1.11.2 Построение контура регулирования тока якоря

При расчёте параметров конура тока при работе в зоне непрерывного тока делаются следующие допущения:

1. пренебрегается внутреннею обратной связью по Е_дв;

2. параметры якорной цепи остаются стабильными.

Структурная схема контура регулирования тока приведена на рисунке 1.7.

Рис. 1.7. – Структурная схема контура регулирования тока

Передаточная функция регулятора тока имеет вид:

(1.54)

где - постоянная интегрирования регулятора тока;

Т_µ – некомпенсируемая постоянная времени (тиристорного преобразователя), в расчётах обычно принимают (410)мс. Принимается 6 мс;

к_от – коэффициент обратной связи по току.

к_тп – коэффициент усиления тиристорного преобразователя;

Передаточная функция замкнутого контура тока имеет вид:

=. (1.55)

.

1.11.2.1 Оценка скорости нарастания якорного тока:

Одним из параметров, ограничивающих быстродействие системы регулирования, является предельная скорость нарастания якорного тока. Это ограничение накладывается условиями коммутации двигателя постоянного тока и особенностями механического оборудования исполнительного механизма (ограничение скорости нарастания момента).

В работе 7 детально проанализированы переходные процессы в двухконтурной СПРК и получено соотношение

I_н/c, (1.56)

где i_з=I_з/I_н=2.5 – максимальное относительное значение заданного тока по условиям перегрузочной способности двигателя;

с – постоянная времени контура тока.

Допустимая скорость нарастания якорного тока для большинства современных двигателей составляет 50110 I_н/с, что меньше чем фактическое значение для данного электропривода, следовательно целесообразно применение задатчика интенсивности тока для ограничения скорости нарастания якорного тока dI/dt.

Напряжение ограничения U_о задатчика интенсивности тока составляет 8 В, тогда постоянная времени ЗИТ находится по следующей формуле

, (1.57)

1.11.2.2. Оценка действия эдс двигателя в контуре тока

При расчёте передаточной функции регулятора тока отрицательная обратная связь по ЭДС не учитывается, а она в реальной системе регулирования снижает интенсивность разгона и торможения. Уменьшает якорный ток ниже уровня токоограничения в пускотормозных режимах и увеличивает его в стопорных режимах, когда момент сопротивления значительно превышает допустимый для механизма, а также снижает коэффициент усиления контура тока. Это отрицательно сказывается на производительности и надёжности электроприводов.

Величина относительной ошибки по току определяется выражением

(1.58)

где T_м – электромеханическая постоянная времени электропривода;

мс.- некомпенсируемая постоянная времени.

1.11.2.3. Разработка узла компенсации периодической составляющей статического тока нагрузки.

Для снижения колебания скорости могут быть использованы различные варианты. Например в 4 рассматривается компенсация периодической составляющей (первая гармоника) статического момента. Схема выделения первой гармоники статического момента построена на двух сельсинах: сельсине-датчике и сельсине приёмнике; компенсирующий сигнал подаётся на дополнительный вход регулятора тока.

В проекте предлагается построить узел компенсации периодической составляющей статического тока нагрузки. Для этого создаётся датчик статического тока с использованием модели динамического тока двигателя. Модель динамического тока в соответствие с 11 имеет вид:

, (1.59)

а с учётом тиристорного преобразователя:

(1.60)

Окончательно, модель динамического тока с учётом технической реализации имеет вид:

(1.61)

где К_ОН ===0,0195 ― коэффициент обратной связи по напряжению.

Структурная схема модели динамического тока представлена на рисунке 1.8.

к_онi_дин

Рисунок 1.8. – Структурная схема модели динамического тока

Выделение сигнала пропорционального статическому току нагрузки показано на рисунке 1.9. Сигнал компенсации подаётся на дополнительный вход адаптивного регулятора тока, т.е. по каналу компенсации в контуре регулирования тока реализуется та же оптимальная передаточная функция, что и по каналу задания на ток.

к_отi_а

к_отi_с

к_онi_дин

Рисунок 1.9. – Схема выделения сигнала пропорционального периодической составляющей статического тока нагрузки

Узел коррекции (компенсации) по статическому току нагрузки обеспечивает снижение колебаний скорости до заданных пределов.