Последовательность проектирования систем автоматического управления электроприводами, страница 5

Конечным результатом  расчета будет выбор типового преобразователя. Технические данные преобразователей можно найти в справочниках /13, 14, 52/. Этим проверяется   правильность предварительного расчета и выбора основных силовых  элементов преобразователя.

6 СИСТЕМА ГЕНЕРАТОР-ДВИГАТЕЛЬ

Как уже отмечалось выше, система Г-Д по прежнему все еще имеет широкое  практическое применение, особенно для приводов большой мощности, правда, в настоящее время, вместо ранее используемых возбудителей на базе электромашинных и магнитных усилителей, применяют вентильные преобразователи, а при построении систем управления используют принцип подчиненного регулирования.

Регулирование напряжения на якоре двигателя может обеспечить изменение скорости ниже основной (при постоянном моменте нагрузки), а регулирование полем двигателя - изменение скорости выше основной (при постоянной мощности). При этом необходимо учитывать энергетические, механические и коммутационные ограничения /1, 26/ как со стороны двигателя, так и со стороны механизма (допустимые моменты и ускорения).

Следует учитывать, что система Г-Д характеризуется относительно низким значением КПД из-за многократного преобразования энергии, причем КПД быстро падает при уменьшении нагрузки /26/ .

Генератор в системе Г-Д выбирается так, чтобы работа двигателя не ограничивалась генератором ни в тепловом, ни в коммутационном отношении. Мощность генератора определяется номинальным током и напряжением двигателя (с учетом потерь в силовой проводке). Если генератор имеет меньшую перегрузочную способность по току, то его мощность должна быть завышена так, чтобы максимально допустимый ток двигателя был допустим и для генератора.

Приводной двигатель преобразовательного агрегата может быть асинхронным или синхронным, последний - предпочтительнее по энергетическим соображениям.

Ряд параметров энергетических машин приводится в каталогах и справочниках /1, 2, 3, 51/,  другие параметры определяются с учетом особенностей разрабатываемого электропривода.

Так, например, сопротивление якорной цепи определяется о учетом рабочей температуры обмоток. Если в каталоге не приведены величины сопротивлений обмоток, то их можно подсчитать через КПД /11, 27/.

Сопротивление соединительных проводов может быть принято

, где  и - номинальное напряжение и номинальный ток двигателя соответственно.

Коэффициент пропорциональности между ЭДС и скоростью и равный ему коэффициент между моментом и током двигателя может быть найден как из конструктивных данных машин (число пар полюсов, число параллельных ветвей на якоре) с учетом  магнитного потока при данном токе возбуждения, так и по номинальным данным машины /8, 11, 26, 27/. Следует обратить внимание на единицы измерения потока, момента и скорости, так как  в литературе приводятся различные обозначения и единицы измерения. Для уменьшения вероятности появления ошибки в расчетах, целесообразно все номинальные данные перевести в систему единиц СИ.

Собственно электродвигатель может быть определен структурным звеном, описываемым при линеаризации в точке с номинальным потоком возбуждения и номинальным током якоря операторными уравнениями в приращениях скорости, напряжения якоря, момента двигателя, момента нагрузки и напряжения возбуждения. Из этих уравнений могут быть получены все необходимые для проектирования передаточные функции двигателя /22, 24/.

В полученные выражения входят постоянные времени: электромагнитная якоря, электромагнитная обмотки возбуждения, вихревых токов, электромеханическая.

Формулы для определения этих постоянных времени приводятся в /1, 10, 11, 22, 24, 26, 27/.

При определении индуктивности якорной цепи машины постоянного тока обычно пользуется формулой Уманского-Линвилля, учитывающей конструкцию машины с компенсационной обмоткой или без нее /1, 10, 26, 27/.