Принципы и схемы компенсации влияния режима прерывистого тока преобразователя на качество управления ЭП

1 . Принципы и схемы компенсации  влияния режима прерывистого тока преобразователя на качество управления ЭП.

В режиме прерывистого тока резко изменяются параметры ЭП и его элементов, что вызывает трудности в настройке. На практике используют три подхода для получения желаемых характеристик:

а) используют так называемую двухконтурную САУ тока с подчиненным контуром напряжения или с двухконтурным регулятором тока;

б) компенсируют нелинейность режима прерывистого тока;

в) используют адаптивный регулятор тока.

а)

одним из вариантов двухконтурной системы регулирования тока является использование внутреннего контура регулирования напряжения ТП. Напряжение на выходе преобразователя имеет вид:

, (1)

где R_n, L_n, T_nя — сопротивление, индуктивность и постоянная времени силовой цепи преобразователя и участка якорной цепи до датчика напряжения.

Получим связь ЭДС преобразователя и тока якорной цепи при отсутствии возмущений:

(2)

 (3);           (4)

(5)

 (6), теперь подставим все это в самое первое уравнение и получим формулу 7.

Таким образом, передаточная функция объекта регулирования контура напряжения будет иметь вид 8:

(8)

Для получения высокого быстродействия частота среза контура напряжения должна быть выше сопрягающих частот объекта регулирования.

Рассматривая влияние в зоне частоты среза высокочастотную часть объекта можно представить 9:

 (9)(7)

Если датчик напряжения с апериодическим звеном Т_дн = Т_я, то применяют пропорциональный регулятор.При переходе в зону прерывистого тока из-за резкого снижения К_н переходные процессы отличаются по виду от стандартных в худшую сторону. Но обычно показатели оказываются достаточно приемлемыми.  В двухконтурном регуляторе тока на внутренний регулятор подается положительная ОС по току якоря.

б)

Компенсацию нелинейной ЭДС преобразователя можно представить как сумму двух составляющих: первая —  — равная ЭДС, которая является непрерывной; вторая —  — равна падению напряжения от тока нагрузки.

Для первой составляющей нелинейность проявляется в виде синусоидальных регулированной характеристики при пилообразном опорном напряжении СИФУ в режиме непрерывного тока (E_do * co >α). Для ее компенсации необходимо подавать на вход СИФУ сигнал, пропорциональный ЭДС через звено с арксинусной характеристикой.

.

Для второй составляющей нелинейность преобразователя проявляется только в режиме прерывистого тока в соответствии с зависимостью .

Характер этих зависимостей различен при разных значениях ЭДС якоря. На практике обячно достаточно построить соответствующее нелинейное звено при ЭДС якоря равным 0.

При построении САУ сигнал с регулятора тока или регулятора скорости (для одноконтурной САУ)задают составляющую напряжения, определяющую падение напряжения от тока нагрузки.

Эта составляющая проходит через нелинейное звено НЗ1 и суммируется с сигналом от тахогенератора, прошедшим через линейное звеноНЗ2 с арксинусоидной характеристикой

При такой структуре К передачи преобразуется . для настройки определяется только для режима непрерывного тока.

вВ случае пренебрежения ОС по ЭДС в режиме непрерывного тока объект регулирования контура тока представляется аппериодическим звеном с постоянными параметрами:

        , при этом используется ПН-регулятор тока.

В режиме прерывистого тока ток начинает протекать и спадает до нуля за один интервал проводимости

Среднее значение тока устанавливается в первый же интервал проводимости, т. е. рассматривая систему с непрерывной частью, для которой полоса пропускания меньше частоты коммутации тиристоров электромагнитной инерционности в цепи якоря можно пренебречь.

Рассматривая зависимости e_n(λ); e_n(i_я) в соответствии со временными характеристиками в режиме прерывистого тока существенное изменение ЭДС преобразователя можно представить как изменение внутреннего эквивалентного сопротивления преобразователя при неизменном значении ЭДС преобразователя. С достаточной точностью зависимость эквивалентного сопротивления от угла проводимости описывается зависимостью:

С уменьшением тока нагрузки угол проводимости уменьшается от до 0. При этом R_эп возрастает до ∞. В общем можно принять, что R_эп >> R_я, то есть для режима прерывистого тока можно принять, что R_я = R_эп.