wв – число витков полюсной катушки обмоток возбуждения ТЭД,
gвх – проводимость контура вихревых токов ТЭД,
СV – конструкционный коэффициент тягового электропривода.
Дифференциальные уравнения (6)-(8) содержат нелинейные зависимости. Поэтому необходимо выполнить их линеаризацию, т.е. надо заменить в них нелинейные зависимости линейными в ограниченном диапазоне изменения переменных ∆uкс, ∆iя, ∆uв, ∆iв, ∆(СVФ) относительно постоянных величин Uкс, Iя, Uв, Iв, СVФ:
(9)
(10)
(11)
Скорость движения электропоезда V за время протекания переходных электромагнитных процессов в цепи якорей ТЭД, обусловленных изменением напряжения контактной сети ∆Uкс*1(t), можно считать практически неизменной.
Коэффициент Кф в уравнении (10) связывает линейной зависимостью изменение магнитного потока (∆СVФ) и тока возбуждения ∆iв. Коэффициент Кф является коэффициентом наклона отрезка линеаризации характеристики намагничивания (СVФ)(Iв) ТЭД:
[Ом/(км/ч)].
(12)
Ом/(км/ч);
Для определения операторных передаточных функций звеньев направленного действия, отображающих динамические характеристики объекта регулирования надо выразить уравнения (9)-(11) в операторной форме и преобразовать относительно выходных переменных. Напряжение ∆uв в уравнении (10) надо выразить через уравнение (3):
(13)
(14)
(15)
В уравнениях (13)-(15) приняты следующие обозначения коэффициентов и постоянных времени:
[1/Ом];
(16)
1/Ом;
[с]
(17)
с;
[1/Ом]
(18)
1/Ом;
[c] (19)
с;
[c] (20)
с;
[км/ч]
(21)
км/ч;
[(км/ч)c] (22)
(км/ч)с;
Из операторных уравнений (13)-(15) следует, что цепь якорей, цепь возбуждения, а также магнитопровод тяговых электродвигателей с контуром вихревых токов представлены апериодическими звеньями 1го порядка с постоянными времени Тя, Тв, Твх, характеризующими инерционность этих цепей. Операторное уравнение (13) содержит кроме того дифференцирующее звено с коэффициентом Кw, отображающее действие э.д.с. самоиндукции обмоток возбуждения ТЭД. Коэффициенты Кя, Кв, Кv, Кф в уравнениях (12)-(14) представляют собой коэффициенты усиления возмущающего ∆Uкс и регулирующего ∆iв воздействий на выходную переменную – ток якорей ТЭД ∆iя.
3.3. Характеристики задатчика уставок и элемента обратной связи.
В нейтральном положении КМ напряжение питания цепей управления Uпит=110 В подаётся на вход А. Конденсатор С1 заряжается до напряжения Uзу, равного напряжению стабилизации стабилитронов VD1-VD11. Фазорегулятор ФР в этом случае формирует угол регулирования управляемого выпрямителя УВ αр>90о, при котором управляемый мост будет заперт, а токи возбуждения и якорей равны нулю.
В тормозном положении КМ-1Т напряжение питания цепей управления Uпит=110 В подаётся на вход Б. Напряжение Uзу на конденсаторе С1 плавно снижается до уровня напряжения стабилизации стабилитронов VD7, VD8. При этом фазорегулятор ФР уменьшает фазовый угол регулирования до αр< 90о, при котором управляемый выпрямитель УВ отпирается. В результате тиристорный управляемый мост плавно повышает ток возбуждения iв и ток якорей iя ТЭД от нуля до минимальной уставки.
В положении КМ-2Т напряжениеUпит=110 В подаётся на вход В. Напряжение Uзу на конденсаторе С1 устанавливается равным напряжению стабилизации стабилитрона VD6. Фазорегулятор, в этом случае, уменьшает угол регулирования управляемого выпрямителя, повышая токи возбуждения и якорей ТЭД.
В положении КМ-3Т напряжение Uпит=110 В подаётся на входы В и Г. При этом транзистор VT1 открывается и шунтирует конденсатор С1, напряжение на котором понижается до нуля Uзу=0. В этом случае задатчиком устанавливается максимальная уставка тока якорей ТЭД.
Конденсатор С1 с резисторами цепей заряда R1-R4 характеризуется апериодическим звеном 1-го порядка с постоянной времени Тзу, инерционность которого обеспечивает плавное изменение напряжения Uзу, задающего уставку и соответственно, плавное изменение тормозного тока ТЭД. Операторное уравнение сигнала ЗУ с передаточной функцией апериодического звена 1-го порядка имеет следующий вид:
(23)
Датчик тока якорей ДТ представляет собой трансформатор постоянного тока. Выходное напряжение датчика Uдт подведено от выпрямительной цепи ДТ к резистору R7. Параллельно этому резистору включён потенциометр R8, предназначенный для регулирования коэффициента усиления датчика тока при настройке САУ. Характеристика датчика тока якорей линейна (сплошная линия на рис.7)
Коэффициент наклона характеристики, представляющий собой коэффициент усиления датчика Кдт, определяется числом витков рабочей обмотки wр, с сопротивлением выходного резистора R7 и коэффициентом КR8 регулировочного потоенциометра R8:
[Ом].
(24)
Выходной сигнал датчика тока якорей Uдт суммируется с напряжением конденсатора С1 Uзу. Характеристика датчика тока якорей смещается на величину Uзу, как на рис.7 штрихом. Суммарное напряжение (Uдт+Uзу) подаётся в усилитель сигнала рассогласования УСР тока якорей ТЭД.
Динамическая характеристика датчика тока якорей определяется операторным уравнением, содержащим апериодическое звено 1-го порядка с постоянной времени Тдт:
(25)
3.4. Характеристики регулятора тока ТЭД.
Регулятор тока ТЭД состоит из усилителя сигнала рассогласования УСР и усилителя тока УТ.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.