Разработка технического предложения о возможности реализации системы электропривода по требованиям технического задания. Выбор двигателя постоянного тока (ДПТ); расчет и построение диаграмм токов и моментов при пуске, торможении и установившемся режимах; выбор, обоснование и технические требования к устройству управления ДПТ; оценка параметров динамической модели ДПТ; моделирование двигателя; анализ результатов моделирования, страница 3

Ключи работают одновременно, например, на первом интервале замкнуты ключи VT1 и VT3 и на левый зажим якоря подан плюс, а на втором интервале замкнуты ключи VT2 и VT4 и на левый зажим подан минус источника. В результате к двигателю подается  напряжение U_ср=(2g-1)U. Следовательно механическая характеристика определяется выражением:

w_ср=((2g-1)/k_эм)U – (R_я/k_эм²)M.

Изменяя g, можно изменить не только значение, но и направление угловой скорости. При 1³g³0.5 угловая скорость при холостом ходе положительна, при 0.5 ³ g ³ 0 - отрицательна.

Рис. 4. Мостовая схема реверсивного ШИП

В разомкнутой системе тахограмму (рис.1) реализовать нельзя, т.к. требуется время для разгона и торможения, следовательно, используется замкнутая система.

Рис .5. Структурная схема системы управления ДПТ

где Рег – регулятор;

ОУ – объект управления, включающий в себя:

УМ – усилитель мощности, обеспечивающий линейность;

ДПТ – двигатель постоянного тока;

ДС – датчик скорости;

Технические требования к устройству управления ДПТ

По техническим данным ДПТ СЛ-621 можно сформулировать технические требования к устройству управления ДПТ:

1. Устройство управления должно обеспечивать угловую скорость в разных направлениях. При этом диапазон изменения частоты вращения должен находиться в диапазоне ± W_max рад/с.

2. Полная электрическая мощность, подводимая к двигателю равна P=U(I_я+I_в)=110В(0,16+2,3)А=270,6Вт. Соответственно устройство управления должно быть способно обеспечить данную мощность.

3. Выбор транзисторов VT1-VT4, а также  4-х диодов VD1-VD4 обуславливается величиной напряжения питания, максимального тока двигателя.

4. Номинальные значения токов в моменты запуска и торможения будут превышаться. Во всех предыдущих пунктах необходимо также учитывать и погрешности.

Оценка параметров динамической модели ДПТ

Параметры для моделирования двигателя СЛ-621 с учетом [2]:

- коэффициент, характеризующий свойства двигателя

;

- индуктивность якоря, Гн

-электромагнитная постоянная времени обмотки якоря, с

- электромеханическая постоянная привода, с

Настройка параметров регулятора

Передаточная функция регулятора подбирается так, чтобы при включении последовательно с соответствующим звеном системы была скомпенсирована большая постоянная времени  и взамен ее действовала существенно меньшая постоянная времени .

В данной системе используются регуляторы двух типов:

-  пропорциональный (П) с передаточной функцией ;

-  пропорционально-интегральный (ПИ), ;

где - коэффициенты передачи интегрального и пропорционального регуляторов.

Значения параметров регуляторов приведены в табл.4.

                                                                                                        Таблица 4

Коэффициенты ПИД-регуляторов можно определить методом подбора, что объясняется легкостью компьютерного моделирования средствами MatLab и тем, что применение регулярных методов подбора коэффициентов затруднено в связи со спецификой ШИПа из-за ограничений уровня сигнала. Выбранные коэффициенты обеспечивают процессы в системе, без перерегулирования и с наименьшей статической ошибкой.

4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ДПТ СЛ-621

Моделирование разомкнутого привода на основе ДПТ НВ при помощи Simulink.