5.3 Синтез контуру регулювання швидкості

Рисунок 5.5 – Структурна схема КРШ

Для отримання сигналу пропорційного частоті обертання валу двигуна , вибираємо тахогенератор постійного струму [2, ст. 180]:

• тип тахогенератору: ТП212

• номінальна частота обертання: n_Н,ТГ = 200 хв^-1

• опір навантаження: не меньше, ніж R_навТГ = 1,2 кОм

• діапазон вимірювання швидкостей: D_ТГ = 1:200

• вихідна напруга при номінальній частоті обертання: U_НвихТГ = 200 В

Коефіціент передачі тахогенератора:

(5.11)

де

На виході тахогенератора необхідно встановити дільник, отриманий за домомогою двох резисторів (рис. 5.6), з метою обмеження вихідної напруги на рівні допустимому для блоків УБСР (із запасом на перерегулювання).

(5.12)

Одночасно коефіціент передачі дільника дорівнює:

(5.13)

Задаємось R₁=47 кОм, тоді:

(5.14)

Перевіримо величину :

(5.15)

На виході дільника паралельно резистору R₁ встановлюємо фільтруючий конденсатор C_Ф ємністю C_Ф = 0,47 мкФ для згладжування пульсацій вихідної напруги тахогенератора. Це може бути неполярний багатослойний конденсатор на стандартну напругу 50 В.

Рисунок 5.6 – Деталізована схема давача швидкості

На виході дільника встановлюємо давач напруги, який являє собою інерційну ланку з постійною часу Т_ДН = 0,001 с.

Стала часу фільтра, утвореного дільником R₁, R₂ та C_Ф:

с

(5.16)

Далі, запишемо сталу часу фільтру із урахуванням інерційності давача напруги :

с

(5.17)

За вимогами завдання на курсовий проект система повинна бути астатичною першого порядку за збурюючим впливом. Ця умова виконується при використанні ПІ-регулятору швидкості, який настроюємо на симетричний оптимум:

(5.18)

де , - настроювання на симетричний оптимум [4];

.

Коефіціент підсилення КРСЯ пропорційний потоку двигуна Ф, тому доцільно вести настроювання регулятора швидкості при Ф=Ф_мін. Аналогічно з контуром регулювання струму якоря, поток Ф може змінюватия у доволі великих межах, що робить контур нелінійним. З метою лінеарізації КРШ, тобто для того, щоб забезпечити незмінність коефіціента підсилення КРШ, використовуємо схему рис. 5.7. Принцип лінеарізації випливає з відношення , де знаходиться в знаменнику передавальної функції РШ (5.18).

(5.19)

Рисунок 5.7 – Схема лінеарізації КРШ

5.4 Синтез задавача інтенсивності

Рисунок 5.8 – Структурна схема ЗІ

Час підрозгону до максимальної швидкості, розраховуємо для середнього значення магнітного потоку :

с

(5.21)

де А – струм якоря двигуна при рогоні;

Вс;

Нм – статичний момент на валу

двигуна при розгоні.

Стала інтегрування задавача інтенсивності:

с

(5.22)

де В – обмеження напруги на виході ЗІ;

В – напруга завдання на ЗІ.

6 Дослідження динамічних режимів синтезованой системи

Дослідження проводимо шляхом моделювання синтезованої системи підпорядкованого регулювання швидкості. Моделювання проводимо в середовищі MatLab 6.5 (Simulink 5.0). Для зручності аналізу данних та спрощення структурної схеми застосовуємо нормування структурної схеми системи, тобто переходимо до відносних величин. Базисні величини:

• 

• 

• 

Струм короткого замикання:

(6.1)

Кратність струму короткого замикання:

(6.2)

У відносних величинах отримуємо, що:

(6.3)

(6.4)

(6.5)