная постоянная времени якоря, с 0.01
|Электромеханическая постоянная времени , с 0.054
|Сопротивление цепи ТП-Д, Ом 0.99
|Коэффициент ЭДС и момента ДПТ 2.64
|Коэффициент передачи ВП 161.65
|Коэффициент передачи датчика тока якоря , Ом 0.072
|Коэффициент передачи датчика напряжения 0.0227
|Постоянная времени датчика ЭДС , с 0.0403
|Динамический ток, А 37,2
|Номинальная ЭДС электродвигателя, В 412,425
|Напряжение отсечки регуляторов |10
Рисунок 9.4 – Осциллограммы переходных процессов в контуре ЭДС с задатчиком интенсивности
Задатчик интенсивности не оказывает влияния в статике и вступает в работу только в динамических режимах, причем при его использовании увеличивается длительность переходных процессов.
1
0
СОСТАВЛЕНИЕ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ
СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА И СХЕМЫ ВНЕШНИХ
СОЕДИНЕНИЙ
Принципиальные электрические схемы тиристорного преобразователя для цепи якоря двигателя, тиристорного возбудителя и схема внешних соединений приведены в графической части.