8.4. Преобразование структурной схемы модели электропривода с дпт нв независимого возбуждения

Преобразуем структурную схему математической модели ДПТ с НВ, представленную на рис. 2. Для этого заменим звенья ( и ) и ( и ) с последовательным соединением на этой структурной схеме звеньями с эквивалентными передаточными функциями и (см. рис 3).

Рис. 3. Структурная схема математической модели ДПТ с НВ после первого преобразования

Выполним еще одно преобразование полученной структурной схемы математической модели ДПТ с НВ на рис. 3. Для этого представим узел сравнения, реализующий операцию вычитания сигналов и из сигнала двумя узлами сравнения (см. рис. 4). Первый узел сравнения предназначен для вычитания сигнала из сигнала с результатом , а второй узел сравнения необходим для представления операции вычитания сигнала из сигнала .

Рис. 4. Структурная схема математической модели ДПТ с НВ после второго преобразования

Выполним третье преобразование полученной структурной схемы математической модели дпт с нв на рис. 4. Для этого воспользуемся правилами преобразования структурных схем, известных в тау (см. Рис.5).

Рис. 5. Преобразование структурной схемы со звеном обратной связи

На рис. 5 представлена структурная схема, в которой звено с передаточной функцией охвачено звеном отрицательной обратной связи (ООС) с передаточной функцией .

, (10)

где - передаточная функция замкнутой системы автоматического управления (САУ);

- передаточная функция разомкнутой САУ;

- передаточная функция обратной связи;

В данном случае (см. рис. 4) , а . Тогда

, (11)

где .

Рис. 6. Структурная схема математической модели ДПТ с НВ после третьего преобразования

Структурная схема ДПТ с НВ на рис. 6 показывает, что электрический двигатель постоянного тока характеризуется отрицательной обратной связью (по эдс).

Выполним следующее преобразование полученной структурной схемы математической модели ДПТ с НВ на рис. 6, заменив два последовательно соединенных звена и одним эквивалентным звеном .

- коэффициент передачи ЭД.

Рис. 7. Структурная схема математической модели ДПТ с НВ после четвертого преобразования

Структурные схемы на рис. 6 и 7 представляют собой компактные математические модели ДПТ с НВ и легко реализуются стандартными программными продуктами.

8.5. Математическая модель электропривода с двигателем постоянного тока независимого возбуждения в форме передаточной функции

Рассмотрим структурную схему математической модели ДПТ с НВ на рис. 7 для режима холостого хода (хх), при котором принимается, что (см. рис. 8).

Рис. 8. Структурная схема модели ДПТ с НВ для режима хх

Выполним следующее преобразование полученной структурной схемы математической модели ДПТ с НВ на рис. 6, заменив два последовательно соединенных звена и одним эквивалентным звеном (см. рис. 9)

Рис. 9. Преобразованная структурная схема модели ДПТ с НВ для режима хх

Преобразуем структурную схему модели ДПТ с НВ для режима хх на рис. 9 в соответствии с выражением (10) и рис. 5, заменяя схему с ООС эквивалентным звеном (см. рис. 10) и получим, математическую модель ДПТ с НВ по управлению.

Рис. 10. Математическая модель ДПТ с НВ по управлению в форме структурной схемы

.

. (12)

Уравнение (12) представляет собой математическую модель электропривода с двигателем постоянного тока независимого возбуждения в форме передаточной функции.