Цель практического занятия

ЗАНЯТИЕ №14
Тема занятия: Расчет элементов системы тиристорный преобразовательдвигатель постоянного тока независимого возбуждения.
Цель практического занятия – привитие студентам навыков в расчете
элементов системы тиристорный преобразователь-двигатель постоянного
тока независимого возбуждения.
Учебное время: 2 часа
ЗАДАЧА
Электропривод по системе ТП-Д с двухконтурной системой
подчиненного регулирования выполнен по структурной схеме 10.17.
Контуры тока и скорости настроены на оптимум по модулю. Требуется
рассчитать величины настроечных резисторов Roc, Rex, Rocc, Rвхс и емкости Сос.
Исходные данные. Двигатель постоянного тока с независимым
возбуждением имеет мощность Рн=18 кВт. Uян=440 В, Iян=41,4 A,  н = 104,5
1/с, С=4,16 в.с., Rяц=0,45 Ома,Lяц=0,01 Гн, J  =0,9 кг.м2, uзс=0-8 В, T  =0,0066
с, UT1 =48 В.
РЕШЕНИЕ
1. Электромагнитная постоянная времени
LЯц  0,01  0,02с.

ТЯ
RЯц 0,45
2. Электромеханическая постоянная времени
J  RЯц  0,9 * 0,45  0,023c.

TM
2
2
4,16
C
3. Передаточный коэффициент тиристорного преобразователя
U
К 
u
Н
ТП

y . м акс
440
 55
8
4. Коэффициент обратной связи по скорости
u
к 
С
ЗС . МАКС

H

8
 0,077в.с.
104,5
5. Коэффициент обратной связи по току
u
к 
I

ЗТ , МАКС
Т
МАКС
8
8

 0,097 В А
2 * I ЯН 2 * 41,4
6. Принимаем ПИ-регулятор тока
W ( p)  K 
PT
PT
1
Т p
ИТ
aMT К ТП кТ Т Т 
Т ИТ 
R
Я
2 * 55 * 0,097 * 0,0066
 0,156c.
0,45
Т  0,02  0,13
K 
0,156
Т
Я
PT
ИТ
7. Величину резисторов и емкости в регуляторе тока находим, полагая
Сос=2,0 мкФ.
T ИТ 
RОС 
0,156
 78кОм.
2 *106
С
R  78 *10  600кОм.
R 
0,13
K
ОС
3
ОС
ВХ
PT
8. Принимаем П-регулятор скорости
К 
РС
0,097 * 4,16 * 0,023
к СТ

 10,1,
а R к Т  2 * 0,45 * 0,077 * 0,0132
Т
МС
Я
C
С
Где Т С  аМТ Т Т  2 * 0,0066  0,0132с
9. Величина резисторов в регуляторе скорости
Rex =10кОм, Roc =KPCRex = 10,1-10 103 =101кОм.
Если электропривод должен иметь большой диапазон регулирования
скорости или требуется высокая точность поддержания заданной скорости,
то используется ПИ-регулятор скорости. В этом случае контур тока
настраивается на симметричный оптимум.
Передаточная функция
симметричный оптимум, будет
W ( p)
регулятора
 K PC 
PCCO
скорости,
1
Т p
настроенного
на
, (10.16)
ИС
4Т 
а Т С к ;
Где Т 

; a  8.
К

к Т
Т
2
С
СС
С
ИС
С
PC
Т
CC
М
ИС
Передаточная функция замкнутого контура скорости будет в этом случае
W ( p)

КССО
1
к
*
C
4 Т С  1
. (10.17)
3
2
3
2


р

1
р
р
аМС Т С
аМС Т С
аМС Т С
При подаче на вход системы ступенчатого управляющего сигнала изс
u
  .
зс
уст
к
C
Переходный процесс в этом случае характеризуется следующими
показателями качества:
t  16,5T  ; t  3,1T  ;  43%.
C
nn
C
H
Одним из главных достоинств настройки на симметричный оптимум
является то, что система регулирования будет астатической по возмущению
по нагрузке Мс, т.е. при приложении нагрузки установившееся значение
скорости останется неизменным, равным заданному, а статическая ошибка
  0
C
Для того, чтобы уменьшить колебательность переходного процесса на
вход регулятора скорости включают фильтр с передаточной функцией
апериодического звена
W ( p) 
Ф
1
.
4 T C p  1
Тогда передаточная функция системы по сигналу задания будет
W ( p)

КС . СОФ
1
к
C
*
1
а Т  p  а Т  p  а Т  p 1
3
3
МС
С
2
2
МС
С
МС
С
.
Переходный процесс при настройке на симметричный оптимум с
фильтром на входе будет иметь вид, показанный рис10.18 со следующими
показателями качества t nn  13,3T C ; t H  7,6 T C ;   8%
Рис. Переходные процессы в контуре скорости, настроенном на СО
Включение фильтра не вносит изменения в процесс отработки
возмущающего воздействия по Мс; установившаяся ошибка по скорости
будет равна нулю.
Системы регулирования положения строятся как трехконтурные, где
внешний контур положения управляет контуром скорости.
Контрольные вопросы:
1. Дайте определение автоматизированного электропривода?
2. Какие устройства образуют силовой (энергетический) канал
электропривода?
3. Приведите классификацию электроприводов по виду управления.
4. Какие причины определяют ускоренное развитие электропривода?
Задание на самостоятельную работу:
Задача
Рассчитать величины настроечных резисторов Rос, Rех, Rосс, Rвхс и
емкости Сос, если контуры тока и скорости настроены на оптимум по
модулю, а электропривод по системе ТП-Д с двухконтурной системой
подчиненного регулирования.
Исходные данные. Двигатель постоянного тока с независимым
возбуждением имеет мощность Рн=20 кВт. 𝑈ян = 440 В ; номинальная
частота вращения 𝜔н = 125,6 1/𝑐 , C=4,16в.с.,
Rяц=0,5 Ом, 𝐼ян = 41,4 𝐴 ,
𝐿яц = 0,01 Гн, 𝐽𝛴 = 0,9 кг м2 , 𝑢зс = 0 − 8 В, Т𝜇 = 0,0066 𝑐, 𝑈𝑇1 = 50𝐵.
Литература: Онищенко Г.Б. Электрический привод/Учебник для вузов. М.: РАСХН, 2003, с. 5-22.