Описание работы модели

Модель, представленная на рис.2., состоит из следующих блоков:

Система автоматического управления;
Модель двигателя;
Модель вентиляторной нагрузки;
Модель охлаждения денормализата.

Система автоматического управления

Система автоматического регулирования представляет совокупность блоков управляющих двигателем и отрабатывающих возмущения. Она представлена на рис.11.

Рис. 11. Структурная схема системы автоматического регулирования

Сигнал от задатчика интенсивности поступает на апериодическое звено. Оно фильтрует сигнал с датчика и сглаживает сигнал задания по скорости. Затем сигнал поступает на блок ограничения, в котором он “ограничивается”. Выходом блока ограничения является сигнал задания по частоте. В цепь обратной связи включен блок Constant1, который задает постоянное значение напряжения, пропорциального температуре, поддерживаемой в системе. Это значение сравнивается с сигналом от датчика температуры (Constant) и формируется ошибка управления. Блок Step (ступень) предназначен для того, чтобы схема включалась после разгона двигателя, т.е. через 3,8 сек.

В качестве регулятора скорости используем ПИ – регулятор. Регулятор настраивается на технический оптимум. Это значит, что перерегулирование не должно превышать 5 %, этой настройке соответствует соотношение: - равная наибольшей постоянной времени.

Электромеханическая постоянная времени находится при помощи моделирования в программе MatLab процесса прямого пуска асинхронного двигателя. График скорости апроксимируется переходным процессом, соответствующим апериодическому звену первого порядка. Общее время разгона во время наброса нагрузки составляет 3 с, следовательно, можно принять электромеханическую постоянную времени равной 0,2 с.

Для расчета параметров регулятора скорости, контур регулирования можно представить следующей передаточной функцией, рис.12.

При увеличении или уменьшении нагрузки на приводе вентилятора, с реле тока, снимается напряжение отрицательной обратной связи, которое после преобразования на блоке преобразования сигналов, в виде выпрямленного стабилизированного сигнала, поступает на преобразователь частоты и соответственно уменьшает или увеличивает частоту вращения двигателя.

Рис. 12. Контур регулирования

В этом контуре коэффициент усиления рассчитывается по формуле:

где – сигнал на выходе, – сигнал на входе.

В силу малой постоянной времени преобразователя частоты и единичным коэффициентом усиления двигателя, преобразователь частоты и двигатель объединяем в один блок с передаточной функцией