14. Розрахунок параметрів регулятора струму швидкості

Регулювання зовнішнього контуру швидкості

Об’єктом є замкнутий контур струму і ланка, що описує механічний опір двигуна. Передаточна функція об’єкта регулювання контуру швидкості:

де

Контур замикається інерційно зворотним зв’язком по швидкості з передатною функцією

де U_ОСwmax – напруга негативного зворотного зв’язку по швидкості,

U_ОСwmax = U_ЗСmsx;

U_ЗСmsx – напруга завдання максимальної швидкості, U_ЗСmsx = 10В;

ω_max – максимальна кутова швидкість двигуна;

Тоді отримуємо K_c = 0.038.

Об’єкт регулювання характеризується більшою постійною часу Тм, для компенсації якої можна застосувати П- або ПІ- регулятори швидкості. Системи підпорядкувального регулювання з П- регулятором швидкості є інтегрованими однократно. Вони мають достатньо високу швидкодію і мале перерегулювання перехідних процесів, проте мають значний статизм. Такі системи електропривода не спроможні забезпечити великий діапазон регулювання швидкості.-Системи з ПІ-регулятором швидкості називають інтегровані дворазовою Вони забезпечують широкий діапазон регулювання і практично нульову статичну помилку при обуренні по моменту опору. При налагодженні регулятора за симетричний оптимум характеризується перерегулюванням 43%. Зменшити перерегулювання можна шляхом включення на вхід СУ фільтра.

Налагодження П-регулятора швидкості

Схема П-регулятора швидкості представлена на рис

Рис.14.2 Схема П-регулятора швидкості

Еквівалентна постійна часу контура швидкості:

Передатна функція контуру швидкості з П-регулятором:

де Т_м=0.014 с, К_м=0.433, T.μc= 8.52*10^-3 с.

Корекція контуру здійснюється за рахунок зміни коефіцієнта підсилення регулятора:

Визначення коефіцієнта k_ПРС характеризує налагодження контуру по модульному оптимуму з коефіцієнтом демпфірування перехідного процесу

.

Перехідна функція оптимізованого контуру швидкості:

Тобто перехідний процес визначає тільки мала стала часу T_μc.

15. Налагодження пі-регулятора швидкості

Схема ПІ-регулятора швидкості представлена на рис.15.1

Рис. 15.1. Схема ПІ – регулятора швидкості

Передаточна характеристика розімкненого контуру швидкості з ПІ-регулятором:

При стандартному налагодженні на симетричний оптимум визначимо параметри ПІ-регулятора:

Підставимо значення К_РС і Т_РС , одержимо:

Тобто регулятор компенсував постійну часу, що є більшою – Т_М і динамічні властивості контуру визначаються тільки за малої постійної часу T_μc.

Перехідна функція фільтра на вході СУ з ПІ-регулятором швидкості:

16. Розрахунок параметрів регулятора швидкості

Для розрахунку параметрів ПІ-регулятора швидкості, задавшись розміром ємності C_ос = 10^-6Ф, визначимо R_ос зі співвідношення:

Тоді:

Інші параметри регулятора:

Для визначення параметрів П-регулятора швидкості можна задатися значенням R_ЗС = 3 кОм і для відомого K_PC визначити:

17. Побудова статичних характеристик

Визначимо U_ЗС, відповідно до ω_max, ω_н, ω_min:

Для замкнутої системи справедливим є рівняння:

• статична характеристика при мінімальній робочій подачі

• статична характеристика при номінальній робочій подачі

• статична характеристика при максимальній робочій подачі

Для розімкнутої відповідно:

• статична характеристика при мінімальній робочій подачі

• статична характеристика при номінальній робочій подачі

• статична характеристика при максимальній робочій подачі

Статичні характеристики представлені на рис.17.1.

Рис.17.1 – Статичні характеристики

Пунктиром зображені статичні характеристики для замкненої системи.