Силовые элементы системы

Как правило, тиристорный преобразователь представляется апериодическим звеном первого порядка с передаточной функцией

,

где – коэффициент передачи ТП;

–постоянная времени ТП.

Коэффициент передачитиристорного преобразователя нужно искать из условия достижения скоростью двигателя в установившемся режиме своей номинальной величины

.

Обычно напряжение управления выбирают из условия В.

Постоянная времени обратно пропорциональна длительности периода проводимости отдельных вентилей, который определяется числом фаз преобразователя и частой питающей сети

.

Таким образом, мы получили параметры системы ТП-Д для составления структурной схемы и последующего синтеза системы автоматического регулирования (САР).

Датчики

Датчик угловой скорости вращения двигателя.

Самым распространенным датчиком угловой скорости является тахогенератор (ТГ). Широкое применение получили ТГ постоянного тока с независимым возбуждением или с возбуждением от постоянных магнитов.

Определяем передаточную функцию ТГ. Входной координатой ТГ является , а выходной –э.д.с. вращения (). Для получения передаточной функции ТГ составим его математическую модель на основании схемы замещения, показанной на рисунке 15.

Рис. 15. Схема замещения ТГ постоянного тока.

Э.д.с. ТГ определяется по формуле,

где – конструктивная постоянная ТГ (аналогична конструктивной постояннойпри рассмотрении ДПТ);

–магнитный поток (на рис.15 магнитный поток создается постоянными магнитами);

–сопротивление якорной цепи и щеточного контакта ТГ.

Напряжение на выходе () рассчитывается по формуле

,

где [В∙с/рад] – коэффициент передачи ТГ, который лежит в пределахВ∙с/рад.

Передаточная функция ТГ постоянного тока – число,

,

что позволяет интерпретировать его безынерционным звеном, структурная схема которого представлена на рис. 16. В курсовой работе рекомендуется принять В∙с/рад.

Рис. 16. Структурная схема датчика скорости.

Датчик тока.

Датчиком тока является шунт в цепи якоря двигателя, преобразующий ток якоря (входная координата) в напряжение (выходная координата).

Рис. 17. Схема датчика тока.

Математическая модель датчика вытекает из закона Ома для участка цепи

.

Передаточная функция датчика тока – тоже число:

,

что позволяет и его представлять идеальным безынерционным звеном (рис.18).

Рис. 18. Структурная схема датчика тока.

Датчик напряжения.

Наиболее простыми датчиками напряжения являются резисторные делители, которые служат для преобразования входной величины – напряжения – в выходной сигнал, пропорциональный входной величине – также напряжению.

Составляем передаточную функцию датчика напряжения. Для получения математической модели датчика воспользуемся принципиальной схемой делителя напряжения (рис.19).

Рис. 19. Схема потенциометрического делителя напряжения.

Такой делитель описывается следующими уравнениями:

После преобразований с целью определения передаточной функции делителя, – получаем:

Таким образом, передаточная функция делителя напряжения представляет собой коэффициент передачи . Делитель также является безынерционным звеном, структурная схема которого, показана на рисунке 20.

Рис. 20. Структурная схема датчика напряжения.