7 Анализ статического и динамического режима работы электромеханической системы электропривода

7.1 Расчетные параметры тиристорного преобразователя

Коэффициент усиления силового преобразователя:

К_тп = ,

К_тп = = 28.6;

где - номинальное напряжение двигателя,- коэффициент использования двигателя

Постоянная времени преобразователя принимается равной Т_тп = 0,01 с.

7.2 Расчет коэффициентов передачи датчиков обратной связи

Коэффициент передачи датчика тока:

К_ост = ,

К_ост = = 0,067 В /A.

Коэффициент передачи датчика скорости:

К_осс = ,

К_осс = = 0,021 Вc / рад

8 Стандартные настройки одномассовой системы.

Расчет динамических характеристик системы электропривода, настроенной на технический оптимум

8.1 Контур тока якоря

Рис.6 Структурная схема контура тока

В практике проектирования систем подчиненного управления электроприводами широкое применение находят стандартные настройки регулирования. Передаточная функция регулятора W_рег(p):

(8.1)

Где - коэффициент усиления регулятора;

- постоянная времени регулятора.

(8.2)

(8.3)

где - индуктивность якорной цепи;

- сопротивление якорной цепи.

(8.4)

где - малая постоянная времени токового контура;

(8.5)

–соответственно, постоянная времени датчика тока и тиристорного преобразователя.

–соответственно, коэффициент усиления датчика тока и тиристорного преобразователя.

Согласно передаточной функции (6.1) составим, передаточная функция контура тока будет выглядеть следующим образом:

(8.6)

Техническая реализация выражения (6.8) возможна при помощи схемы, представленной на рис.

Рис.7 Структурная схема реализации регулятора тока

Реализация контура тока в Matlab показана на рис.

Рис.8 Реализация контура тока в Matlab

Рис.9 Переходная характеристика по току при настроике контура тока на модульный оптимум

Как видно из рисунка величина перерегулирования составляет 4,3%.

8.2. Настройка контура скорости на симметричный оптимум.

(8.7)

(8.8)

где - малая постоянная времени контура скорости;

- постоянная времени тахогенератора;

(8.9)

(8.10)

(6.13)

где – механическая постоянная времени;

- коэффициент усиления тахогенератора;

- номинальная частота вращения двигателя.

Передаточная функция контура скорости будет иметь вид:

(8.11)

Техническая реализация выражения (6.14) возна при помощи схемы, представленной на рис.

Рис. 10 Структурная схема реализации регулятора скорости

Применеие симметричного оптимума для насройки контура скорости связано с необходимостью уменьшения пусковых токов в контуре тока; применение для контура скорости модального оптимума приводит к превышению пусковым током 10 номинальных значений, что недопустимо.

8.3 Моделирование одномассовой системы со стандарными настройками.

Ниже на рис.11 приведена структурная схема системы двухконтурного управления одномассового ЭП на основе ДПТ НВ. 1- ЭМ и М элементы ДПТ НВ, 2- модель нагрузки (Мс), 3- тиристорный преобразователь, 4-ПИ регулятор тока, 5-контур тока якоря, 6-ПИ регулятор контура скорости, 7- контур скорости.

На рис.12 Приведены графики переходных процессов в системе по току и скорости. Из них видно, что величина перерегулировния требуемого параметра- скорости на валу двигателя не привышает величины 5 %, при этом величина броска тока при пуске соответсвует перегрузочной способности данной машины.

Рис.12 Графики переходных процессов в системе по току и скорости.

Далее представим систему в нормированном виде, для чего воспользуемся структурной схемой рис.4б. При этом:

;

Тогда схема системы приобретёт вид, показанный на рис.13. Переходные характеристики нормированных величин тока и скорости показаны на рис.14.

Рис.14 Переходные характеристики нормированных величин тока и скорости