Электропривод механизма шахтного подъемника. Технологическое описание механизма, требования к ЭП. Расчет и построение диаграмм скорости и статических нагрузок механизма, страница 8

Из условия дополнительного входного напряжения для операционного усилителя, равного 10 В, принимаем Uзс.max = 10 B, тогда коэффициент узла согласования равен:

                                                                                    (6.21)

Максимальная ЭДС преобразователя:

                                                         (6.22)

Коэффициент передачи управляемого преобразователя УП (при максимальном значении напряжения управления 5 В и линеаризации регулировочной характеристики):

                                                                      (6.23)

С учетом требований технологического процесса по ограничению ускорения, принимаем момент уставки, равный Mmax (см. выражение 4.4). Допустимая погрешность регулирования момента выбираем 15 %, тогда момент стопорения равен:

                                  (6.24)

Напряжение задания скорости для пониженной характеристики замкнутой системы с учетом отключенной обратной связи по току:

                (6.25)

Скорость идеального холостого хода пониженной характеристики:

                                     (6.26)

Скорость на пониженной характеристике, соответствующая моменту уставки:

           (6.27)

Напряжение задания скорости для рабочей характеристики:

                (6.28) 

Напряжение задания естественной характеристики: Uзс1 = 10 В.  

Скорость идеального холостого хода рабочей характеристики:

                                      (6.29)

Скорость на рабочей характеристике, соответствующая моменту уставки:

            (6.30)

Скорость идеального холостого хода естественной характеристики:

                                          (6.31)

Скорость на естественной характеристике, соответствующая моменту уставки:

                (6.32)

Определим погрешность регулирования, но для начала найдем скорость на рабочей характеристике, соответствующую статическому моменту:

                  (6.33)

Рабочая скорость, требуемая по заданию: ωс = 5,645 рад/с.

Ошибка регулирования:

                                                          (6.34)

Погрешность регулирования:

                                                                 (6.35)

Таким образом, наша система соответствует требованиям технологического процесса. Требуемая погрешность должна быть меньше 7%, что обеспечивается.

Статические характеристики замкнутой системы представлены на рис. 3.3.

Рис. 3.3. Статические характеристики замкнутой системы:                                   1) естественная, 2) рабочая, 3) пониженная.

Коэффициент обратной связи по току:

                           (6.36)

Электромагнитная постоянная времени:

                                                        (6.37)


7.  Расчет и анализ переходных процессов за цикл работы.

При расчете переходных процессов следует учитывать следующее: сигналы устройств в расчетах не должны превышать допустимые уровни физических устройств (для регуляторов это ±10 В). Поэтому необходимо при моделировании предусматривать узлы ограничения уровней сигналов или выбирать соответствующий уровень воздействий (задания или возмущения). При аналитических расчетах, как показывает опыт, отсутствие узлов ограничения не приводит к существенной погрешности.

При кусочно-линейной аппроксимации нелинейных характеристик расчет динамических процессов ведется по этапам на каждом линейном участке с контролем над значением переменной, определяющей окончание участка. На каждом этапе составляются дифференциальные уравнения, определяются корни, находятся аналитические решения с учетом начальных и установившихся значений координат для данного отрезка аппроксимации. Система дифференциальных уравнений, описывающих систему:

       (7.1)

Правые части уравнений представляют собой установившиеся значения переменных. Корни характеристического уравнения системы:

                                                              (7.2)

Вид аналитических решений уравнений системы (7.1) определяется характером корней (7.2) характеристического уравнения: комплексные либо вещественные. Процесс пуска происходит в несколько этапов, определяемых значениями тока якоря и момента.