1.11.3. Построение контура регулирования скорости
Составными частями контура регулирования скорости двигателя являются механическое звено объекта управления, оптимизированный токовый контур, регулятор скорости и отрицательная обратная связь по скорости (рисунок 1.10.).
Wрс(р)
кос
Uзс
Uзс
Uзт
Iя
-Iс
-Uос
РС
Wзт
М
ДС
Рисунок 1.10. – Структурная схема объекта регулирования скорости
В зависимости от требований предъявляемых технологией к электроприводу механизмов, контур скорости выполняют однократно-интегрирующим (с П-регулятором) или двухкратно-интегрирующим (с ПИ-регулятором) 13 и [14].
Однократно-интегрирущий контур скорости характеризуется астатизмом первого порядка. Реакции контура на управляющее воздействие свойственно отсутствие рассогласования между заданными и фактическими значениями скорости в установившемся режиме и постоянное по величине рассогласование при линейном изменении задании на скорость. Реакция контура на возмущающее воздействие отличается рассогласованием, пропорциональным величине статического тока двигателя. Таким образом, однократно-интегрирующий контур регулирования скорости является астатическим по управляющему воздействию и статическим по возмущающему.
Двухкратно-интегрирующий контур скорости является астатическим второго порядка, т.е. ему свойственен астатизм, как по управляющему, так и по возмущающему воздействию. Это достигается применением ПИ-регулятора скорости, который обеспечивает задание на ток якоря при отсутствии статической ошибки регулирования скорости, следовательно расчет будем проводить для ПИ-регулятора скорости, тогда передаточная функция регулятора примет вид:
(1.62)
1.11.3.1. Влияние момента нагрузки на статические характеристики. Реализация требуемой статической точности:
Момент нагрузки на валу двигателя является основным возмущающим воздействием в системе электропривода. В системе стабилизации скорости с пропорциональным регулятором скорости момент нагрузки приводит к просадке скорости
1/c.
(1.63)
,
(1.64)
где н.мех. – номинальная рабочая скорость механизма.
При определении с принято Iс =Iэ, учитывая периодический характер нагрузки электропривода кристаллизатора. 4
Исходя из условий, колебания скорости электропривода качания кристаллизатора не должны превышать 2%. Из этого следует, что необходимо применять дополнительные меры по повышению жёсткости электромеханической характеристики. Одним из способов повышения жёсткости механической характеристики в СПРК является применение «симметричного оптимума» в контуре скорости за счёт пропорционально-интегрального регулятора (ПИ-
регулятора) скорости (см. формулу(1.43)). Симметричный оптимум формирует симметричную ЛАЧХ разомкнутого контура регулирования скорости по отношению к частоте среза, на низких частотах получается участок характеристики с наклоном –40 дБ/дек, что делает астатической по нагрузке замкнутую систему стабилизации скорости, т.е. =0. 9.
Для ограничения максимального значения ускорения привода, перед регулятором скорости устанавливается дадатчик интенсивности скорости ЗИС.
Допустимый динамический ток составляет величину равную 1,5·Iн, тогда максимальное ускорение привода составит
(1.65)
Постоянная времени задатчика интенсивности скорости найдётся по формуле
(1.66)
где U0 = 8 В – напряжение ограничения ЗИС.