4. Розрахунок параметрів регулятора за умови налаштування зовнішнього контуру на со.

Аналогічно до налаштування внутрішнього контуру на симетричний оптимум (розділ 4.2), для налаштування зовнішнього контуру на СО до прямого ланцюга контуру регулювання швидкості послідовно вводиться ПІ-регулятор з передатною функцією

(4.20)

Значення та вибираються такими, щоб знаменник передатної функції замкнутого зовнішнього контуру, налаштованого на МО, дорівнював знаменнику фільтра Баттерворса відповідного порядку.

З урахуванням сказаного вище розрахуємо і .

Передатна функція розімкнутого зовнішнього контуру, налаштованого на МО, дорівнює

(4.21)

Передатна функція розімкнутого зовнішнього контуру за умови його налаштування на СО буде дорівнювати

(4.22)

Відповідно передатна функція замкнутого зовнішнього контуру за умови його налаштування на симетричний оптимум дорівнює:

(4.23)

Рівняння знаменника передатної функції знаменнику фільтра Баттерворса 4-го порядку може бути забезпечено за умови, що

(4.24)

. (4.25)

При цьому в системі не буде статичної похибки за навантаженням, будуть оптимальними показники перехідних процесів за винятком перерегулювання, яке може набувати великих значень ~50%.

Подолати цей недолік можна, якщо послідовно до зовнішнього контуру регулювання ввести ланку

(4.26)

Промодулюємо систему, за умови налаштування зовнішнього контуру на симетричний оптимум (СО) в пакеті прикладних програм для вирішення завдань технічних обчислень MATLAB R2008a.

Схема моделювання наведена в додатку Д.

5. Розрахунок кута струмообмеження

Струм якоря визначається величиною керуючого сигналу, який надходить до регулятора струму. При неузгодження на вході регулятора струму додається , регулятор струму збільшує свій вихідний сигнал, відповідно збільшується напруга тиристорного перетворювача і зростає струм (і оберти двигуна). І навпаки, при напруга тиристорного перетворювача зменшується, відповідно зменшується і струм (оберти двигуна в цьому випадку зменшуються).

Отже, для обмеження струму за максимальною величиною (відповідно і обмеження обертового моменту двигуна) повинна виконуватися така умова:

при .

У нашому випадку . Відповідно характеристика нелінійного вузла струмообмеження буде наступна (рис.5.1).

Рисунок 5.1 – Характеристика вузла струмообмеження

Даний нелінійний вузол струмообмеження пропускає вхідний сигнал один до одного, а при обмежується значенням .

Якщо при більшому навантаженні або при пуску ДПС струм хоча б ненабагато перевищить значення , то при цьому стане більшим , на вході регулятора струму буде від'ємний сигнал, тиристорний перетворювач буде знижувати значення , і струм буде зменшуватись до значення . При рівності вхід регулятора струму дорівнюватиме 0, а його вихід не зміниться.

Якщо вал двигуна заклинить, то в ідеальному випадку спрацює струмообмеження, двигун зупиниться без механічної поломки. При цьому в якірному колі буде застосовано найменшу напругу і в загальмованого двигуна у якірному колі буде проходити струм , який дорівнює . Це цілком вірогідно, оскільки внутрішній контур, настроєний на МО, найкраще відпрацьовує керуючий сигнал , що надходить до внутрішнього контуру струму.