Расчет датчиков электропривода

Расчет датчика тока

Функцией датчика тока является преобразование тока i_я в пропорциональное напряжение U_дт для подачи в регулятор тока. При современной єлементной базе на основе операционных усилителей, микросхем и транзисторов с выходным напряжением в 10 В необходимо, чтобы при максимальном значении тока i_я напряжение U_дт было равно 10 В. Отсюда коэффициент передачи датчика тока равен:

Расчет датчика частоты вращения

Датчик частоты вращения как датчик скорости вращения вала ДПТ преобразует механическое вращение вала в электрический сигнал посредством тахогенераторов. При этом номинальному значению частоты вращения ДПТ должно соответствовать выходное напряжение датчика скорости, равное напряжению схемы, поэтому коэффициент датчика скорости равен:

Принцип синтеза системы подчиненного управления

В электроприводе (ЭП) объектом управления (ОУ) является двигатель постоянного тока (ДПТ). Его выходной координатой является частота вращения. Промежуточной координатой является напряжение якоря U_я, ток якоря i_я, а также вращающий момент, развиваемый двигателем. Напряжение якоря ограничивается максимально допустимым значением, благодаря трансформатору между сетью и ТП. Также напряжение U_{тп max} может быть ограничено ограничением угла _min: если _min=10⁰, то каким бы большим не был сигнал U_p, _min не может быть меньше 10⁰. Поэтому напряжение U_тп легко ограничивается и не может вызвать нежелательного превышения на якорной цепи.

Ток якоря и вращающий момент двигателя взаимосвязаны: M=cФi_я. Поэтому ограничение вращающего момента означает ограничение тока. Ограничение вращающего момента двигателя нужно во избежание поломок в механической цепи передачи вращающего момента от вала двигателя к рабочему механизму. Ограничение вращающего момента также нужно для недопущения слишком больших ускорений при пуске двигателя, т.к. это может также привести к механическим поломкам. Отсюда вытекает задача токоограничения по максимально допустимому значению.

Следовательно синтезируемая САР ЭП должна быть двухконтурной: 1-й внутренний контур - контур регулирования тока или токовым контуром со своим регулятором тока; 2-й внешний контур будет контуром регулирования частоты вращения двигателя. При этом нужно ввести узел токоограничения. Лучше всего это достигается ограничением выходного напряжения регулятора частоты вращения посредством нелинейного элемента с насыщением.

Фильтр на входе САР может быть использован для устранения большого перерегулирования при настройке на симметричный оптимум. Узел тока ограничения ТО пропускает напряжение U_рс, если оно меньше напряжения ограничения U_то. С учетом приведенных выше соображений структурная схема синтезируемой САР ЭП будет следующей: