4. Выбор функциональных звеньев сау.

Необходимая мощность генератора Р_Г=I_ЯU_Н=43,5220=9570 Вт. В качестве генератора постоянного тока выбираем[1]машину Д32 с параметрами:

Номинальная мощность Р=12 кВт; напряжение питания U_Н=220В; номинальный ток якоряI_Я=43,5А; номинальная частота вращенияn=1500об/мин; сопротивление якорной цепи приt=20⁰СR_Я=0,202Ом; число полюсов 2р=4; число витков обмотки возбуждения на полюсw_В=1620; сопротивление ОВ приt=20⁰СR_В=206Ом; номинальный поток Ф=8,0410^-3 Вб.

Из [4, с.296] выбираем тахогенератор ТД-102 с параметрами: крутизна выходной характеристикиS=0.05 В/(об/мин), номинальная частота вращения – 1500 об/мин.

5. Расчет параметров передаточных функций звеньев.

1) Электромагнитная постоянная времени Т_Яопределяется по формуле[2,с.109]: Т_Я=L_ЯЦ/R_ЯЦ, гдеL_Я- индуктивность якорной цепи,R_ЯЦ- сопротивления якорной цепи.

L_ЯЦ=L_ЯД+L_ЯГ, гдеL_ЯД-индуктивность якоря двигателя по[3, с.130]:

Гн, где К=0.6 для некомпенсированных машин.

Гн.L_ЯЦ=0.029Гн.

R_ЯЦ=R_ЯДК_t+R_ЯГК_t=0,2021,2+1,20,12=0,39 Ом, где К_t=1,2 – температурный коэффициент.

Т_Я=0,029/0,39=0,074 с.

2) Электромеханическая постоянная времени Т_Мнаходится по формуле[2,с.109]:

, гдеJ=5 кгм²– динамический момент инерции вращающихся масс, приведенных к валу двигателя; конструктивные коэффициенты с_е=1010 ВВб^-1(об/с)^-1, с_м=161 Нм/АВб; Ф – магнитный поток возбуждения.

с.

3) Передаточный коэффициент двигателя по управляющему воздействию [2,с.109]:(об/мин)/В.

4) Передаточный коэффициент двигателя по возмущающему воздействию:

(об/мин)/В.

5) Постоянная времени генератора [2, с. 102]:

Т_Г=, где К_t=1,2- температурный коэффициент,L_В- индуктивность ОВ генератора[1]:, где=2Вб/А по характеристике намагничивания генератора (рис.6).

6) Коэффициент передачи генератора[2,с.101]:

7) Для определения коэффициента передачи тиристорного преобразователя К_ТПпостроим регулировочную характеристику:, гдеU_H0=0,9U₁=0,9380=342 В. Зависимость угла управленияот управляющего напряженияU_Улинейна. Коэффициент передачи по рис.7:

31 В/В. Постоянная времени преобразователя Т_ТП=0,01 с.

8) Требуемый коэффициент передачи разомкнутой системы К_РС, обеспечивающий в замкнутой системе статическую ошибку=1% и диапазон регулирования Д=20 определяется по формуле[ ]:

, где- статическая ошибка разомкнутой системы генератор-двигатель[ ]:

=80 Об/мин. ;105.

9) Коэффициент передачи тахогенератора: К_ТГ=0,05 В/(об/мин).

10) Коэффициент передачи усилителя:

=34.

Величина задающего напряжения U_Зопределяется из равенства:U_З=U_ТГприn_дв=n_н, откудаU_З=К_ТГn_н=0,051500=75 В, при такой величине задающего напряжения будет осуществляться стабилизация скорости вращения двигателя, так как напряжения рассогласования в таком случае равно нулю. Уменьшение скорости вращения двигателя будет достигаться уменьшением задающего напряжения U_З().

6. Принципиальная упрощенная схема нескорректированной сау.

7. Расчет динамики сау.

7.1 Передаточные функции разомкнутой и замкнутой сау по управляющему, возмущающему воздействиям и по ошибке.

Структурная схема САУ показана на рис.9.

Уравнение замыкания САУ:

Уравнение замкнутой САУ:

Из данных уравнений получим:

Передаточная функция разомкнутой САУ:

Передаточная функция замкнутой САУ по управляющему воздействию (М_СТ(р)=0):

Передаточная функция замкнутой САУ по возмущающему воздействию (U_З(р)=0):

Передаточная функция замкнутой САУ по ошибке (М_СТ(р)=0):