Разработка автоматизированного электропривода центробежного насоса. Вариант 1, страница 10

В АИТ, наоборот, очередность коммутации тиристоров определяет форму тока, а форма напряжения зависит от нагрузки. Это обусловлено включением на вход инвертора реактора с достаточно большой индуктивностью.

Определившись со способом  регулирования ЭП, и,  синтезировав функциональную схему управления приводом, перейдем к определению передаточных функций функциональных звеньев системы и к составлению структурной схемы для моделирования.

Передаточная функция асинхронного двигателя с КЗ ротором:

                                         (50)

где: Тэ и Тм- электрическая и механическая постоянные двигателя

(определены в пункте 3 курсовой работы);

β – жесткость механической характеристики.

                               (51)

ОС потоку и скорости рассчитываем исходя из того, что максимальный сигнал с датчика, соответствующий максимальной нагрузке, равен 10В.  

Тогда:

Передаточную функцию преобразователя частоты вместе с выпрямителем  можно представить так:

                                   (52)

где: Tn- постоянная времени коммутации для транзисторов.

В качестве регулятора тока рассчитаем ПИ- регулятор, который рассчитывается из соображения компенсации электромагнитной постоянной времени двигателя для обеспечения лучших динамических показателей:

                                          (53)

где:  

                  (54)

                    (55)

                          (56)

fНОМ- номинальная частота тока в двигателе;

wHOM- номинальная частота вращения двигателя;

sHOM- номинальное скольжение.

Схемная реализация регулятора тока на операционном усилителе будет выглядеть следующим образом:

Рис.9. Принципиальная схема регулятора тока.

Данный регулятор одновременно является и сумматором, суммируя сигнал  обратной связи по току и выход регулятора скорости, который является заданием для регулятора тока. Для рассчитанных настроек регулятора определим номиналы элементов в регуляторе тока. Коэффициент усиления регулятора:

                                                                                    (57)

Выбираем из ряда сопротивлений следующие резисторы: R1=24кОм, R2=R3=11кОм.

Время интегрирования:

                                          (58)

Тогда С1=1.1мкФ.

Резистор R4 служит для подстройки параметров ПИ- регулятора. Двуханодный стабилитрон служит для ограничения регулирующего воздействия в пределах 10В.

В качестве регулятора скорости также возьмем ПИ- регулятор, который обеспечивает точность регулирования скорости в статическом режиме. Передаточная функция регулятора скорости:

                            (59)

где:

                             (60)

Принципиальная схема регулятора скорости будет аналогична схеме регулятора тока. Только заданием для регулятора скорости служит выход задатчика интенсивности, а вместо Uoc по току подается сигнал обратной связи по скорости. Рассчитаем номиналы элементов в регуляторе скорости. Коэффициент пропорциональности регулятора скорости:

Время интегрирования:

Тогда номиналы элементов выберем следующие: R1=430кОм, R2=R3=160кОм, C1=160мкФ.

Схема задающего устройства будет выглядеть следующим образом:

Рис.10. Структурная схема задающего устройства.

где: Тф- постоянная времени фильтра. Рассчитывается исходя из того, что она должна быть равна от 0.1 до 0.05 времени переходного процесса. 

Для нашего случая выбираем Тф=0.1

T- время разгона двигателя до номинальной частоты вращения. Т=2с.

K- максимальное напряжение на выходе источника сигнала задания. Для   нашего случая К=13.

Схемная реализация задачтика интенсивности будет выглядеть следующим образом:

Рис.11. Принципиальная схема задатчика интенсивности

Где номиналы элементов в соответствии со значениями  параметров системы регулирования рассчитываются по следующим формулам:

                                                         (61)

                                                      (62)

                                                   (63)

Исходя из данных формул и в соответствии со значениями номинального ряда напряжений, выбираем: R5=13кОм, R4=1кОм, R6=200кОм, C1=10мкФ, R7=100кОм, С2=1мкФ.