Усилитель сигнала рассогласования УСР Iя представляет собой операционный усилитель, включённый по схеме неинвертирующего сумматора. Напряжение (Uдт+Uзу) подаётся на «плюс» вход операционного усилителя через резисторы R9-R10. Резистор R14 образует цепь обратной связи. Резистор R9 и стабилитроны VD17 и VD18 служат для защиты входов усилителя от сигналов, превышающих допустимый для операционного усилителя уровень.
На вход усилителя через резистор R11 подаётся также постоянное напряжение смещения Uо=12 В, которое вычитается из суммы напряжений (Uдт+Uзу), формируя на выходе сигнал рассогласования u∆:
, (26)
Коэффициент усиления УСР определяется отношением сопротивлений резистора цепи инвертирующего входа R13 и резистора обратной связи R14, а также коэффициентом входного делителя R10-R12:
Напряжение на выходе транзисторного усилителя тока VT2 Uу пропорционально сигналу рассогласования u∆, подаваемому в цепь базы VT2. При сигнале рассогласования равном нулю (u∆=0) транзистор VT2 запирается отрицательным напряжением смещения, подаваемым на его базу через резистор R18. Если транзистор VT2 заперт, то минимальный уровень напряжения Uу на выходе УТ определяется коэффициентом резисторного делителя R16-R17. При таком уровне напряжения управления uу фазорегулятор формирует выходные сигналы с минимальным углом фазового регулирования αрmin. В этом случае на выходе УВ устанавливается максимальное напряжение Uвmax.
Характеристика усилителя сигнала рассогласования УСР и усилителя тока УТ линейна.
Коэффициент усиления УТ можно принять для расчётов равным единице. Напряжение управления Uу на выходе усилителя тока УТ в этом случае будет определятся:
(27)
Динамическая характеристика регулятора:
(28)
3.5. Характеристика фазорегулятора.
Фазорегулятор состоит из шести одинаковых каналов, формирующих импульсы управления шестью тиристорными плечами моста.
Каждый канал состоит из формирователя пилообразного напряжения (ФПН) с выходным сигналом UФПН, компаратора (К), выходного усилителя (ВУ) с импульсным трансформатором (ИТ). На вход каждого канала подаётся сигнал синхронизации Uфс и напряжение управления Uу, формирующее фазовый угол α. Диаграммы показаны на рис.9. Пилообразное напряжение UФПН отрицательного уровня линейно возрастает на интервале положительного уровня сигнала фазовой синхронизации Uфс. При отрицательном уровне сигнала синхронизации Uфс происходит сброс пилообразного напряжения UФПН до нуля.
Компаратор производит сравнение напряжений UФПН, Uу, и формирует выходной сигнал с фазовой задержкой α, пропорциональной уровню сигнала Uу:
Формирователь импульсов в выходной цепи компаратора формирует пакет импульсов управления тиристорами УВ. Регулировочная характеристика ФР, с учётом результирующего фазового сдвига сигналов управления на 30о , обусловленного отставанием напряжения синхронизации и минимального угла отпирания тиристорных плеч УВ, определяется следующей формулой:
Коэффициент усиления фазорегулятора:
[град/В]
(29)
Выходные усилители ВУ усиливают мощность выходных сигналов компараторов и формируют на первичных обмотках импульсных трансформаторов ИТ пакеты импульсов управления тиристорами УВ. Выходные сигналы вторичных обмоток импульсных трансформаторов подаются на управляющие электроды тиристоров моста УВ.
Динамическая характеристика фазорегулятора:
(30)
3.6. Структурные схемы и передаточные функции САУ.
Структурная схема САУ служит для:
- определения главной передаточной функции САУ;
- расчёта логарифмических частотных характеристик (ЛЧХ);
- расчёта коэффициента усиления регулятора;
- расчёта переходной функции САУ- переходного процесса тока якорей ТЭД iя(t) при ступенчатом изменении уровня напряжения контактной сети ∆Uкс(р).
Передаточные функции звеньев цепи возбуждения ТЭД
охваченные дифференцирующим звеном обратной связи, надо привести к
эквивалентной передаточной функции.
(31)
Для приведения передаточной функции цепи возбуждения ТЭД к апериодическим звеньям табличного вида надо вычислить корни р1, р2 квадратного уравнения полинома знаменателя передаточной функции (31):
(32)
Корни квадратного уравнения (31) для существующих параметров силовых цепей ТЭД будут вещественными отрицательными:
р1= - α1= -0,71, р2= - α2= -34,39.
Постоянные времени Т1в, Т2в приведённых апериодических звеньев 1-го порядка цепи возбуждения ТЭД определяются по корням р1, р2 уравнения следующими формулами:
(33)
с, 
с.
Эквивалентная передаточная функция цепи возбуждения ТЭД с приведёнными априодическими звеньями 1-го порядка имеет следующий вид:
Главная передаточная функция разомкнутой системы W0(p), равная произведению передаточных функций всех звеньев, входящих в замкнутый контур:
(34)
Общий коэффициент усиления К0 САУ определяется произведением коэффициентов усиления всех звеньев, входящих в замкнутый контур:
К0=КяКдтКуКфрКувКвКфКv.
3.7. Статическая ошибка регулирования САУ.
Ошибка регулирования САУ в установившемся режиме (статическая ошибка), обусловленная изменением уровня напряжения контактной сети ∆Uкс зависит от общего коэффициента усиления К0 и определяется следующей формулой:
(36)
где
∆Uкс= -200 В – изменение напряжения контактной сети.
А;
4.Расчёт статических и динамических характеристик элементов САУ.
4.1.Расчёт характеристик объекта регулирования.
Номинальные данные и конструкционные параметры тягового электродвигателя 1ДТ.003
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.