Технические характеристики механизма. Требования к САУ электропривода. Процесс обработки на продольно строгальном станке, страница 3

 

Рис.3. Регулировочная характеристика цепи возбуждения.

Uу, В	0	1	2	3	4	5
Еd, В	0	105,684	201,023	276,684	325,261	342

По рис.3. определяем К_п2

    

Коэффициент обратной связи по току возбуждения:

   

Коэффициент обратной связи по ЭДС:

   

      с

4.  Разработка структурной схемы САУ.

Так как к основным электроприводам металлорежущих станков предъявляются более высокие требования по точности, КПД и диапазону регулирования, то выбираем 2-ух зонную систему подчинённого регулирования на базе электропривода ЭПУ1-2Д. На рис.4.1 приведена структурная схема.

Рис. 4.1. Структурная схема САУ

Регулирование тока возбуждения может осуществляться независимо от задания ЭДС, т.е. при необходимости можно канал возбуждения сделать одноконтурным для упрощения схемы.

Выбираем электропривод: ЭПУ1-2Д-4347Д-УХЛ4.

Электропривода серии ЭПУ допускают перегрузку по току (4-6)I_н в течении 0,2 с. Также они выполняются замкнутыми по скорости, обеспечивают полосу пропускания 10 Гц, а время восстановления скорости при набросе нагрузки 0,5М_н не превышает 0,4 с. Диапазон регулирования скорости 1:1000.

5.  Синтез систем автоматического регулирования и выбор элементов контуров регулирования

5.1.  Синтез регулятора тока якоря

Рис. 5.1. Структурная схема контура тока якоря.

Считаем что обратная связь контура тока – безинерционная. Т_ДТ=0.

Произведём синтез на ТО. В качестве малой постоянной времени выбираем:

с.

Т.к. условие  не выполняется, поскольку:

, то синтез регулятора производим с учётом ОС по ЭДС.

Свернём цепочку с обратной связью по ЭДС:

Тогда передаточная функция разомкнутого контура:

Пусть  тогда   с

Так как ξ=0.297<1, то регулятор должен иметь передаточную функцию:

Но на практике желательно использовать ПИД регулятор с постоянными времени:

Т₁ = Т₂ = Т_д

Учитывая данные упрощения получим передаточную функцию:

Коэффициент передачи регулятора тока:

Передаточная функция замкнутого контура с учётом регулятора:

Пренебрегаем произведением 2·Т_μ1·Т_μ1 – из-за его малости. В результате получим:

Передаточная функция регулятора:

5.2.  Контур скорости

Рис. 5.2. Структурная схема контура скорости

Объект регулирования контура скорости – интегрирующее звено.

Передаточная функция регулятора скорости:

где с -- суммарная малая постоянная контура скорости.

Рассчитаем статическую ошибку по возмущению:

 с^-1

Ошибка:

Так как величина ошибки более 5%, то произведём  настройку контура на СО.

5.3.  Канал тока возбуждения

Рис. 5.3. Структурная схема контура тока возбуждения.

Объект регулирования в контуре тока возбуждения состоит из апериодических и форсирующих звеньев. В обратной связи используется ПИ-регулятор и фильтр

Т_ф=Т_вт=0.045с

Передаточная функция всего контура:

Для настройки на ТО используем ПИ-регулятор и апериодический фильтр в цепи обратной связи.

где с

Коэффициент передачи регулятора тока возбуждения:

где с – суммарная малая постоянная времени.

Т_ДТВ=0 – постоянная времени датчика тока возбуждения.

Передаточная функция разомкнутого контура тока возбуждения при синтезе на ТО:

Передаточная функция замкнутого контура:

5.4.  Регулятор ЭДС

Рис. 5.4. Структурная схема контура ЭДС.

Передаточная функция разомкнутого контура ЭДС:

Постоянная времени регулятора ЭДС: