Общая характеристика системы «Тиристорный преобразователь - двигатель» на примере приводов ЭПУ-2 и SSD, страница 7

Момент инерции, следовательно, будет равен:

 (кг·м²)         (1)

где: ρ=7850 кг/м³ – плотность стали;

d и h – диаметр и толщина диска соответственно.

Суммарный момент инерции якоря двигателя с установленным на валу диском будет равна:

 (кг·м²)                                     (2)

Сопротивление якорной цепи, с учётом дополнительных полюсов и приведения к рабочей температуре находим, как

 (Ом)                                    (3)

где: 0,3 – коэффициент, учитывающий, что в условиях лаборатории температура двигателя не будет достигать номинального значения из-за непродолжительности работы и нечастых включений;

η=0,8 – КПД двигателя;

Uн и Iн – номинальное напряжение и номинальный ток двигателя соответственно.

Номинальная угловая скорость вращения вала двигателя:

 (c^-1)                                                                (4)

Находим номинальный магнитный поток двигателя:

     (В∙с/рад)                                      (5)

Далее находим постоянные времени, необходимые для синтеза регуляторов:

Электромеханическая постоянная времени

 (с)                                                                    (6)

Электромагнитная постоянная времени

  (мс)                                    (7)

где Lреакт=0,21∙10^-3 Гн – индуктивность реакторов. 

3.  Синтез регуляторов.

Система управления является однозонной, с подчинённым контуром тока. Необходимо синтезировать регуляторы тока и скорости.

3.1 Синтез регулятора тока.

Постоянная времени регулятора тока:

   (с)                                                                            (8)

Малая постоянная времени контура скорости равна:

 (с)

Проверяем условие пренебрежения обратной связью по ЭДС:

                                                                                                    (9)

 (с)

, следовательно, условие пренебрежения внутренней обратной связью по ЭДС выполняется, а значит, передаточная функция регулятора тока будет иметь вид:

                                                                              (10)

где:

                              (11)

где: Кп=110 – коэффициент передачи преобразователя;

- коэффициент передачи обратной связи по току, с учётом того, что при номинальном токе двигателя Iн напряжение датчика тока Uот будет равно 1,1 вольт.

Следовательно, передаточная функция регулятора тока принимает вид: 

                                     (12)

3.2.  Синтез регулятора скорости.

Передаточная функция регулятора скорости имеет вид:

                                                                        (13)

где:

Кот=0,27 – коэффициент передачи обратной связи по току;

КФ=0,79 (В∙с/рад)  – номинальный магнитный поток;

Тм=0,61 (с) – электромеханическая постоянная времени;

Rя=3,22 (Ом) – сопротивление якорной цепи;

Кос – коэффициент обратной связи по скорости, с учётом того, что при номинальной угловой скорости напряжение на датчике скорости будет равно 10 В.

    (В/с^-1) ;                             (14)

Т_μω – малая постоянная времени контура скорости, равная:

 (с)                                                               (15)

Тогда передаточная функция регулятора скорости принимает вид:

                        (16)

Далее необходимо выбрать соответствующие полученным передаточным функциям параметры регуляторов.

3.3.  Получение передаточных функций регуляторов.

Принципиальная схема системы регулирования электропривода SSD, включающая в себя регуляторы скорости вращения и тока, показана на рис. 3.

Расчётные схему регуляторов  тока и скорости привода SSD показаны на рисунке 4.

111

Передаточную функцию безинерционного звена регулятора скорости, выполненного на операционном усилителе А1 получим с помощью его расчётной схемы, показанной на рисунке 5.

Рис. 5. Расчётная схема безинерционного звена регулятора скорости.