Хід роботи

1. За варіантом, виданим викладачем, розрахувати необхідні дані для наведеної на рис. 1.1 структурної схеми силової частини електропривода.

2. У додатку Simulink пакету Matlab виконати моделювання силової частини електроприводу при роботі на неробочому ході. У момент часу t=4 с за допомогою ланки «Step» подати номінальне навантаження.

3. Дослідити динамічні характеристики і при пуску та зміні навантаження.

ЗМІСТ ЗВІТУ

1. Назва та мета лабораторної роботи.

2. Структурна схема силової частини електропривода.

3. Розрахунок параметрів структурної схеми силової частини електропривода.

4. Графіки перехідних процесів при пуску двигуна та зміні навантаження.

5. Відповіді на контрольні питання.

6. Висновки по роботі.

Контрольні питання

1. Наведіть структурну схему силової частини електропривода. Назвіть допущення, прийняті при складанні даної схеми.

2. Наведіть вирази для розрахунку параметрів силової частини електропривода.

3. Поясніть поведінку динамічних характеристик електропривода при зміні навантаження.

Література: [1, с. 10-15; 2, с. 55-56; 3, с. 170-171]

Лабораторна робота №2

ТЕМА: Дослідження системи підлеглого регулювання привода постійного струму.

МЕТА: Вивчення замкненої системи підлеглого регулювання для приводу постійного струму з тиристорним перетворювачем.

Короткі теоретичні відомості

Задача замкненої системи зводиться до забезпечення можливої більш точної відповідності істинного значення керованої координати запропонованому.

Відмінність від замкнутої системи з підсумовуючим підсилювачем, де регулювання декількох координат здійснюється шляхом подачі відповідної кількості сигналів зворотних зв'язків на вхід одного, загального для всіх підсумовуючого підсилювача, принцип підлеглого регулювання передбачає регулювання кожної координати окремо.

При побудові систем підлеглого регулювання (СПР) об'єкт регулювання системи розбивається на ряд послідовно з'єднаних динамічних ланок, число яких дорівнює числу регульованих параметрів чи числу контурів регулювання. На кожен контур надходить вхідний вплив, що повинен бути бажаним способом відпрацьований цим контуром, який являє собою звичайну одноконтурну систему регулювання.

На рис. 2.1 зображена структурна схема системи з підлеглим регулюванням, вихідною регульованою координатою якої є швидкість. Керуюча частина схеми складається з двох замкнутих контурів: контуру регулювання струму, що містить регулятор РТ і датчик струму ДТ із коефіцієнтом передачі К_т, і контур регулювання швидкості, що містить регулятор швидкості РС і датчик швидкості ДС із коефіцієнтом передачі К_с. Датчики в загальному випадку описуються інерційними ланками з постійними часу Т_дс=Т_дт=0,001 с.

Рисунок 2.1 – Структурна схема двоконтурної системи підлеглого керування

Контур струму

Вхідною величиною контуру струму є напруга завдання на контур струму U_зт(t), що надходить з виходу регулятора швидкості, а вихідною величиною -струм головного ланцюга I_д(t).

Об'єкт регулювання контуру струму складається з якірного ланцюга двигуна, що описується аперіодичною ланкою з великою постійною часу Т_э , тиристорного перетворювача спільно із СІФП і фільтром на її вході та датчиком струму з фільтром на його виході . Передатна функція об'єкта регулювання має вигляд:

де Т_mс – у загальному випадку є сумою всіх малих постійних часу контуру (тиристорного перетворювача Т_п, датчика зворотного зв'язку, фільтра), .

Контур струму звичайно оптимізується на основі використання модульного критерію. Для одержання бажаної передатної функції виду:

необхідно вибрати ПІ регулятор з передатною функцією:

де ; .

Тоді передатна функція замкнутого контуру струму, оптимізованого на модульної оптимум (МО), набуде вигляд:

Коефіцієнт К_с вибирають з умови

– максимальна напруга зворотнього зв'язку, .

– максимально допустиме значення струму якірного ланцюга, .

Контур швидкості

Об'єктом регулювання для контуру швидкості є оптимізований контур струму з малою постійною часу і механічна частина електродвигуна з великою постійною часу Т_м.

Залежно від технологічних вимог, контур швидкості оптимізується на модульний (П–регулятор) чи на симетричний оптимум (ПІ-регулятор).

Передатна функція регулятора при настроюванні на модульний оптимум має вигляд:

де – коефіцієнт зворотного зв'язку за швидкістю;

w₀ – швидкість ідеального холостого ходу, де

Контур швидкості, настроєний на модульний оптимум, є статичним за впливом. Тому при великому діапазоні регулювання у випадках, коли система з П–регулятором не забезпечує необхідного статизму механічних характеристик, застосовують ПІ-регулятори швидкості, що забезпечує системі астатичні властивості. Передатна функція ПІ-регулятора швидкості має вигляд:

де ; .