2. Построение системы автоматического регулирования

2.1. Построение контура регулирования тока

2.1.1. Контур регулирование тока. Стандартный вариант 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.

Общая формула оптимального регулятора i - го контура имеет вид

где i – номер контура регулирования;

W_Oi(p) – передаточная функция объекта регулирования i - го контура регулирования;

K_оi, K_oi–1 – коэффициенты обратных связей i - го и i – 1- го контура регулирования соответственно.

В соответствии с этой формулой и со структурной схемой на рисунок передаточная функция регулятора тока имеет вид

,

где с – постоянная времени интегрирования регулятора тока, тогда передаточная функция регулятора тока будет иметь следующий вид

Структурная схема контура регулирования тока имеет вид, показанный на рис. 2.1.

2.1.2. Адаптивный регулятор тока с эталонной моделью

При питании двигателя постоянного тока от тиристорного преобразователя с раздельным управлением вентильными группами, при малых нагрузках на валу двигателя, возникает прерывистый якорный ток, когда переходные процессы в якорной цепи заканчиваются за период пульсации выпрямленного напряжения, или, другими словами, в зоне прерывистого тока (ЗПТ) электромагнитная инерционность якорной цепи не проявляется и тиристорный преобразователь снижает коэффициент усиления. Для сохранения качества переходного процесса в ЗПТ необходимо в контуре тока изменять параметры регулятора в зависимости от режима работы преобразователя, то есть использовать адаптивный регулятор тока (так как преобразователь заходит в глубокий прерывистый режим, то есть )

Адаптивный регулятор тока при непрерывном якорном токе имеет стандартную передаточную функцию пропорционально-интегрального регулятора (ПИ), а при прерывистом токе происходит переключение структуры регулятора на интегральную (И), с уменьшением в (5-10) раз постоянной интегрирования .

При непрерывном якорном токе передаточная функция регулятора тока имеет следующий вид:

.

При прерывистом якорном токе передаточная функция регулятора тока имеет следующий вид:

,

где

Структурная схема адаптивного регулятора с эталонной моделью представлена на рисунке 2.2.

Структурная схема адаптивного регулятора с эталонной моделью

Рис. 2.2-Адаптивный регулятор тока с эталонной моделью

где М – эталонная модель,

- коэффициент усиления (эталонное значение за вычетом фактического).

Передаточная функция эталонной модели имеет следующий вид:

Коэффициент в контуре модели из условий устойчивости работы тиристорного преобразователя и контура тока (для исключения автоколебания) не должен превышать значение:

где - граничная скорость.

Применение эталонной модели позволяет:

• улучшить свойства САР в режиме прерывистого тока,

• при неточной настройке параметров, а так же их нестабильности и получить свойства САР близкие к стандартным,

• снизить отрицательное влияние внутренней отрицательной обратной связи по ЭДС .