Разработка САР скорости электропривода постоянного тока. Технические данные электродвигателя. Выбор и характеристики тиристорного преобразователя. Основные параметры объекта регулирования, страница 4

Структурная схема объекта регулирования показана на рис. 1.3.

Рис. 1.2 – Принципиальная схема электрической части

.

Рис.1.3 - Структурная схема объекта регулирования

2. Построение  САР ЭДС

2.1 Построение контура регулирования тока

2.1.1 Контур регулирования тока. Стандартный вариант регулятора тока

В контур регулирования якорного тока входят:

1) Регулятор тока, передаточную функцию которого необходимо определить;

2) Тиристорный преобразователь с минимальной постоянной времени Т_μ;

3) Якорная цепь двигателя;

4) Цепь обратной связи.

При расчете стандартного варианта ПИ- регулятора принимаются следующие допущения:

-  пренебрегаем зоной прерывистого тока;

-  пренебрегаем реакцией якоря;

-  примем параметры объекта:  ,  ,  ,   = const;

Передаточная функция ПИ- регулятора тока, согласно общей теории расчета систем подчиненного регулирования координат с последовательной коррекции, имеет вид:

 , где 

- постоянная интегрирования регулятора тока;

- коэффициент усиления пропорциональной составляющей регулятора тока.

Структурная схема контура регулирования тока представлена на рисунке 2.1.

При аппроксимации контура регулирования тока передаточная функция замкнутого контура имеет вид:

Рис. 2.1 - Структурная схема контура регулирования тока

2.1.2. Построение двойного регулятора тока

В системах ТП–Д при снижении тока ниже граничного и при реверсе тока имеет место режим прерывистых токов, когда существенно изменяются параметры силовой части и качественное управление приводом в этом режиме без дополнительных мер невозможно.

Существуют различные варианты повышения качества регулирования в прерывистых режимах, используемые в комплектных устройствах.

В ЭКТ используется двойной регулятор тока. Задача первого контура (непрерывный режим) – иметь передаточную функцию инерционного звена с предельно возможным быстродействием. Второй регулятор тока делает замкнутый контур тока оптимальным с предельным быстродействием.

При построении двойного регулятора тока из-за малости Т_μ тиристорный преобразователь считается безынерционным.

Структурная схема двойного регулятора тока представлена на рис. 2.2.

Рисунок 2.2 - Структурная схема двойного регулятора тока ()

Коэффициент усиления первого регулятора тока РТ1

.

Внутренний контур регулирования тока (РТ1) обеспечивает передаточную функцию фильтра с максимальным быстродействием (с минимальной постоянной времени ).             Внешний регулятор тока (РТ2) обеспечивает настройку на модульный оптимум (получение оптимального переходного процесса в контуре тока).

Передаточная функция второго оптимального регулятора тока РТ2

.

При вхождении в зону прерывистого режима обратная связь по току на РТ1 практически отключается, так как РТ1 – пропорциональный. Переходные процессы по току заканчиваются на интервале проводимости и первый контур практически разомкнут. При этом возрастает коэффициент усиления первого контура, динамические процессы улучшаются.

2.1.3 Анализ влияния внутренней обратной связи по ЭДС двигателя, компенсация влияния ЭДС двигателя

Относительная величина недоиспользования двигателя по току в %

Данная величина недоиспользования двигателя по току не удовлетворяет требованиям (10%). Необходимо проводить компенсацию влияния ЭДС.

Передаточная функция компенсирующего звена

.

Структурная схема компенсации ЭДС двигателя показана на рис.2.3.

Рис. 2.3 - Структурная схема компенсации ЭДС двигателя

2.1.4 Оценка величины производной тока. Задатчик интенсивности тока

С точки зрения обеспечения без искровой коммутации ограничивают скорость нарастания якорного тока на коллекторе. Для этого на вход регулятора тока включают задатчик интенсивности тока.

Производная якорного тока

.

Допустимая скорость нарастания якорного тока в соответствии с заданием на курсовой проект составляет  , поэтому необходимы дополнительные меры по ограничению скорости нарастания якорного тока.

Для ограничения скорости нарастания якорного тока используется задатчик интенсивности тока (ЗИТ) с постоянной времени  .

ЗИТ выполняется как обычный ЗИ. Структурная схема ЗИТ представлена на рис. 2.4.

Рисунок 2.4 - Структурная схема ЗИТ

Величина постоянной времени Тзит определяется по следующей формуле