2. Анализ исходных данных на проектирование

Исходные параметры:

1. Коэффициент передачи двигателя по регулирующему воздействию, 10,0 [об/мин В]

2. Электромеханическая постоянная времени двигателя, 0,28 [c]

3. Коэффициент передачи ЭМУ 10,0

4. Постоянная времени короткозамкнутой цепи ЭМУ, 0,07 [c]

5. Постоянная времени цепи управления ЭМУ, 0,002 [c]

6. Коэффициент передачи Тг, 0,6 [В с/об]

7. Постоянная времени якоря двигателя, 0,035 [c]

8. Коэффициент передачи двигателя по возмущающему воздействию, 2,7 [об/мин кг м]

Численное значение оценок

9. Статическая ошибка регулирования, 0,6 [%]

Численное значение показателей качества

1. Время регулирования, 0,5[c]

10. Величина максимального перерегулирования 25,0

11. Закон изменения упровляющего воздействия 1(t)

А также введены обозначения:

K_д^Uя– коэффициент передачи двигателя по регулирующему воздействию;

K_ЭМУ– коэффициент передачи ЭМУ;

K_ТГ– коэффициент передачи тахогенератора;

K_д^Мс– коэффициент передачи двигателя по возмущающему воздействию;

Т_М– электромеханическая постоянная времени;

Т­­­­­­_КЗ– постоянная времени короткозамкнутой цепи ЭМУ;

Т_у– постоянная времени цепи управления ЭМУ;

Т_я– постоянная времени якоря двигателя;

e^у_уст– статическая ошибка регулирования;

t_p– время регулирования;

d- максимальное перерегулирование.

Принципиальная схема

3. Функциональная схема

Обозначения:

П₁– потенциометр (задаёт уставку);

КУ – корректирующее устройство;

ЭУ – электронный усилитель;

ЭМУ – электромашинный усилитель;

ДПТ – двигатель постоянного тока;

ТГ – тахогенератор;

ПД – приводной двигатель.

4. Анализ действующих на систему возмущающих воздействий

Возмущающие воздействия, действующие на САР:

1. Момент сопротивления со стороны ТГ;

2. Напряжение питающей сети (напряжения уставки, напряжения обмоток возбуждения ДПТ и ТГ, напряжения питания ПД)

3. Температура окружающей среды.

Момент сопротивления.

Момент сопротивления на валу ДПТ М_сявляется главным возмущающим воздействием в системе. Исходя из данной САР для устойчивого состояния системы необходимо, чтобы М_вр= М_с. Т. е. при увеличенииM_cчастота оборотов ДПТ уменьшится, соответственно уменьшится и напряжение вырабатываемое тахогенератором. В соответствии с уравнением замыкания системыe(t) =y(t) –x₁(t)ÞDU(t) =U_y(t) –U_тг(t)(4.1)сигнал ошибкиDU(t) возрастёт, т. е. возрастёт Е_эму, напряжение на якоре ДПТ и ток якоря, а значит и частота оборотов. Т. о. мы снова пришли к устойчивому состоянию системы, при котором М_вр= М_с.

Напряжение питающей сети.

Изменение напряжения сети является второстепенным возмущением, оказывающим влияние на:

• изменение напряжения U₀(изменяется напряжение уставкиU_у). В свою очередь это приводит к изменению входного напряжения КУDU, исходя из уравнения замыканияDU(t) =U_y(t) –U_тг(t). Происходит изменение магнитного потока управления ЭМУ, т. к. магнитный поток пропорционален напряжению питания обмотки (Ф_у– оказывает влияние на Е_эму: Е_эму= К_эму^Ф* Ф_у(4.2));

• магнитный поток обмотки возбуждения ДПТ (Ф_дпт– влияет на частоту вращения вала двигателя, т. к.n= (4.3)). Т. е. при увеличении Ф_дпт происходит снижение частоты вращения вала двигателя, поэтому недопустимо отключать обмотку возбуждения двигателя;

• магнитный поток обмотки возбуждения тахогенератора ТГ (Ф_тг– влияет на выходное напряжение ТГ).U_тг= С_е*n*Ф_тг–I_я*R_я. Увеличение Ф_тг вызывает увеличениеU_тг;

• изменения напряжения питания ПД приводит к изменению частоты вращения ПД согласно выражению:

Изменение частоты вращения ПД в свою очередь приводит к изменению ЭДС ЭМУ: Е_эму= С_е*n_пд*Ф_у;

• изменение температуры приводит к изменению параметров электронных элементов. Значительное изменение температуры может привести к существенному изменению сопротивлений обмоток возбуждения и якорных обмоток электрических машин (изменятся статические характеристики машин).