Разработка системы стабилизации скорости электропривода постоянного тока

Приведем расчет параметров принципиальной схемы адаптивного  регулятора тока.

При непрерывном токе передаточная функция регулятора тока имеет вид:

,

_где 

С другой стороны, в соответствии с  рисунком 3 передаточная функция регулятора тока по входному сигналу имеет вид:

,

_{Здесь неучтено, что использование  инвертирующего входа  операционного усилителя приводит к инвертированию полярности входного сигнала. Расстановка знаков полярности сигналов задающих, выходных и обратных связей приведена на самой принципиальной схеме (рисунок 3).}

_{Примем  величину емкости  конденсатора С1 равной 1 мкФ, тогда:}

,

.

В принципиальной электрической схеме  предусмотрена возможность подстройки основных параметров параметром передаточных функций регуляторов, для этого последовательно с постоянным резистором включают переменный резистор.

Если Rр – сопротивление рассчитанного резистора, то справедливо следующие соотношения:

где Rv и Rc – сопротивления переменного и постоянного резисторов соответственно.

Таким образом, если принять Rc=0,9*Rр, то параметры регулятора можно будет изменять ±10% от расчетного.

Следуя выше сказанному, и с учетом ряда номинальных сопротивлений  Е24 выбирается сопротивления:

R12 = 56 кОм ;    R12’= 12 кОм ;     R10 = R11 =110 кОм ;   С3 = 1 мкФ.

Передаточная функция по каналу коррекции влияния ЭДС двигателя  на якорный ток имеет вид:

.

С другой стороны, из структурной  схемы следует, что

.

Принимаем     , тогда      .

Принимаем .

Значения сопротивлений  и емкости эталонной модели выбирается из условия:

  .

Условия  для выбора параметров:

Решив систему, получим  величины неизвестных параметров:

С5 = 0,1 мкФ;  С4 = 0,012 мкФ;   R15 = R13 = 51 кОм;   R14 = 24 кОм.

Кроме сигнала управления Uу тиристорному преобразователю необходим так же для реверса тиристорного преобразователя сигнал выбора работающей группы Uлпу. Для этого нужно сигнал задания на ток Uзт проинвертировать. Инвертор напряжения на усилителе А10 выполнен со следующими параметрами:          R22 = R23 = 100 кОм.

 

3.3. Расчет контура  скорости

 

Регулятор скорости выполнен на усилителе А3. Передаточная функция  регулятора скорости, совмещенного с фильтром, имеет вид:

Принимаем  С8=1 мкФ, тогда       ,  .

,         ,

Принимаем             R4= R4`=2,4 кОм.

.

Выбор сопротивлений R9, R9’ производится в соответствии с величиной постоянной времени  :

.

Полагая С2 = 1 мкФ, тогда

.

Принимается  С2 = 1 мкФ,  R9 = 18 кОм;  R9’ = 3,9 кОм;  R7 = R8 = 10 кОм.

Аналогично для ЗИС:

Полагая С1 = 1 мкФ, тогда

.

Принимается  С1 = 1 мкФ, R3 = 560 кОм;  R3’ =120 кОм;  R1 = R2 = 10 кОм.

 

Все выбранные резисторы  принадлежат серии МЛТ,  конденсаторы серии МБМ, диоды Д210 и усилители  К140УД6.

 

4. РАСЧЕТ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ  В СИСТЕМЕ СПРК НА ЭВМ

 

Расчет переходных процессов  необходим для оценки динамических и статических свойств спроектированной системы регулирования. Наиболее точной и полный анализ динамики САР с минимальными затратами времени проводится на ЭВМ с использованием пакета прикладной программы SIAM.

Расчет переходных процессов  приводится для четырех режимов:

• разгон, работа на установившейся скорости и торможение на холостом ходу (рис.4.1);
• разгон и торможение на холостом ходу, наброс нагрузки на установившейся скорости (рис.4.2);
• разгон, работа на установившейся скорости и торможение при номинальной нагрузке (рис.4.3);
• разгон, работа на установившейся скорости и торможение при номинальной нагрузке и наброс нагрузки на установившейся скорости (рис.4.4);

  Те же режимы  работы, но без компенсации ЭДС  (рис.4.5-рис.4.8).

Таблица 4

Количественная оценка качества переходных процессов

Параметр	Требуется	Фактически
	2,5	2,5
,%	0	0
	-	54
	130	130

 

Таким образом, качество переходных процессов  можно определить как удовлетворительное.

 

 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

 

1.Бычков В.П. Электропривод  и автоматизация металлургического  производства: Учебное пособие для вузов. – 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1977. -391 с.: ил.

2.Комплектные тиристорные электроприводы: Справочник / И.Х. Евзеров, А.С.  Горобец, Б.И. Мошкович и др.; под ред. В.М. Перельмутера. М.: Энергоатомиздат, 1988.-319 с.: ил.

3.БашаринА.В., Новиков В.А., Соколовский  Г.Г. Управление электроприводами: Учебное пособие для вузов. – Л.: Энергоиздат, 1982. –392 с., ил.

4. Баранов Б.М., Косматов В.И. Расчет  цифро-аналоговых систем регулирования положения: Методические указания к курсовому проекту по курсу «Автоматическое управление электроприводами» для студентов специальности 06.28. Магнитогорск: МГМИ, 1983. –38 с.

5.Шохин В.В., Баранов Б.М. Расчет  систем автоматизированного электропривода с подчиненным регулированием координат: Методические указания для курсового и дипломного проектирования для студентов специальности 06.28. Магнитогорск: 1985. –38 с.

6.Справочник по наладке электрооборудования  промышленных предприятий. Под. ред. Зименкова М.Г. М.: Энергоиздат, 1983.