2.4 Определение параметров якорной цепи.

Индуктивность якорной цепи

L_ya= β*U_ai*10³/P_a*I_ai*ω_ai=0.6*220*10³/2*6,5*157,5= 64,5

где β=0,6 коэффициент для машин без компенсационной обмотки;

ω_ai=157,5 рад/с – номинальная угловая скорость.

Требуемая величина индуктивности

L_mp = (l_n*U_ai*10³/ i_e*m*ω*I_ai) - L_ya ,

где l_n =0,24 – относительная величина первой гармоники выпрямленного напряжения;

m – число пульсов схемы за период,

m =6

U_do(E_do)=380B

L_mp = (0.24*380*10³/ 0.09*6*157,6*6,5) – 64,5=100 ,

По l_н=6,5А и индуктивности l_тр=100мГн выбираем сглаживающий дроссель

ШХ65×90; L_др=0,13 Гн ;l_др.н.=12А;R_др=49Ом.

Суммарная индуктивность якорной цепи для мостовых схем определяется:

L_я = L_ad+L_др = 64,5+130=194,5мГн;

i_e= e_n*E_do*10³/0,1*I_ia*m* ω* L_y= 0.24*380*10³/0,1*6,5*6*157,5*194,5=0,76А

Ток будет непрерывным, т.к. относительное значение пульсаций первой гармоники ie=0,76 < 1.

Определяем активное сопротивление элементов якорной цепи двигателя:

R_a=a_i (R_ya+R_ai+R_ad)+R_u,

59

где - a_н =1,2 - коэффициент, учитывающий увеличение активного сопротивления при нагреве.

R_u = 2 / I_ai = 2 / 6,5 =0,3

R_a=1,2 (1,2+0,81+0,49)+0,31 = 3,31

Коммутационное сопротивление реакторов:

Х_р-ра = 0,2Ом; R_р-ра = 0,05Ом;

R_e = m*X_p/2*π = 6*0,2/2*3,14= 0,19Гi

Суммарное сопротивление якорной цепи:

R_y = R_u+2(R_p+ R_e)=33,31+2(0,19+0,05) =3,79

Выбор вентелей.

Вентили выбираются по среднему значению выбранного тока с учетом перегрузки двигателя и по максимальному значению обратного напряжения на витках,

Максимальное значение выбранного тока

I_m= (2÷2.5)I_iu=13A;

I_aiu=I_m/K_l = 13/3 = 4.3A,

где К₁ = 3 – коэффициент, зависящий от схемы выпрямления.

Расчетная максимальная величина обратного напряжения

U _об.в. = К_в * U_do = 1.05*380=394B,

где К₆ =1,05 - коэффициент, зависящий от схемы выпрямления. Максимальная величина обратного напряжения с учетом коэффициента запаса:

U _об.в. =(1,3÷15)* U’_об.в.= 1,4*399=558,6 В

60

При естественном охлаждении вентиля допустимый ток

I_aii =0.4* I_m = 0.4*13= 5.2A

Выбираем вентели:

V1, V3, V5 – ТЛ-160-10-А I_H=160 A;U_H=1000B.

V2, V4, V6 – ТЛ-200X-1044 I_H=200 A;U_H=1000B.

2.5 Определение параметров динамических звеньев системы.

Электромагнитная постоянная времени якорной цепи

T_y =L_y/R_y=194.5*10^-3/3.79 = 0.0513

Электромеханическая постоянная времени

T_m = (GD_y²+GD_i²)*K_u²*R_y/4,

GD_y²=0,055ean/i²

E_a = ω_ai/ U_ai-I_ai* R_y= 157.5/220-6.5*3,79 = 0,80618

K_d= 0.80618 – коэффициент передачи двигателя.

T_i = (0,055+0,0165)0,80618²*3,79/4 = 0,044

Коэффициент передачи тахогенератора

К_i.a= U_i.a.i./ω_i.a.i. =230 / 315 =0,37 da / A*n.

Коэффициент передачи вентильного преобразователя при синусоидальном якорном напряжении

K_a = U_do/U_di=380 /7,5= 50,67,

где U_dH = 7,5В - максимальное напряжение, снимаемое с выхода усилителя.

61

С целью увеличения быстродействия и уменьшения статической ошибки в системе использования в преобразователе операционный усилитель К1УТ4015, K_y=1300.

Температурный дрейф напряжения смещения:

ΔU_nau=30(ieA/N⁰)

Температурный ток разностного тока смещения:

ΔU_nau ≤ 5 (iA/ N⁰)

Определяем необходимую величину коэффициента приведения напряжения ООС по скорости к цепи задающего сигнала:

K_in = U_c/U_iai= 24/230=0,104

Напряжение задатчика угловой скорости U₃=24 В определяется максимальным уровнем напряжения стабилизированного источника питания, входящего в состав преобразователя ЭТ-3: U₃=34В.

Чтобы обеспечить требуемое значение К_n.c., задаваясь величиной R₅₀₀=R₃₀₈=3,3 кОм, определяем необходимое значение сопротивления R₃₃₃.

R₃₃₃= R₃₀₈/K_in= 3,3/0,104=31,7eГI

Коэффициент передачи ООС по угловой скорости:

К_с = К_ia*К_ltt =0,73*0,104 = 0,076

N₃₁₄=10^-6Ф

Анализ статических характиристик системы.

В схеме предусмотрен делитель, состоящий из резистора К₃₃₇ =1120кОм и R₃₃₅=30кОм, позволяющий в небольших пределах подстраивать коэффициент передачи,

Дрейф нуля усилителя, приведенный к входу:

h_ad= ΔU_ni*Δt +Δτ_ni*R_au* Δt,

62

где Δt⁰=40⁰С –расчетное изменение температуры;

R_вх - сопротивление резистора на задающем входе операционного усилителя:

R_вх=8 кОм

h_ad=30*10^-6*40+10^-9*8*10^-3*40=1,52*10^-3А

Величина нестабильности частоты вращения двигателя, вызванная температурным дрейфом нуля:

Δω_a.m = h_ad/E_in= 1,52*10^-3/0,076 = 0,02l/n

Относительная статистическая ошибка при изменении температуры с учетом относительной температурой нестабильности и Дт._г. сигнала тахогенератора:

На ВПДР:

Δl =(Δω_ao / ω_ai) *100%+Δ_OA%,

где Δ_OA=2%,

Δl = (0,02/0,105*3000)*100+2= 2%

на НДПР:

где Δ= ωмах/ωмin=60,

Δ2 = (Δω_ao* Δ /ω )*100%+2%,

Постоянная времен и тиристорного преобразователя:

T_m.n. = T_СИФУ+τ,

Δ2 = (0,02*60/0,105*3000)*100+2= 2,38%;

где τ =l/2*m*f2*6*50= 0.0017n-ca

m=6 – число выпрямленного напряжения;

T_СИФУ - постоянная времени системы импульсно- фазового управления.

НА входе СИФУ включен фильтр с постоянной времени

T_СИФУ=T_μT - τ - T_in.o.,

где T_in.o=0,002 с – величина, обусловленная инерционностью цепи ООС по току якоря.

Считается, что система будет достаточного хорошо защищена от действия высокочастотных помех, если T_μT> 0,005с.

63

Принимаем T_μT =0,009с.

Тогда T_СИФУ-0,009-0,0017-0,002=0,0053с

T_m.n. =-0,0053+0,0017-0,007