Структурная схема заданной части САУ. Структурная схема двигателя постоянного тока с независимым возбуждением, страница 2

3.1 Для двигателя постоянного тока с независимым возбуждением (тип Д), на основе паспортных данных, подлежат определению следующие значения: С – конструктивный коэффициент, Ф_н – номинальный поток возбуждения, R – сопротивление якорной цепи, L_a – индуктивность якорной цепи, Т_а – электромагнитная постоянная времени.

Таблица 3.1 Паспортные данные двигателя типа Д, мощностью 32 кВт

UH, B	P2 ном, кВт	Ia ном, А	nном,об/мин	Ja ном, кг м2	, %
220	32	165	980	4	77

3.2 Значение  можно определить из уравнения электромеханической характеристики двигателя для номинального режима:

,                                          (3.1)

где  - приближенная формула, Ом

 Вб

Здесь  - номинальное значение напряжения на якоре, В,  - номинальный ток, А, - номинальное значение угловой скорости вращения, рад/с.

3.3 Величину индуктивности якорной цепи можно определить по приближенному выражению

,                                            (3.2)

где p – число пар полюсов (по заданию р=1),

 = 0,6 для некомпенсированного двигателя.

 Гн.

3.4 Электромагнитная постоянная времени T_a, есть отношение индуктивности  к сопротивлению R якорной цепи

,                                                    (3.3)

 Ом

3.5 Величиной, которая оценивает механическую инерционность, является электромеханическая постоянная времени, которая зависит от момента инерции якоря двигателя (при синтезе САУ для определенности предполагается, что момент инерции рабочего механизма можно не учитывать)

,                                                 (3.4)

с

4 СИНТЕЗ СИСТЕМЫ ПОДЧИНЕННОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

4.1 Общий вид  расчетной схемы:

			w
	Кс

 

Схема 4.1

4.2 При синтезе САУ принимаем общепринятое упрощение, заключающееся в пренебрежении влиянием внутренней обратной связи по противоэдс двигателя. При синтезе регуляторов соответствующих координат электропривода (тока якоря и угловой скорости вращения)  будем использовать стандартную процедуру синтеза регуляторов системы подчиненного регулирования. В этом случае структурная схема заданной части будет представлять собой последовательное соединение типовых звеньев и датчики обратных связей.

4.3 Как было сказано выше пренебрегаем внутренней обратной связью по противоэдс для синтеза регулятора тока, т.о. расчетная схема будет выглядеть так

 

Схема 4.2 Структурная расчетная схема контура тока

4.4 Определим передаточную функцию регулятора тока. В системе подчиненного регулирования разомкнутая передаточная функция контура тока должна быть

,                                    (4.1)

Однако, , следовательно, получим

,                                           (4.2)

В итоге получили ПИ-регулятор тока.

4.5 Найдем по схеме 4.2 передаточную функцию замкнутого контура тока в целом, получим

,                                   (4.3)

4.6 Из выражения: Т_м < 4Т_а, видно, что влияние обратной связи по противоэдс на стандартную настройку контура существенно, поэтому необходимо ввести положительную обратную связь по эдс двигателя на вход контура тока. Найдем W_к из условия

,                                      (4.4)

т.е. , после использования принципа минимальной реализации получаем .

4.7 При синтезе контура скорости считаем, что обратная связь по противоэдс скомпенсирована. Звено второго порядка (выражение 4.3) упрощаем путем усечения, которое заключается в отбрасывании слагаемых с высшей степенью.

 

Схема 4.3 Структурная расчетная схема контура скорости

Как видно из схемы, система имеет два входа (задание и возмущение), синтез ведется по заданию, возмущающая нагрузка на вал не учитывается.

4.8 Определим передаточную функцию регулятора скорости. В системе подчиненного регулирования разомкнутая передаточная функция контура скорости должна быть

,                                    (4.5)