6.2. Регулятор скорости.

В контуре скорости действуют следующие возмущения:

-изменение момента нагрузки машины от Мхх до Мн;

- изменение момента инерции перемещающихся механических частей от Jн до 2*Jн.

Для компенсации данных возмущений необходимо построение САР скорости. Модель структурной схемы САР скорости представлена на рисунке:

Для расчёта регулятора ЭДС двигателя воспользуемся частотным методом с использованием ЛАЧХ и ЛФЧХ разомкнутой системы.

Скорректированная система должна обеспечить запас по фазе ∆ φ=65⁰ и по амплитуде ∆L=11 дб .Применим пропорциональный регулятор с передаточной функцией:

Коэффициент передачи регулятора скорости определим из графиков ЛЧХ.

20*lg(k)=22 откуда

k=12.6.

Переходной процесс скорректировано системы представлен на рисунке. Из рисунка видно что перерегулирование системы σ=4,5%, а время переходного процесса t_п=0,08с.

Для того чтобы обеспечить ограничение тока двигателя в пусковых и переходных режимах в САР скорости необходимо предусмотреть нелинейный элемент, ограничивающий задание величины тока. При пуске величина задания уходит в зону насыщения соответствующую заданию максимального тока. Поэтому при пуске машины ток не выходит за максимально допустимое значение: I_max=4*I_н. Характеристика нелинейного элемента изображена на рисунке:

Максимально допустимый ток якоря машины равен: I_max=4*I_н=4*4.4=17.6 А.

Настроим нелинейное звено на максимально допустимый ток якоря машины I_max=17 А для получения лучшей разгонной характеристики :

В.

6.3. Расчёт регулятора тока цепи возбуждения.

В контуре тока действуют следующие возмущения:

-отклонение напряжения промышленной сети на +10…-15% от номинальной;

- изменение сопротивления обмотки возбуждения из-за изменения температуры.

Для компенсации данных возмущений необходимо построение САР тока.

Для расчёта регулятора ЭДС двигателя воспользуемся частотным методом с использованием ЛАЧХ и ЛФЧХ разомкнутой системы.

Модель структурной схемы САР тока возбуждения представлена на рисунке:

Скорректированная система должна обеспечить запас по фазе ∆ φ=70⁰. Применим ПИ-регулятор с передаточной функцией:

Коэффициент передачи регулятора и постоянную времени определим из графиков ЛЧХ.

20*lg(k)=18 откуда

k=1.2.

Т=0.15 с.

Переходной процесс скорректированной системы представлен на рисунке. Из рисунка видно что перерегулирование системы σ=4%, а время переходного процесса t_п=0,4с.

6.4. Расчёт регулятора эдс двигателя.

В замкнутой системе регулирования скорости перехода от режима регулирования напряжением к режиму регулирования потоком возбуждения обеспечивается за счёт того, что на скоростях выше основной с помощью специального регулятора, воздействующего на цепь возбуждения, поддерживается равенство ЭДС двигателя номинальному значению. При регулировании потока возбуждения: поток возбуждения изменяется, скорость изменяется обратно пропорционально потоку возбуждения, откуда следует, что ЭДС остаётся постоянной:

Таким образом, приходим к выводу о необходимости построения САР ЭДС двигателя.

Для расчёта регулятора ЭДС двигателя воспользуемся частотным методом с использованием ЛАЧХ и ЛФЧХ разомкнутой системы.

Синтез регулятора ЭДС будем проводить при номинальных значениях:

- частота вращения 209.33 рад/с;

- поток возбуждения 0.02295 Вб;

-напряжение задания 10В.

Модель структурной схемы САР ЭДС представлена на рисунке:

Скорректированная система должна обеспечить запас по фазе ∆ φ=65⁰ и по амплитуде ∆L=20 дб. Применим интегрирующий регулятор с передаточной функцией:

Коэффициент передачи регулятора ЭДС определим из графиков ЛЧХ.

20*lg(k)=25 откуда

k=17.

Переходной процесс скорректированной системы представлен на рисунке. Из рисунка видно что перерегулирование системы σ=3,8%, а время переходного процесса t_п=0,6с