4. Анализ системы автоматического регулирования в режиме рекуперативного торможения.

Система автоматического управления предназначена для автоматического управления работой электровоза в режимах тяги и рекуперативного торможения.

При работе в режиме рекуперативного торможения САР выполняет следующие функции:

Предварительное торможение;

1. Торможение до заданной скорости движения с заданной и величиной тормозной силы и учётом ограничений тормозных характеристик электровоза;

2. Поддержание постоянства заданной скорости движения при движении по переменному профилю;

3. Остановочное торможение с заданной и автоматически поддерживаемой величиной тормозной силы.

4. При низких скоростях движения обеспечивается противокомпаундирование (пртивовключение) тяговых электродвигателей (на ЭП1 этот режим не поддерживается);

5. Плавное нарастание тормозной силы электровоза до заданного значения (тока якоря ТЭД);

6. Ограничение токов якоря тяговых электродвигателей на уровне 1000А;

7. Ограничение тока возбуждения тяговых электродвигателей на уровне 850А;

8. Защиту от юза отдельной колёсной пары и от синхронного юза всех колёсных пар электровоза.

Рис. 16 САР электровоза ВЛ65 (ЭП1) в режиме рекуперативного торможения.

5. Анализ устойчивости системы.

Анализ устойчивости системы произведем по критерию Михайлова.

Правило Михайлова:

Система устойчива тогда и только тогда, если годограф начинается на вещественной оси, при изменении частоты вращается против часовой стрелки и обходит столько квадрантов, каков порядок дифференциального уравнения.

Передаточная функция САР:

W(р)= (К₁₅(Т₉р+1)(Т₁₂р+1)(К”+р(Т₄р+1)(Т₇р+1))+1)/(К’*К₂);

К’= 25*1,8*1,8*40*2,5*122,6*22 = 2436,493;

К”= 25*1,8*3,6*40*7,8*48,4*0,1 = 244,633;

К₁₅= 0,61;

Т₉ = 0,3; Т₁₂ = 2,8; Т₄ = 0,3; Т₇ = 0,2;

W(р)=(0,61(0,3р+1)(2,8р+1)(2436,493+р(0,3р+1)(0,2р+1))+1)/(25*244,633) = 0,05р⁵+0,606р⁴+1,61р³+8,5р²+29,5р+9,5;

Передаточную функцию приведем к виду:

Д(jw) = А+jВ, воспользовавшись заменой оператора р на jw

р= jw;

р⁵+12,12р⁴+32,2р³+170р²+590р+190=0;

(jw)⁵+12,12(jw)⁴+32,2(jw)³+170(jw)²+590jw+190=0;

jw⁵+12,12w⁴-32,2jw³-170w²+590jw+190=0;

А= 12,12 w⁴-170w²+190;

В= w⁵-32,2w³+590w.

Задаваясь различными значениями W рассчитаем А и В в виде таблицы № 1.

Расчет устойчивости

Таблица № 1.

W	0	1	2	3	4	5
А	2	-5,9	-16	-5,9	22,4	25,9
В	0	28	-48	-28	-48	57,8

По данным таблицы № 1. построим годограф Михайлова на Рис. № 17.

Судя по полученной зависимости система устойчива.

Проверка системы на устойчивость по методу Гурвица невозможна, так как в данном случае мы имеем уравнение пятого порядка, что само по себе исключает возможность проверки, потому, что метод Гурвица правилен для уравнений не выше 4-го порядка, но и в этом случае сокращается большой процент ошибки.

Рис. 17

Вывод: система устойчива, так как годограф начинается на вещественной оси и при изменении частоты вращается против часовой стрелки обходит пять квадрантов.