2. Определение параметров объекта управления.

При построении систем регулирования скорости электропривода по принципу подчиненного регулирования параметров в роли объекта управления (ОУ), разбиваемого на отдельные звенья, выступает управляемый силовой преобразователь (УСП) и электродвигатель, якорная цепь которого питается от УСП.

В рассматриваемом примере, как и большинстве практических случаев при синтезе СПР, пренебрегаем внутренней обратной связью по противоЭДС двигателя. Внутренняя обратная связь по противоЭДС усложняет передаточные функции звеньев ОУ и, как показывает соответствующий анализ, затрудняет по этой причине применение в токовом контуре типовых регуляторов. Вместе с тем, воздействие ЭДС двигателя на работу внутреннего контура в большинстве случаев незначительно, ввиду относительно медленного ее изменения по сравнению со скоростью изменения тока якоря.

Учитывая вышеизложенное, типовые допущение о непрерывном характере тока и полной степени компенсации якоря, можно воспользоваться линеаризованным описанием электродвигателя независимого возбуждения, который при выборе в качестве управляющего воздействия напряжения на якоре, может быть представлен в структурном отношении (без учета упругих связей) в виде двух последовательно соединенных звеньев первого порядка и(см. рис.1).

Первое из этих звеньев, выходной координатой которого является ток якорной цепи, описывает статистические и динамические свойства якорной цепи электродвигателя, определяемым её активным сопротивлением и индуктивностью:

,

где - электромагнитная постоянная времени;

Ом;

Гн;

с.

Второе звено, выходом которого является скорость электродвигателя учитывает механическую инерционность объекта:

,

где - электромеханическая постоянная времени;

- постоянная двигателя при номинальном потоке возбуждения;

- конструктивная постоянная машины;

- суммарный момент инерции привода, приведенный к валу двигателя.

Определим параметры передаточной функции:

кг ^. м;

;

с.

Управляемый силовой преобразователь (УСП) с достаточной для инженерных расчетов точностью может быть описан передаточной функцией эквивалентного апериодического звена:

,

где и- соответственно коэффициент передачи и постоянной времени УСП. Расчетные формулы для их вычисления определенности в зависимости от конкретного типа преобразователя. Обычнонаходится в пределахс. В качестве примера в дальнейших расчетах используем следующие значения параметров передаточной функции УСП:

с.

В итоге объект управления в целом представляет собой три последовательно соединённых звена с выходными координатами и, каждое из которых характеризуется только одной постоянной времени – соответственнои. При этом число отдельных контуров регулирования в составе СПР определяется в общем случае соотношениями междуи требованиями к быстродействию системы. Если все три звена должны быть отнесены к компенсируемой части объекта, то все постоянные времени следует считать большими, и для компенсации каждой из них целесообразным использовать отдельный регулятор. В результате СПР скорости электропривода становится трехконтурной с регуляторами ЭДС преобразователя, тока якоряи скорости двигателя.

В рассматриваемом выше примере рассматривается в качестве малой постоянной времени. Это позволяет отнести вентильный преобразователь к некомпенсируемой части объекта управления контура регулирования тока. Таким образом, СПР в данном случае двухконтурное, как и сформулировано в задание, содержит лишь контуры регулирования тока и скорости двигателя.