Расчет системы подчиненного регулирования электроприводом постоянного тока: Методические указания к выполнению курсового проекта по учебной дисциплине «Системы управления электроприводов», страница 3

          На основании (2) при настройке по модульному оптимуму передаточная функция ИП-регулятора тока определяется по формуле:

                                           .                                  (12)

       Уравнению (12) соответствует интегрально-пропорциональный регулятор со схемой реализации на рисунке 5. Постоянная времени интегрирования регулятора

                                    

          Постоянная времени обратной связи

Рисунок 5 – Схема ИП-регулятора тока

          Задаваясь емкостью конденсатора обратной связи  в диапазоне значений от 0,1 до 2 мкФ, можно определить величину сопротивления резисторов  

          Передаточная функция замкнутого контура тока имеет вид:

                                                       (13)

          где  коэффициент передачи оптимизированного контура тока.

КОНТУР РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ

          Оптимизированный контур тока входит как составная часть объекта регулирования в контуре скорости (рисунок 6). Кроме того, объект регулирования включает механическую часть электропривода и датчик скорости.

 напряжение задания скорости;  напряжение обратной связи по скорости;  передаточная функция регулятора скорости;  коэффициент передачи цепи обратной связи по скорости;  угловая скорость вращения двигателя

Рисунок 6 – Структурная схема замкнутого контура

регулирования скорости

          В зависимости от типа применяемого регулятора скорости различают однократно интегрирующую (П – регулятор) и двукратно интегрирующую (ИП – регулятор) системы, применение которых в каждом конкретном случае определяется требованиями к статической ошибке при отработке момента нагрузки.

Однократно интегрирующая система

          Передаточная функция пропорционального регулятора скорости при настройке на МО определяется так:

                                 .                              (14)

          Схема регулятора скорости, реализованная на операционном усилителе, приведена на рисунке 7.

          Параметры элементов схемы регулятора скорости можно найти из соотношения

                                                                                           (15)

При равенстве напряжений  и одинаковыми оказываются и величины резисторов  и .

          Передаточная функция замкнутой однократно интегрирующей системы в соответствии с (15) имеет вид:

                                         (16)

          где  коэффициент передачи оптимизированного контура скорости.

          Определим реакцию замкнутого контура скорости на изменение тока нагрузки. Структурная схема электропривода с учетом возмущающего воздействия – тока нагрузки – приведена на рисунке 8 для приращений координат.

Рисунок 8 – Контур скорости в режиме приложения нагрузки

          Передаточная функция замкнутого контура скорости по возмущающему воздействию:

                              (17)

          Статическую ошибку замкнутой системы определим при условии :

                                                             (18)

          где  статическая ошибка в разомкнутой системе.

          Однократно интегрирующая система является астатической по управляющему воздействию и статической по нагрузке. Если к электроприводу предъявляются жесткие требования в отношении поддержания постоянства скорости в широком диапазоне ее регулирования, то в контур скорости вводят дополнительное интегрирующее звено, т.е. делают систему двукратно интегрирующей.

Двукратно интегрирующая система

          Для астатической по нагрузке системы регулятор скорости должен быть интегрально-пропорциональным (рисунок 9), а его параметры должны удовлетворять условию (4):

                                      

Рисунок 9 – ИП-регулятор скорости

          Следовательно, передаточная функция ИП-регулятора скорости имеет вид: