2.2 Розрахунок параметрів контуру ерс

Завданням для КРЕ є напруга, отримана з датчику ЕРС. Коефіцієнт пердачі датчику КРЕ дорівнює:

(2.9)

де U_ДЕ =10 В.

Найпоширенішою схемою двухзонного регулювання швидкості є система

із залежним керуванням магнітними потоками.

Рисунок 2.5 - Функціональна схема системи двухзонного регулювання швидкості по каналі збудження із залежним керуванням магнітними потоками.

Як видно, система складається із двох підсистем: підсистема із впливом на напругу якоря, і підсистема із впливом на потік збудження. Сполучна координата між цими підсистемами: ЕРС двигуна. Перша підсистема виконана у вигляді двоконтурної системи підлеглого регулювання швидкості, розглянутої нами раніше. Обмотка збудження ОЗ живиться від тиристорного випрямляча ТПВ. Регулювання збудження здійснюється також у двоконтурній системі підлеглого регулювання. Внутрішній контур - це контур регулювання струму збудження КРСЗ. Зовнішній контур - це контур регулювання ЕРС двигуна КРЕ. У каналі зворотного зв'язку по струму збудження встановлений фільтр Ф. На вхід регулятора ЕРС РЕ подана напруга завдання, що відповідає номінальної ЕРС двигуна:

(2.10)

Сигнал зворотного зв'язку по ЕРС формується датчиком ЕРС із сигналів струму й напруги якоря по раніше розглянутому принципу. У каналі зворотного зв'язку по ЕРС установлений блок виділення модуля БВМ. Вихід регулятора ЕРС за допомогою обмеження БО2 обмежений на рівні, що відповідає номінальної ЕРС двигуна. ЕРС двигуна увесь час підтримується номінальною.

Передатна функція регулятора ЕРС приймається інтегрального типу:

(2.11)

де Т_Е − постійна інтегрування розімкнутого контуру регулювання ЕРС.

При оптимізації по модульному оптимуму одержимо:

(2.12)

Як бачимо, коефіцієнт підсилення контуру регулювання ЕРС пропорційний швидкості двигуна, тому щоб уникнути можливості виникнення коливань, настроювання регулятора доцільно проводити при ω=ω_max, тобто при мінімальному значенні потоку. З метою лінеаризації контуру регулювання струму збудження, тобто забезпечення сталості коефіцієнта підсилення контуру регулювання ЕРС може бути використана наступна схема:

Рисунок 2.6 Схема лінеаризації контуру регулювання струму збудження з дільником.

У цьому випадку сигнал завдання на струм збудження не залежить від частоти обертання якоря в першій зоні регулювання, а з перевищенням номінальної частоти обертання коефіцієнт зворотного зв'язку по ЕРС зростає пропорційно останньої. Виступаючи в ролі дільника, він дозволяє підтримувати сталість контурного коефіцієнта підсилення контуру регулювання ЕРС.

Можливий варіант схеми із блоком перемножування.

Рисунок 2.7 - Схема лінеаризації контуру регулювання струму збудження із блоком перемножування.

У цьому випадку в першій зоні струм збудження постійний, і контурний коефіцієнт підсилення постійний при Ф=const. У міру ослаблення потоку струм збудження i_СЗ зменшується, компенсуючи збільшення частоти обертання.

2.3 Розрахунок контуру регулявання струму якоря

Розрахунок контуру регулювання струму звичайно ведуть за спрощеною схемою, що виходить при наступних припущеннях.

1. Проти-ЕРС двигуна не впливає на динаміку привода.

2. Всі малі постійні часу датчика струму Т_дс, регулятора струму Т_РС і вентильного перетворювача Т_ВП, умовно віднесені до вентильного перетворювача:

,

Рисунок 2.8 - Спрощена двоконтурна система підлеглого регулювання швидкості.

У цьому випадку контур регулювання струму прийме вид:

Рисунок 2.9 - Контур регулювання струму.

Коефіцієнт зворотного зв'язку по струму К_С вибирають таким чином, щоб максимальне значення струму якоря склало:

(2.13)

Це робиться для того, щоб при максимальному струмі якоря напруга на виході датчика струму рівнялося 10 В: U_дтmax=10 В.

(2.14)

Очевидно, що U_зс≤10 В.

Вихідна напруга регулятора швидкості є завданням на струм й обмежується значенням:

(2.15)

Відповідно до принципу компенсації більших постійних часу й для одержання астатизму першого порядку передатна функція регулятора струму повинна мати вигляд:

(2.16)

Тут Т_С -постійна інтегрування розімкнутого контуру регулювання струму, що підлягає визначенню:

(2.17)

При настроюванні контуру регулювання струму на модульний оптимум, одержимо:

(2.18)

Передатні функції розімкнутого й замкнутого контуру регулювання струму мають вигляд:

(2.19)