8.5.Регулятор скорости

Для расчётов параметров внешнего контура регулирования внутренний замкнутый контур (контур тока) можно заменить апериодическим звеном вида:

где

– эквивалентная постоянная времени контура тока,

Настройку внешнего контура будем производить в режиме холостого хода (Мс = 0).

Разомкнем контур регулирования скорости и приравняем полученное выражение к передаточной функции разомкнутого контура, настроенного на технический оптимум.

Передаточная функция разомкнутого контура тока имеет вид:

где

;

;

.

Приравняв правые части уравнений, получим:

.

Откуда

Таким образом, получили П-регулятор скорости:

где

Таким образом

где – коэффициент усиления регулятора

Введение П-регулятора скорости скомпенсировало электромеханическую постоянную времени механической части электропривода.

8.6.Структурная схема сар электропривода

Структурная схема выполнена трех контурной по принципу подчиненного регулирования. Внутренний контур – контур тока. Средний контур – контур регулирования скорости. Внешний контур – контур регулирования уровня.

Структурная схема проектируемой САР представлена на рисунке 36.

Рис.36. Структурная схема САР электропривода

8.7.Расчет технологического регулятора уровня

Метод основан на использовании частотных характеристик объекта управления, все вычислительные операции которого автоматизированы.

В основу положено представление о том, что минимуму интегрального квадратичного критерия при скачкообразном возмущении по управляющему каналу соответствуют оптимальные параметры ПИ-алгоритма и , отвечающие условиям

при

где − модуль АФХ замкнутой системы, т.е. амплитудно-частотная характеристика замкнутой системы по задающему воздействию.

При расчете оптимальных и используются следующие соотношения:

где − частота;

− амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) объекта управления для данной частоты;

− угол, заключенный между вектором АФХ объекта управления и отрицательной мнимой полуосью;

− фазовая частотная характеристика (ФЧХ) для этой частоты;

М − заданный показатель колебательности (на практике часто применяют М = 1,62)

Найдем передаточную функцию для разомкнутой системы. Она включает в себя последовательно перемноженные передаточные функции всех звеньев структурной схемы:

где – передаточная функция внутреннего, стандартно настроенного контура, включающего два вложенных контура (тока и скорости)

– передаточная функция насосного агрегата

– передаточная функция объекта управления

где

где – коэффициент усиления насосного агрегата

– постоянная времени насосного агрегата,

– время запаздывания, с

Тогда

Уравнение амплитудно-фазовой характеристики получим, заменив в передаточной функции p на jω

Уравнения вещественной и мнимой частотных характеристик

Уравнения амплитудной и фазовой частотных характеристик

Результаты расчетов представлены в таблице 8.2.

Таблица 8.2.

Расчет настроек регулятора

ω	A(ω)	θ(ω)	θ(ω)º
0		0	0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,317
0,35
0,4
0,45
0,5
0,55
0,575
0,6
0,65
0,7

По результатам расчетов строим следующие характеристики.

Амплитудно-частотная характеристика представлена на рисунке 37.

Рис.37. Амплитудно-частотная характеристика объекта управления

Фазно-частотная характеристика представлена на рисунке 38.

Рис.38. Фазно-частотная характеристика объекта управления

Для расчета принимаем = =

Расчет проводим при помощи специальной программы представленной на рисунке 39.

Оптимальные параметры ПИ-алгоритма управления:

=

=

Передаточная функция регулятора:

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Клевцов. А. В. Преобразователи частоты для электропривода переменного тока.: Гриф и Ко, 2008.

2. Попов. А. И. Основы электромеханики асинхронного частотного электропривода.: ЛКИ, 2007.

3. Епифанов. А. П., Малайчук Л. М., Гущинский. А. Г. Электропривод.: Лань, 2012.

4. Никитенко. Г. В. Электропривод производственных механизмов.: Лань,2013.

5. Соколовский. Г. Г.  Электроприводы переменного тока с частотным регулированием. : «Академия», 2006

6. Бекишев. Р. Ф. Электропривод. : Юрайт, 2015.

7. Онищенко. Г. Б. Теория электропривода.: Инфра-М, 2015.

8. Петренко Ю.Н. Системы автоматизированного управления электроприводами. Мн.: Новое знание, 2004.

9. Рыжкин В.Я. Тепловые электрические станции. М.: Энергоатомиздат, 1987.

10. Теплотехника: Учеб. для вузов. / Под ред. А.П.Баскакова. М.: Энергоатомиздат, 1991.

11. Лезнов Б.С. Частотно-регулируемый электропривод насосных установок. Москва, Издательство Машиностроение, 2013