4 Побудова та синтез системи керування електроприводом

Представимо структурну схему системи з реверсом по колу збудження на рисунку 4.1.

Рисунок 4.1 – Структурна схема системи по колу збудження

4.1 Контур регулювання струму збудження

Структурна схема контуру регулювання струму збудження має вигляд:

Рисунок 4.2 – Структурна схема контуру регулювання збудження

4.1.1 Розрахунок параметрів контуру

Магнітний потік розсіювання:

де – коефіцієнт урахування розсіювання,

–номінальний магнітний потік, визначений за кривою намагнічування двигуна.

Індуктивність обмотки збудження:

Стала часу обмотки збудження:

де індуктивність обмотки збудження:

де – усереднений коефіцієнт пропорційності між потоком і струмом збудження в діапазоні ослаблення поля.

Стала часу демпфування контуру:

Коефіцієнт підсилення тиристорного перетворювача:

де – амплітудне значення опорної напруги СІФК.

Приймаємо сталу часу

Коефіцієнт зворотнього зв’язку встановлюємо таким, щоб при номінальному струмівихідний сигнал був максимальним.

Регулятор струму збудження приймаємо ПІ – типу:

За принципом компенсації великих сталих часу маємо:

4.2 Контур регулювання струму якоря

Структурна схема контуру регулювання струму якоря має вигляд:

Рисунок 4.3 − Структурна схема контуру регулювання струму якоря

Активний опір якоря двигуна:

,

де =1,24 – тепловий коефіцієнт.

Активний опір трансформатора:

Повний опір якірного кола:

де фіктивний опір:

Індуктивність якоря двигуна:

Індуктивність трансформатора:

Повна індуктивність якірного кола дорівнює:

Електромагнітна стала часу якірного кола:

Регулятор струму якоря приймаємо ПІ – типу:

,

де .

Коефіцієнт зворотного зв’язку по струму

4.3 Контур регулювання швидкості

Структурна схема контуру регулювання швидкості має вигляд:

Рисунок 4.4 − Структурна схема контуру регулювання швидкості

Налагоджуємо систему на симетричний оптимум, для чого обираємо регулятор швидкості П – типу з передавальною функцією

де b_c=2 – для симетричного оптимуму.

Коефіцієнт передачі регулятора швидкості

де

Оскільки контур швидкості містить нелінійність, тому що магнітний потік Ф змінюється, то робимо лінеаризацію контуру. Для цього вихідний сигнал регулятора швидкості домножаємо на сигнал, пропорційний , причому співмножник зводиться в передатну функцію регулятора швидкості.

Рисунок 4.5 – Лінеаризація КРШ

Номінальна проти-ЕРС двигуна

К_М=0,1 – коефіцієнт передачі комірки МД – 2АИ.

5 Настроювання системи керування

5.1 Настроювання регулятора струму збудження

Для реалізації регулятора струму збудження використовується комірка РТ – 1АИ, зображена на рисунку 4.2

Передавальна функція РСЗ має вигляд:

Для отримання відповідних сталих часу використовуємо операційний підсилювач ОУАИ. Т_З отримаємо шляхом зміни резистору R₃₉ на резистор R = 3,45 МОм та встановлюємо резистор R = 20 кОм.

,

де С₁₆=1 мкФ.

Сталу часу інтегрування отримаємо, встановив=2,63 кОм та використовуючи у якості входного опору R₃₅=6,2 кОм:

Входом ОУАИ є канал В8, виходом – В10. Підсилювач А3 використовується для подачі сигналу вибору групи СІФК. Полярність сигналу завдяки струму крізь ОУА5 визначає потрібний міст, що випрямляє. Підсилювач ОУА2 з коефіцієнтом підсилення 1 використовується як суматор. Напруга завдання подається на В6, а сигнал зворотного зв’язку за струмом збудження – на А6. Вихід з ОУА2 є канал В26. Цей вихід з’єднан з регулятором струму збудження.