3.3. Исследование динамических режимов работы замкнутой системы "пч-ад" с микропроцессорным регулятором скорости

Цель работы: исследование динамики и статики системы, оптимизированной по модульному оптимуму.

При проведении расчетов необходимо помнить, что в данной модели динамические кривые строятся в относительных единицах, где базовыми значениями являются: для моментов – заданный в "параметрах двигателя момент Мн номинальный", для скорости – скорость wо идеального холостого хода при f = 50Гц, для частоты - 50Гц, для напряжения – заданное в "параметрах двигателя" – номинальное фазное напряжение. Задание статических моментов производится в абсолютных единицах.

1. Снять кривые переходных процессов при пуске АД при скачкообразном приложении управляющего воздействия для 5 – 6 значений статического момента в диапазоне от 0 до критического Мк.

2. Определить максимальные перерегулирования в системе по моменту и скорости. Оценить колебательность системы.

3. Определить статизм в замкнутой оптимизированной системе по уравнению

Δω_сзам / Δω_сраз = 4Т_п / Т_м,

где Δω_сзам, Δω_сраз – статическое падение скорости в замкнутой и разомкнутой системах соответственно;

Т_п, Т_м – постоянные времени преобразователя и электромеханическая АД соответственно. Для этого

- из естественной характеристики АД, построенной для случая "исследование статического режима", определяется момент М_кз короткого замыкания, скорость ω_о идеального холостого хода и статическое падение скорости (ω_о - ω_н) при номинальном моменте М_н;

- рассчитываются Т_м и Δω_сраз из уравнений

Т_м = Jω_о / М_кз;

Δω_сраз = ω_о - ω_н.

4. Построить статическую механическую характеристику замкнутой системы. Для этого из полученных в пункте 1 кривых определяются установившиеся значения моментов и скоростей при различных значениях М_с. В осях (ω, М ) строится характеристика ω = f(М).

Произвести сравнение статизма в замкнутой и разомкнутой системах.

5. Снять кривые переходных процессов при торможении АД при скачкобразном приложении управляющего воздействия для одного или нескольких, заданных преподавателем, значений статического момента М_с.

Произвести их анализ, а именно, оценить перерегулирования по моменту и скорости, время регулирования и колебательность системы.

6. Снять кривые переходных процессов при реверсе АД при скачкобразном приложении управляющего воздействия для одного или нескольких, заданных преподавателем, значений статического момента Мс.

Произвести их анализ, а именно, оценить перерегулирования по моменту и скорости, время регулирования и колебательность системы.

7. Снять кривые переходных процессов при пуске АД при линейном приложении управляющего воздействия для нескольких значений времени tп его при приложения (Мс = 0).

Построить кривую зависимости максимального значения пускового момента Ммакс от времени tп.

8. Из кривой Ммакс = f(tп) определить оптимальное время tп из условия получения пускового момента, не превышающего допустимый Мдоп. Считать, Мдоп = (0,8 – 0,9)Мк. Критический момент Мк определяется из естественной характеристики, полученной в режиме исследования статики системы.

9. Проделать работы пункта 8 при моменте статическом, заданном преподавателем, и отличном от 0.

10. При заданном tп снять кривые переходных процессов торможения АД при моменте Мс = 0. Произвести их анализ, а именно, оценить время регулирования, перерегулирования по моменту и скорости, колебательность системы.

11. При заданном tп снять кривые переходных процессов при реверсе АД при моменте Мс = 0. Произвести их анализ, а именно, оценить время регулирования, перерегулирования по моменту и скорости, колебательность системы.

12. При заданном tп снять кривые переходных процессов торможения АД при моменте Мс № 0. Произвести их анализ, а именно, оценить время регулирования, перерегулирования по моменту и скорости, колебательность системы.

13. При заданном tп снять кривые переходных процессов при реверсе АД при моменте Мс = 0. Произвести их анализ, а именно, оценить время регулирования, перерегулирования по моменту и скорости, колебательность системы.

14. Снять кривые переходных процессов при скачкообразном приложении нагрузки. Оценить их качество.

15. Снять кривые переходных процессов при линейном приложении нагрузки для нескольких значений времени tп. Произвести их сравнительный анализ: оценить перерегулирования и колебательность в системе для каждого случая. Сравнить их между собой.

16. Снять кривые переходных процессов при любом способе приложения управляющего воздействия для трех законов частотного регулирования. Произвести их сравнение. Дать оценку полученным результатам.

17. На основании структурной разработать принципиальную (функциональную) схему замкнутой системы ПЧ-АД с микропроцессорным регулятором скорости.

Контрольные вопросы

1. Сформулировать условия технического оптимума.

2. Написать передаточную функцию оптимизированной системы.

3. Какого типа регулятор применен в данной одноконтурной системе?

4. Чем определяется количество контуров регулирования оптимальной системы?

5. Почему оптимизация системы ПЧ – АД возможна только при применении микропроцессорного регулятора скорости?

ПРИЛОЖЕНИЕ 1