Номинальные технические данные электродвигателя. Функциональная схема якорного канала двухзонной системы автоматического управления с подчиненными контурами регулирования токов якоря и возбуждения двигателя постоянного тока независимого возбуждения, страница 4

Нелинейные блоки АS, АLA заменим на безынерционные пропорциональные звенья с коэффициентом передачи, равным единице, что допустимо, если рассматривать рабочие, а не предельные режимы регулирования.

Передаточные функции регуляторов будем считать неизвестными, так как их требуется определить в процессе выполнения курсовой работы для синтеза электрических схем регуляторов. На функциональной схеме САУ (рис. 2.1) регуляторы условно представлены типовыми (АR – П-регулятор; АА – ПИ-регулятор по классификации Приложения 2, что не всегда удовлетворяет заданию.

Рис. 2.1. Функциональная схема якорного канала двухфазной 

САУ ДПТ НВ с подчиненным регулированием тока якоря

Операторные изображения по Лапласу отклонений сигналов управления и возмущения от установившегося значения на структурной схеме САУ, представленной на рис. 2.2, обозначены следующим образом:

U_зад.с (р) – сигнал задания угловой скорости двигателя;

U_здт (р) – сигнал задания тока якоря двигателя;

U_осс(р), U_ост(р) – сигналы обратной связи по скорости двигателя и тока якоря; 

ΔU_с(р), ΔU_т(р) – сигналы рассогласования на входах регуляторов скорости и тока якоря;

Е_тп(р) – ЭДС тиристорного преобразователя канала якоря; 

U_у(р) – управляющий сигнал СИФУ тиристорного преобразователя канала якоря;

М_эм(р), М_ст(р) – электромагнитный и статический нагрузочный моменты электродвигателя.

Передаточные функции и их параметры на структурной схеме обозначены так:

W_рс(р), W_рт(р) – передаточные функции регуляторов скорости тока якоря;

K_тп, K_тг, K_дт, K_ф – коэффициенты передачи тиристорного преобразователя с СИФУ, тахогенератора, датчика тока якоря и фильтра.

Кроме этого, на структурной схеме обозначено:

R_я∑ – суммарное  активное сопротивление якорной цепи, состоящей из обмотки якоря, токоограничивающего и сглаживающего реакторов тиристорного преобразователя;

Т_я∑ – суммарная постоянная   времени якорной цепи;

K_е Ф_N – коэффициент передачи двигателя;

J_∑ – суммарный момент инерции якоря электродвигателя и нагрузки, приведенной к его валу.

2.3. Анализ технического задания 

Целью анализа технического задания является получение дополнительных данных для синтеза регуляторов, отсутствующих  в табл. 1.1, 1.2, 1.3.

Это можно сделать по следующим соотношениям. Постоянная времени якорной обмотки, с:

Т_я = L_я / R_я,  (2.1) где L_я и R_я – индуктивность и активное сопротивление якорной обмотки.

Суммарная постоянная времени якорной цепи, с:

          ТяΣ= LяΣ / RяΣ,      (2.2) где L_я∑ = L_я + L_тр + L_ср, R_я∑ = R_я + R_тр + R_ср – суммарные индуктивность и активное сопротивление обмотки якоря токоограничивающего  и сглаживающего реакторов.

Электромеханическая постоянная времени электродвигателя, с:

                                              Тэм = JяRя /(KeФвN )2 ,                             (2.3)

где J_я – момент инерции якоря электродвигателя; K_е Ф_вN = М_N / I_яN –  коэффициент передачи электродвигателя по току.

Суммарная электромеханическая постоянная времени двигателя с нагрузкой, с:

Т_эмΣ= J_ΣR_яΣ /(K_eФ_вN )² , (2.4) где J_∑  = J_я  + J_н – суммарный момент инерции якоря двигателя и нагрузки, приведенной к его валу.

Коэффициент передачи датчика тока, ВА^–1:

                                                   Kдт =Uзадт / IяN .                                  (2.5)

Коэффициент передачи обратной связи по скорости, В · с:

                                         Kосс = Kф ⋅ Kтр =Uзад.с /ωN .                                    (2.6)

2.4. Преобразование структурных схем контуров  регулирования к нормированному виду

Синтез регуляторов методом последовательной оптимизации по тем или иным критериям модального управления [2], [4] производят с помощью структурных схем отдельных контуров, приведенных  к нормализованному  виду, показанному на рис. 2.3.