Расчет системы подчиненного регулирования электроприводом постоянного тока: Методические указания к выполнению курсового проекта по учебной дисциплине «Системы управления электроприводов», страница 2

          После разложения (5) в ряд Тейлора, можно ограничиться первыми двумя членами ряда. Тогда вентильный преобразователь с учетом инерционности СИФУ будет иметь приближенную передаточную функцию:

                                                           (6)

          где постоянная времени СИФУ;

                 суммарная инерционность ВП.

          Двигатель постоянного тока независимого возбуждения при общепринятых допущениях (реакция якоря скомпенсирована, влияние вихревых токов не принимается во внимание, активное сопротивление цепей двигателя неизменно) описывается следующей системой уравнений:

                                                           (7)

          где ток, напряжение и ЭДС якорной цепи;

                  момент двигателя;

                  скорость вращения;

                 J – момент инерции, приведенный к валу двигателя;

                 момент нагрузки;

                  передаточный коэффициент двигателя;

                 kФ – коэффициент ЭДС;

                  индуктивность и активное сопротивление якорной цепи, образованной последовательным соединением двигателя и выходной цепи  преобразователя:

                                                                              (8)

          В свою очередь параметры выходной цепи преобразователя могут быть определены так:

                                                                       (9)

          где индуктивность и активное сопротивление фазы силового трансформатора, приведенные ко вторичной обмотке;

                индуктивность и активное сопротивление сглаживающего и уравнительного дросселей;

                  круговая частота питающей сети.

          На основании уравнения (6) и системы (7) получается структурная схема разомкнутой системы ВП-Д (рисунок 3).

 - электромагнитная постоянная времени якорной цепи;  - электромеханическая постоянная времени двигателя

в системе ВП-Д

Рисунок 3 – Структурная схема разомкнутой САУ ВП-Д

          Параметры трансформатора найдем из выражений [2]:

                                                                        (10)

          где  максимальная ЭДС преобразователя;

                напряжение короткого замыкания трансформатора;

                 номинальный выпрямленный ток преобразователя.  Индуктивность якоря двигателя можно найти по формуле Уманского – Лиумвилля:

                                                                                         (11)

          где С=(1…2,5) для компенсированных двигателей (меньшая величина относится к тихоходным двигателям) и С=6 для некомпенсированных двигателей;

                 номинальные напряжение, ток и скорость двигателя, соответственно;

                  р – число пар полюсов двигателя.

КОНТУР РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОКА ЯКОРЯ

          В системах подчиненного регулирования вентильным электроприводом контур регулирования тока якоря является внутренним, и по методике расчета таких систем внутренний контур должен оптимизироваться первым. Результаты его оптимизации во многом определяют быстродействие и качество регулирования всей системы. Структурная схема контура регулирования тока приведена на рисунке 4.

 задающее напряжение на входе контура тока;  напряжение обратной связи по току;  напряжение на выходе регулятора тока;  передаточная функция регулятора тока;  коэффициент обратной связи по току

Рисунок 4 – Структурная схема контура тока якоря

в системе ВП-Д

          В [4] и ряде других источников показано, что при соотношении постоянных времени  и  внутренней обратной связью по ЭДС двигателя можно пренебречь. Это существенно упрощает расчеты и реализацию регулятора тока.

          В инженерной практике величину коэффициента обратной связи по току определяют так:

.