Выбор структуры замкнутой системы электропривода, расчет ее параметров

В соответствии с рекомендациями выберем систему ТП-Д с подчиненным регулированием координат с настройкой на технический оптимум.

Рис. 8. Принципиальная схема подчиненного регулирования тока и скорости в системе ТП-Д.

Расчет контура тока

Рис. 9. Структурная схема регулирования тока.

Отнесем время запаздывания тиристорного преобразователя _п и инерционность фильтров Т_ф к некомпенсированным постоянным времени, т. е. Т=_п+ Т_ф=0,01 с. Тогда, если не учитывать внутреннюю обратную связь по ЭДС двигателя, можно записать передаточную функцию объекта регулирования тока:

.

где k_п — коэффициент усиления преобразователя.

Желаемая передаточная функция прямого канала разомкнутого контура при настройке на технический оптимум:

.

где а_т=Т_от/Т — соотношение постоянных времени контура.

Отношение W_раз.п к W_орт есть передаточная функция регулятора тока:

.

где Т_ит — постоянная интегрирования регулятора тока:

Из выражения для W_р.т. видно, что необходим ПИ-регулятор тока.

Коэффициент усиления пропорциональной части:

k_ут=Т_я/Т_пт или k_ут=R_ост/R_зт

Постоянная времени ПИ-регулятора:

Т_пт=R_зтС_ост

Компенсируемая постоянная времени регулятора:

Отсюда,.

Ом, где Т_я=Т_э — электромагнитная постоянная времени.

Коэффициент обратной связи по току:

.

где k_ш — коэффициент передачи шунта;

k_ут — коэффициент усиления датчика тока.

Шунт выбираем с условием I_шнI_яmax

А Выбираем шунт типа ШС-75. Его параметры: Iшн=100 А Uшн=75 мВ Коэффициент передачи датчика тока:

Примем R_от=R_зт, тогда.

В/А Коэффициент усиления преобразователя:

Постоянная интегрирования ПИ-регулятора:

Коэффициент усиления регулятора:

Ом Стопорный ток:

А Номинальное значение задания:

В.

Расчет контура скорости

Рис. 10. Структурная схема контура скорости.

Объект регулирования скорости состоит из замкнутого контура регулирования тока и механического звена электропривода и имеет вид.

.

Некомпенсированная постоянная времени для контура скорости в а_т раз больше, чем для контура тока:

с.

Желаемая передаточная функция разомкнутого контура:

.

где ас=Тос/Тс — соотношение постоянных времени. ас=2 в настроенном на технический оптимум контуре.

Передаточная функция регулятора скорости (W_раз.с/W_орс):

.

Очевидно, что необходимо применить пропорциональный регулятор скорости (П-регулятор) Его коэффициент усиления k_ус=W_р.с.

В замкнутой системе _с и М_с связаны соотношением:

Коэффициент обратной связи по скорости:

В/с Коэффициент усиления П-регулятора.

.

Максимальная скорость холостого хода:

Зададимся Rосс=100 кОм, тогда:

Ом Допустим, используется тахогенератор с k_тг=0,32 Вс. Тогда при ₀=_0з.max максимальная ЭДС тахогенератора:

В.

Сопротивление в цепи обратной связи по скорости:

кОм.