Проектирование системы подчиненного регулирования скорости тиристорного электропривода постоянного тока, страница 2

Синтез выполняется при двух основных допущениях:

1)  Постоянная времени ОП (Тп) достаточно мала и ее можно принять в качестве малой некомпенсируемой постоянной времени

Для тиристорного преобразователя

2)  Влияние внутренней обратной связи двигателя по ЭДС вращения мало (если ) или скомпенсировано. То есть  и не учитывается.

Определим коэффициент обратной связи по току как отношение максимально возможного сигнала задания тока к максимально-допустимому току якоря.

Далее произведем синтез регулятора тока.

Запишем передаточную функцию регулятора в общем виде:

Компенсируемая часть объекта управления в контуре регуляторов тока – апериодическое звено, следовательно, можно применить настройку на технический оптимум и она приведет к  ПИ-регулятору:

,

где ,

Принципиальная схема РТ на операционном усилителе, где  - усилитель с бесконечным усилением:

·  Синтез КРС при настройке на технический оптимум:

для синтеза необходимо принять некоторые допущения:

1)  Электропривод однофазный, значит

2)  Замкнутый контур регулирования тока (КРТ) аппроксимируется апериодическим звеном:

,

где величину  рассмотрим как новую малую некомпенсируемую постоянную времени:

Применяем настройку на технический оптимум:

тогда П-регулятор:

где

 - коэффициент обратной связи по скорости

           - стандартная настройка на технический оптимум.

Принципиальная схема регулятора скорости на операционном усилителе:

·  Определение диапазона регулирования при настройке на технический оптимум:

По выражению для скоростной характеристики

для номинального режима легко найти  :

(В),

где - электромеханическая постоянная времени привода.

Тогда скоростная характеристика в численном выражении примет вид:

Необходимо определить минимальную частоту вращения:

(построение скоростной характеристики представлено в Приложении 1, рис 1)

Для заданной погрешности, возможно достичь следующий диапазон регулирования:

,

где  - скоростная просадка

Определим погрешность регулирования скорости:

,

где

Так как погрешность много больше допустимой, то делаем вывод, что настройка на технический оптимум не удовлетворяет поставленным условиям статической точности. А значит необходимо настроить контур регулирования скорости на симметричный оптимум.

·  Синтез КРС при настройке на симметричный оптимум (СО):

Синтез регулятора скорости:

- ПИ-регулятор скорости

Если перейти к численному выражению, то:

то есть   и 

и тогда:

(Построение статических характеристик представлено в Приложении 1, рис 2)

Если зададимся допустимым коэффициентом неравномерности вращения:

То должно выполняться условие:

Тогда можно определить допустимые пульсации тока сопротивления или момента сопротивления в относительных и абсолютных единицах в соответствии с выражением:

в относительных единицах:

в относительных единицах:

,

где

5.  Выводы:

Произвели проектирование системы подчиненного регулирования скорости тиристорного электропривода постоянного тока. Для этого в ходе работы:

o  В соответствии с начальными данными на проектирование - двигатель серии 2П и его номинальные параметры работы, произвели расчет силового согласующего трансформатора для питания тиристорного преобразователя.

o  Составили силовую схему Электропривода.

o  Произвели синтез контура регулирования тока. Рассчитали коэффициент обратной связи по току и представили принципиальную схему РТ на операционном усилителе.

o  Произвели синтез контура регулирования скорости при настройке на Технический оптимум, определили диапазон регулирования и величину статической погрешности регулирования. Выяснили, что настройка на ТО дает погрешность много большую, чем допустимая. Поэтому КРС решили настроить по-другому – на СО.

o  Произвели синтез КРС при настройке на СО. И, задавшись допустимым коэффициентом неравномерности вращения, определили пульсации тока и момента. Выяснили, что их величины в относительных выражениях крайне малы, что демонстрирует точность регулирования ЭП.

6.  Список используемой литературы:

o  И.П.Копылов, Б.К.Клоков Справочник по электрическим машинам в двух томах  – Том1. -   Энергоатомиздат,  1989. – 688 с.

o  Г.М.Симаков Учебное пособие к курсовому проектированию:  «Система автоматического управления электроприводами» - Новосибирск: НГТУ, 2006.