2. Регулятор швидкості

Передатна функція регулятора швидкості (РШ) обирається у залежності від вимог до жорсткості механічної характеристики електроприводу. Якщо вимоги до регулювання швидкості незначні, то регулятор може бути вибраний як пропорційний (П-регулятор) і на підставі технічного оптимуму передатна функція буде

(7.23)

де К_ш – коефіцієнт зворотного зв’язку швидкості.

У такому випадку, коли у системі управління використовується П-регулятор, виникає похибка по швидкості при навантаженні, що дорівнює

(7.24)

де І_с – струм навантаження.

Система регулювання, яка при навантаженні у сталому режимі має похибку, відноситься до статичних, але вона забезпечує вимоги ряду виробничих механізмів та має ряд переваг. Вона більш надійна у роботі, простіша у налагоджувані та має менші коливання параметрів у динаміці.

Якщо жорсткість механічної характеристики, яку отримують у системі з П-регулятором, не задовольняє вимогам механізму, то регулятор швидкості вибирають ПИ і на підставі симетричного оптимуму, його передатна функція буде

(7.25)

де - коефіцієнт підсилення ПИ-регулятора.

Система, яка при навантаженні у сталому режимі не має похибки, називається астатичною.

Динаміка статичної та астатичної систем керування при навантаженні виглядає наступним чином (рис. ).

а) б)

Рисунок – Графіки перехідних процесів з П-регулятором (а), та

ПИ-регулятором швидкості (б)

2. Дослідження динаміки системи тп-дпс

На підставі проведеного синтезу системи ТП-ДПС з підпорядкованим керуванням можна скласти структурні схеми статичної та астатичної системи (рис. ).

В останній час з’явився ряд зручних методів, що дозволяють провести структурне моделювання СУЕП. Для структурного моделювання на ЦОМ необхідно скласти схеми (рис. ) та представити у зручному вигляді схему, наведену на рис. .

В схемах набору для моделювання (рис. ) наведені вузли, що дають змогу більш якісно провести динамічні дослідження електроприводу:

1. датчик інтенсивності (ДІ) – забезпечує плавність пуску та гальмування ЕП;

2. нелінійний елемент (НЕ) – дозволяє обмежити напругу у системі керування в залежності від побудови;

3. Інерційна ланка (ІЛ) – забезпечує зменшення коливань параметрів статичної системи управління;

4. Датчик режиму (ДР) – дає можливість дослідити реакцію електроприводу на навантаження.

Для проведення структурного моделювання необхідно розрахувати коефіцієнти наступним чином:

• для статичної системи (рис. ).

Датчик інтенсивності:

Коефіцієнт інтегратора ДІ можна визначити

де U_з.мак – максимальна напруга у системі керування;

К_зз=1 – коефіцієнт зворотного зв’язку ДІ.

Регулятор швидкості:

Регулятор струму:

де

К₃=К₂Т_я.

Тиристорний перетворювач

де К₄=К_тп;

К_тп – стала часу тиристорного перетворювача.

Двигун постійного струму

Коефіцієнт е.р.с. двигуна визначається по його паспортним даним.

Коефіцієнт зворотних зв’язків можна розрахувати наступним чином:

де ₀ – швидкість двигуна при ідеальному холостому ході.

де К– кратність навантаження двигуна.

Для якісного дослідження динаміки електропривода зручно використовувати датчик режиму, де за допомогою першої ланки (10 задається навантаження двигуна за допомогою другої (2) час прикладення навантаження (t_н), а третя (3) фіксує час початку розрахунку на ЦОМ (t).

Коефіцієнти для астатичної системи (рис. ) здебільшого співпадають із статичною, крім регулятора швидкості та інерційної ланки, які можна розраховувати наступним чином.

Інерційна ланка

Регулятор швидкості

Графіки перехідних процесів системи ТП-ДПС для статичної (а) та астатичної (б) систем керування приведені на рис. .