3. Расчет параметров.

Расчет параметров тиристорного возбудителя:

с – постоянная времени тиристорного возбудителя.

Расчет параметров обмотки возбуждения генератора:

- коэффициент усиления генератора,

- напряжение на генераторе

- постоянная времени генератора.

- активное сопротивление обмотки генератора.

Расчет параметров якорной цепи:

- постоянная времени якорной цепи.

Сопротивление якорной цепи складывается изи:

(с учетом числа двигателей)

- сопротивление щеток.

, где - сопротивление обмотки якоря двигателя,

- сопротивление обмотки дополнительных полюсов,

- температурный коэффициент.

Сопротивление якорной цепи генератора:

, где - сопротивление обмотки якоря генератора,

- сопротивление обмотки доп. полюсов,

- сопротивление компенсационной обмотки.

Ом

(с учетом числа двигателей)

, где - число полюсов

- при отсутствии компенсационной обмотки

Гн

Гн

L_a = nL_a.д +L_a.г = 2·+= 0.00983 Гн,

Вычислим постоянную времени якорной цепи:

с

Расчет параметров двигателя:

,

где и- конструктивные коэффициенты

В системе СИ .

Жесткость упругого звена:

4. Расчет системы подчиненного регулирования.

4.1. Синтез классической трехконтурной системы подчиненного регулирования.

Часто используют для привода систему генератор – двигатель, принципиальную схему которой можно представить в виде:

рис.4.1 Принципиальная схема системы Г – Д.

В соответствии с принципиальной электрической схемой составим структурную схему. Тиристорный возбудитель является явно выраженным дискретным элементом, а для синтеза представляют апериодическим звеном с передаточной функцией .

Остальные звенья: цепь обмотки возбуждения, якорная цепь и сам двигатель представляют, соответственно, периодическим и интегрирующими звеньями.

В результате структурная схема неизменяемой части объекта управления будет представлена в виде:

рис.4.2. Структурная схема объекта управления.

, где - постоянная времени тиристорного возбудителя,

- постоянная времени генератора,

- активное сопротивление обмотки генератора,

- коэффициент усиления генератора,

- активное сопротивление якорной цепи,

- постоянная времени якорной цепи,

, - конструктивные коэффициенты.

- конструктивный коэффициент, связывает момент и ток якоря

,

Таким образом, в этой системе имеется большая постоянная времени и две средние постоянные времении- электромеханическая постоянная времени, которая зависит от суммарного момента инерции. Поэтому необходимо компенсировать все три постоянные времени за счет соответствующих регуляторов и классическая система подчиненного регулирования содержит три контура.

Для рассматриваемого привода классической является трехконтурная СПР тока возбуждения, якорной цепи и скорости двигателя, применяемая к одномассовому объекту регулирования (рисунок 6).

Рисунок 6. Структурная схема трехконтурной системы подчиненного регулирования

4.1.1 Контур тока возбуждения

Рисунок 7 – Структурная схема контура тока возбуждения

Обозначим передаточную функцию регулятора тока возбуждения . Некомпенсируемую постоянную времени принимаем равной постоянной времени возбудителя, т.е., что справедливо при безинерционном датчике и регуляторе.

Передаточная функция разомкнутого контура тока возбуждения:

,

где k_о.т.в– коэффициент обратной связи по току возбуждения;, гдеU_з.т.в– напряжение задания по току возбуждения, равное номинальному напряжению управления;I_в.н– номинальный ток возбуждения генератора.

Желаемая передаточная функция разомкнутого контура:

.

Приравниваем желаемую и реальную передаточные функции разомкнутого контура:

.

Сократив обе части на , находим передаточную функцию регулятора:

,

где

Полученный регулятор пропорционально-интегральный (ПИ-регулятор).

Передаточная функция замкнутого контура тока возбуждения:

;

;

Обозначим некомпенсируемую постоянную времени второго контура: .