/
Текст
Министерство высшего и среднего специального образования Р?€СР ГОРЬКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ яиени А.А. ЖДАНОВА
УПРАВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ
Методические указания для выполнения курсового проекта студентами вечернего и дневного обучения специальности 0623
Часть 2
ГсрьхиЗ 1933
t
УДК 62 ‘ 83.001.2
Управление электроприводами; Методические указания для выполнения курсового проекта студентами вечернего и,дневного обучения специальности O62S. - Горький: ГПИ им. А.А.Жданова, 1983, - 36 с.
Рассматривается методики расчета параметров Систем автоматического управления электроприводами постоянного тока с подчиненным регулированием координат и расчета статических и переходных процессов. Нумерация параграфов, формул и т.д, дается с учетом части I методических указаний.
Составители: В.И.Грязнов,
В.Г.Титов,
В.Д.Юкбао'екко
4. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА С ПОДЧИНИМ! РЕГУЛИРОВАНИЕ.! КООРДИНАТ
। ,
4.1. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ РЕГУЛЯТОРА ТОКА
I. Емкостью в цепи обратной связи регулятора тока задаемся в пределах Т-2мкФ.
2. Резистор в цепи обратной связи регулятора тока т ~ /^ОСТ •
3. Принимаем 2т~2зт и согласно [з]
ft = К&ЛЯ Кц/.я. Кд,7я2Т/и
Rj Rqc.t
где R-r ~ С0ПР°тиз;1ение резистора в канале обратной связи п по теку;
- сопротивление резистора в канале задания по току.
4. Передаточный коэф-гициент цепи обратной связи по току [3]
I/ — и и . $3. 7
"ТЯ пШЯ' Р
о. Максимальное напряжение задания по току якоря UiTfr}aX , В
^37 и arc Лмакс ' Кт я ~ /маге К^р Кп.тя
б. Зтруктурнзя схема замкнутого контура регулирования тока якоря показана на ри I, а принципиальная схема регулятора тока РТ на рис. 4. \
1.2. РАСТЕТ 1IAFAJJTP33 П-РЕГ7Л1Т0ГА СКОРОСТИ
L. КзэМициент передачи :атчика и делителя напряжения в цепи обратной -связи по скорости
U$b!X q и мат; с Ur г. мо гс
КГ'
3
Регулямдр
I
I
/Пиримюыый
ЛРМЗР&ЗОЗа/Л&Нг
Цель я хм я ДЗЛРЗЖ&ЛЯ
Ряс. 4.1. Структурная схема замкнутого контура регулирования тока
Ряс. 4,2. Расчетная схема регу.ч.^г,. а тока
4
где U,&ь1Х.дн.*ахс=108~ максимальное выходное напряжение дат-
чика напряжения.
Z. КоэфЬипиеит передачи канала обратной связи по частоте вращения
~ '* 7 г ' дм •
3. Коэфои’гиент усиления регулятора скорости Г>]
'ffa К с
где Се^?= С - конструктивный коэффициент двигателя.
4. Резистор в кзнзло обратной связи по частоте вратэ.чяя /?£ -см. рис. 4.5 t 'I.4., Задаемся от К и?! до 100 м,
5. Резгигор в *:дг-' с?рп'-:г>? зв.тги рзгуйятпрэ частоты вдз’Евцля -с-., рис. >1.3 < --.J:
^з:с ~ Яс’ ‘^рс .
6. Нзпряк.ен-е зйДзчкя. соответствующее максимальному значения чат-тотч вращения d^c ffCKC > В. В случав применения КТЗ задэгчся ^зсмокс “13 •
<. Резистор в канале заданияхче-тоты вращения
» Р _ die м&кс п
зс~ о ' Чс ,
с. Расчетная схема П-рег^чтлтора скорости-поиззана на рис.4.4, а структурная схема контура скорости - на рис.4.3*
Гис.4.3 Структурная схема замкнутого контура регулирования скорости
3
faff
CZJ
PC
l/pc
Рис. 4.4. Расчетная схема П-регулятора скорости
4.3. РАСЧЬ'Г ПАРАМЕТРОВ ПИ-РЕГУЛЯТОРА СКОРОСТИ
Коэффициент передачи датчика напряжения и делителя напряжения
Принииаеы Uди махе -- 10 В.
Коаффициенг передачи канала обратной снята по частоте враще-
Hl’.l
~ ^тг' ^сн!
и
Конденсатор а Цбпи.обратной связи регулятора скорости
Со.с.с (рис.4.5 -t 4,6,)
Задаемся ('О.с.с~ 1 -г 2 mkl.
Резистор в цепи обратной связи по частоте крашения
(гис.4.5 * 4.6? [3])
О _ д Т/Ц 4 Ли ~ КQ R-;t
^GL'C Ктя
Коэффициент передачи замкнутого контура тока якоря
1 _ /7 г /
^.“х- Ata я Кутя
Резистор в цепи обратной св?1зи регулят.из схорэсти £5]
о ее дТЛ/ Сjcс .
//
,1.-.Гл’П‘!-Л. л мЗ H-iIlf /Lr/Jhilr НИ.: nJ Т“- рЖЯ ''ЧсийлС
8. Резистор в цепи задания PC
^Х * * ^Х >
А? Л’л/д'/гг’
Задаемся ~ ~ ^5С /2 •
9. Конденсатор фильтра е цепи задания PC [3] (рис, 4.b) г , дТ^-(^с^зс)
10. Принципиальная схема ПИ-регулятора скорости показана на
ис. 4.6 ,[ 3 , а структурная схема замкнутого контура регулирования скорости на рис. 4.5 [ 3 ] .
\ Рис. 4.5 Структурная схема замкнутого контуре
регулирования скорости (ПИ-регулятор скорости)
4.4. РАСЧЕТ СИСТЕМЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ ПО ЭДС
Системы регулированное обратной связью по ЗДС Двигателя отлича-^ ются от рассмотренных систем с обратной связью по(скорости наличием узла измерения ЭДС.Измерение ЗДС производится путем суммирова-г ния сигнала,пропорционального напряжению двигателя, с сигналом таковой компенсации,пропорциональным падению напряжения в активном сопротивлении цепи якоря двигателя.Находят применение два типа систем, отличающихся способом суммирования указанных сигналов.В первом из них суммирование сигналов производится на входе датчика ЗДС,в качестве которого используется операционный усилитель УЭ с гальванически разделенными входом и выходом (рис.4.Б). При втором способе суммирование сигналов осуществляется непосредственно на входе ре.улятора эдс (рис.4".?). Гальваническое разделение цепи •
сигнала обратной связи по' напряжению и силовой производится с " помощью датчика напряжения, а для токовой компенсации используется напряжение датчика обратной связи контура тока. Реализация * второго способа проще, так как электрическая схема датчика напряжения проще регулятора ЭДС . Но во втором способе отсутствует в чистом виде сигнал^пропорциональный ЭДС двигателя и не
• может быть измерен прибором.
На рис.4.9 представлена исходная згрпстурнзя схема замкнутой системы с обратной связью по ЭДС двигателя.
8
• РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ РЕГУЛЯТОРА ЭДС С ПРИМЕНЕНИЕМ ДАТЧИКА НАПРЯЖЕНИЯ (рио.4.7)
1, Максимальное напряжение задания ЭДС ’
2, Сопротивление резисторов в цепи задания ЭДС Xj# ‘ и цепи . обратной связи по напряжению Л// принимают равными
/у ~ A# *
Яды
Гис,4.7; Расчетная схема регулятора ЭДС я случав
выделения оигиалп непосредственно на
входе F? J
Рис,4.У, f4c*i*tbjb слемл [’• улип'гя' ЭДС с датчиком ДЮ (s'j.nt’.’ifunir •гчгнэл.ч -Эд.С нч усилителе Уэ)
9
Л? • WrJP)
Рис.4.9. Структурная схема системы регулирования частоты вращения с обратной связью по ЭДС
3. Коэффициент передачи датчика напряжения на якоре двигателя
г I/дм макс
= ~й„ ' .
4. Передаточный коэффициент обратной связи по напряжению
'^Л' ° *
о. Сопротивление обратной связи регулятора ЭДС
$ * Д'у.7~. Я
ocs° i(fypa)K.-g,
<
6. Екность фильтра в цепях 1/$э н л ~ . п
Сгз ~ f?3 . Л
/
7» Сопротивление резистора в цепи обрати Й связи -по току РЭ
Г) ‘ ^Q.T.77. ' /f
Примечание:
Расчет параметров по рис. 4.7 •* 4.в приведен в £3 > с.73 - 75] .
10
РАСЖ IWFAMEIFOB PEI’УЛЯ КО ЭДСС ДЛГШКОМ ЗДС (рис,'1,8) '
I. Максимальное напряженно опкода усилителя ЭЦС УЭ
' - М&Л’С ~ jfl & •
2, Максимальное напрятенио рчходч дэтиякя. н.влпкженил
Z-Z A A<7Aff
3. Максимальное напряженно задания ЭДС д-ннттеля лм1 6 »
4. Сопротивление ррзнсторой в цепи задание и обратной с&язн РЗ ‘ 'JO "JOO
<
5. Сопротивление резистора в цепи обрлгн*П связи усилителя ЭДС (УЗ) принимают pARHU*
6, НередаточдаЙ коэффициент датчика напряжения якоря двигателя
7. Сопротивление в цепи знания по напряжению усилителя УЗ опре теляется согласно [э, с. 4_|;
” ^ЛЛ'/РбУ^л? ‘ ^33
АЧГХС ‘
6. Сопротиялояне я цепи обратной связи РЭ определяется согласно [з , C.7.1J: ' .
' /Г Лур О/-:у
0С9 "2(гти^' ,x^fis ’ ’
9. Сол роти вл'лние Я цгЧ14 ’Чекового’ входа усилителя ЗДС УЭ ипредн ляется согласно {З , с. 7*1].
13
ЛГА
/У-Уу л/. Ло
II
10. - Ешюсть фильтре ь цели задания ЭДС регулятора ЭДС г 47*
КЗЭ
II. fijKOC-ть фильтра в цепи обратной связи по напряжению УЗ
L" йи
4.5. РАСЧЕС ПАММЕСНВ П-РИ'ШГОРА тока ьозьедышя (.20 Ts-rJr)
i. Козррнциеьт Передачи регулятора тога возбуждения FTB, (рис.4 - 10, [З])
‘ 91 / /fay ~ ’Л'.-лд
'2. Конденсатор фильтра в цепи обратной связи по току ьэаоуадсния
•-ЛД 0>ис.4,11) •
Збдаенса ^т.в. 3 1 “
3. Резистор'в цепи обратной связи по току возбуждения
(рис. 4. II)
Задаются Лг.^. равным.20 т 100 кОм
Z--* г е " г с70 •'/г
4. Резистор в цепи обратной связи регулятора тока возбуждения, Я#сг3 (рис.4.II [3]) ’ *
/? = у Q
‘ость ‘'рта Атв-
□ . Максимальное напряжение задания по току возбуждения, Задаемся ’ Ю В.
6. Резистор в цепх задания тока возбуждения -
р ~ Мзг£ моле ’ /?г А 1'5т&~ ~т ~ '
-1&г/ _ Л ‘ Л
P7S
ч Рис.4.10 Структурная схема.контура регулирования
. тока возбуждения^ с П-регулятором тока
возбуждения (70 7}ц£ < /§ +Tgr) -FIB - регулятор тока возбуждения;
ВИВ - тиристорный преобразователь возбуждения;
0В - обмотка возбу.адения
13
Btc-4-И- расчетная схема П-регулятора тона возбуждения (20 Trjb < Tg + Т$т)
4,6. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ПИ-РЁГУЛЯТОРА ТОКХ ВОЗВУЭДНПИЯ ' (Ti-TSr<SOTAs)
I, Конденсатор в цели обратной CBzian регулятора тока возбуждения,
.
Задаемся « I t 2 мкФ, *
2. Резистор в цепи обратной связи регулятора тока возбуждения, (рис.4.12, 4.13, [3]).
/> -"0Ы8 ~ п 'ъ&Г4 >
3. Резистор в ij.enh обратной связи по току возбуждения
о _ р /п сдаемся • Д .
Тогда ~ 7sS .
4. Конденсатор флл?/трл в ц^ли бр-пной связи по толу возбуадемия
Сгв (рис-<1'0
14
5. Максимальное напряжение задания по току возбуждения макс ' (рис.4.12)
Задаемся U37& иокс =Ю В .
6. Резистор в цепи задания тока возбуждения
Р 77зт& макс р „ I
Д ” ~а / /У ' '
-^т& 7/£н
PTS S/7S #£
Рис.4.12. Структурная схема замкнутого контура • регулирования тока возбуждения с • Ш-регулятором тока возбуждения (Тё+ Т&г < 7/^)
Рис.4.13. Расчетная .схема ГЫ-регулятора тока возбуждения (7^ /^г< 2777)^)
15
4,7. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ РЕГУЛЯТОРА НАПРЯЖЕНИЯ -
Коэффициент усиления регулятора'напряжения
~р ЛтЯ $37 •
Кн ‘ Ят
Кр* “ 2(2Т^ ^ТО)^-2ОТМ '
Применение обратной связи вызывает изменение величин /у. В цепи обратной связи по току согласно выражению
Рис.4. 4. Схема регулятора напряжения
рри • $зя ~$v имеем l/j.# ~ l/д.ц. лаже - ZQ • л# • ‘ задаемся 10 * 100 кОм.
Ёмкость конденсаторов в цепи фильтра
Сопротивление в цепи обратной связи регулятора напряжения (рис.4.14) " '
'Ля • >
4.8. РАСЧЕТ КОНТУРА РЕГУЛИРОВАНИЯ ЭДС (ПАРАМЕТРОВ РЕГУЛЯТОРА . ЭДС В ДВУХ30НН0Л СИСТЕМЕ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСЗИ)
• I. Структурная схема контура регулирования ЭДС в двухзочной системе регулирования скорости показана на рис.4.15, •
Рис.4.15. Структурная схема контура регулирования
ЭДС в двухконтурной системе регулирования скорости
2. Передаточный коэффициент цепи возбуждения двигателя - А£«£
Коэффициент наклона кривой намагничивания при
мин
где (c№/dF) определяется по кривой намагничивания.
3. Передаточная функция регулятора ЭДС
|Д/ (0}. ZzT-feg--------------
^з{Р). 2(2^1^ Та)р к/-^
4. Передаточна-я функция замкнутого контура регулирования ЭДС
(Р) -- —---------------—,
fiOj -2^(^7-о)[(2Т^Та)р^
где 2,7 и & + 7а‘ 7s - суммарна а некомпансирозвяная постоянная времени контура ЭДС .
б. Принципиальная схема И-регулятора ЭДС показана на рис.4.15, __________________________I ]
Рис.4.16. Принципиальная схема регул .тора ЭДС
(г М - узел выделения модуля сигнала ЭДС, обеспе-
чивз оцегс неизменную капряления усилителя t:i привода}
полярность выходного
ЭДС УЗ при реверсе с.торос-
6. Парах -.три регулятора ЭДС .
6.1. Задаемся ? ? = 20 -s 50 кОм <.
с.2. Сопротивление з цепи обратней связи по
‘^d/6
18
14 ff)
J^h ~ 77----------j £о.г.з =1+2мхФ ,
Uн
,6.3. Сопротивление » цепи задания по току усилителя УЗ
6.4. Емкость Т-филътра на входе усилителя-датчика ЗДС
4 - 4ТО /к».
6.5. Расчет параметров регулятора тока возбуждения приведено в 4.5 - 4.6. . ------------------------
6.6. Напряжение задания ЗДС
1Ц3 =128.
4.9. РАСЧЕТ llPl'iSTPOB РЕГУЛЯТОРОВ В ТГЛНЕШЭОВАННС’Я GICTEJ3 РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ
В системе дзухзонного регулирования скорости величина /д/ s первой зоне остается неизменной, что соответствует постоянству оптимальней настройки контура во всей зоне. При регулировании скорости во второ71 зоне величина возрастает :
4 ®
Для сохранения неизменной настройки во второй зоне величина
19
коэффициента усиления регулятора скорости долги?! возрастать пропорционально изменению скорости;
/1> * Е°, •
а передаточная функция регулятора ЭДС в контуре возбуждения должна изменяться в соответствии с выражением ।
Црэ^ср^.
Неизменная настройка контура регулирования скорости или ЭДС в функции скорости может быть осуществлена линеаризацией системы регулирования скорости или ЭДС путем компенсации в регулирующей части измс-ненил потока возбуждения,С этой целью в контуры регулирования вводят множительные или делительные устройства (pnc.S.SQ, на входы которых подаются в качестве сомногкителей напряжение- выхода регулятора скорости или ЭДС и напряжегше, которое остается «постоянным и равным Uc в первой зоне и возрастает
пропорционально скорости вс второй зоне. Выходное напряжение множительного и делительного устройства соответственно во второй зоне равны t
^му = = UpC ' Хму 'Uc = U3T КМу Кс;
Ugy - и^мп = Upy -/toy ’Uop ж
Г , 3 с Ue
где U- напряжение-задания регулятору магнитного поля и регулятору тока в линеаризованной системе;
К му, Кду - коэффициенты передачи множителя и делителя Для- выполнения условия
необходимо, чтобы при основной скорости
Эти условия позволяют сохранить расчетные параметры регуляторов скорости, и ЭДС такими же, что и при нелинеаризованной системе регулирования. Пси этом в контурах скооости и возбуждения
20
(рис.3.3) имеются дополнительные устройства, позволяющие корректировать параметры передаточных функций контуров скорости н возбуждения.
Величина потока возбуждения измеряется с помощью датчика тока возбуждения и функционального преобразователя.
Линеаризация контура скорости в функции только скорости осуществляется включением множительного устройства с коэффициентом передачи - hM на выходе регулятора скорости. На множительный вход устройства поступает сигнал с -порогового устройств^, на вход 'которого подан сигнал пропорциональный скорости.Последний пропускается пороговым устройством на вход множительного устройства только* при » т*е- при ослабленном поле. При
на’ вход множительного устройства поступает неизменный по величине опорный сигнал. Таким образом, пороговое устройство отключает схему линеаризации- в зоне работы привода с номинальным пэтоксы возбуждения и ьключает ее при работе с ослаблбгсным полем. -
Линеаризация контура возбуждения в функции скорости осуществляется введением делительного устройства с коэффициентом передачи .Км , включенного на выходе регулятора ЭДС , измерением о. помощью функционального преобразователя магнитного потока и его регулированием.
Па делительный вход устройства поступает через инвертор сигнал с порогового, устройства только при _$? J> _$?/./ , т.е. при ослабленном поле.. Огрзпичение напряжения задания на ток и магнитный поток Uосуществляется на выходах инверторов, включенных после множительного и делительного устфюйств соответственно.
4.Ю. Расчет параметров регулятора ьщности [i, с.сэ, з, с. я:]
I. При применении регулятора мощности (рис. 1.17} спорное наг.рн. о-ние PC устанавливается равным
^4 Г ~ IМОЛС Г' г Я у
где мак лмадьни. ток. при полном пола дви-
гателя.
21
2. Коэффициент передачи регулятора мощности г
\ ж (ImqkcJ ~ I махСР.) £/с7
Im&kcI ($мс№ - у) Кс
где \/длмг<? - максимальный ток при минимальном поле двигат? л-я;принимаем (0,75 -t 0,8}^-»
3. Параметры схемы регулятора мощности (рис;4.17)’ определяются из соотношения
Ь Л ^ас.м, ^м' #сМ ’ -
где - сопротивление в цепи обратной связи усилителя
PH; - сопротивление в цепи обратной связи РМ.
Задаваясь =‘20 » 100 кОм и зная величину Кр.ы , опре-
деляем
п _ Яас.м. кр.м
4, Сопротивление в.,цепи задания РМ принимаем (рис.4.17)
Рис.4.17. Принципиальная схема регулятора М0ЩМ0С1Ч ч
, I
4.II. РАСЧЕТ I1APAMETPW РИ’УЛЯЩРОВ УРАВНИТЕЛЬНЫХ ТОКОВ
Система регулирования с перекрестными обратными связями по уравнительному току [б, c.'ISOj применяется для реверсивных электроприводов с совместным- управлением группами вентилей и
22
заданием уравнительного тока в. тех случаях, когда не допускается дауза в токе якорл. Система содержит кроме регулятора тока якоря (FT) два регулятора уравнительного тока (Р/Г) и кроне датчика тока якоря - два идентичных ему датчика выпрямленных токов тиристорных мостов 'ГМ1 и Т.'.'Д (рис.4.18).
Рис.4.Хо, Cx.ei.ja регулирования уравнительного тока
I ’ / '
Для серии КТО РУТ ^аалЪэуетсн пропорциональным усилителем с единичным коз4'1'нциентом передачи от регулятора тока якоря (РТ) и с коэффициентом передачи по обратной’связи
Аду/ =
Задзаиясь & = ZO -s 50 кОм, получают
^/У “ ^ЗУТ ~ ^/Круг -
Обычно величину уравнительного тока принимают равной
Т _ Т , отсюда напряжение 'задания урньнгтел^ного тока
Г я ^^73 ^А' ‘
5. лСЧЕГ OiICTii’.! РЕГУЛИРОВАНИЯ UOJiOJrrilb-lJI
5.1. CHCT&tA РЕГУЛИРОВАНИЯ ЛОЛОХ-МЛЯ С JBitlEilHb’M РЕГУЛЯТОРОМ ПОЛО.лйЖЯ
S.'l.Z. СБцЛ£“ ЗА* Z'-lAuiH
Система регулирования положения (рис.5.1, - Ь.2) выполнена как трехкснтурнад система подчиненного регулирования. Выходка# величина 5 представляет линейное или'угловое перемещение механизма. CxUiab механизма с валом электродвигателя осуществляется через редуктор с передаточный коэффициентом /(р . Ротор сельсина-приемника (СИ ) соединен с подвижной частью механизма.через редуктор с передаточным коэффициентом Kfj . Предполагая, что величина перемещения механизма может изменяться в пределах ± Зыакс > з угол поворота ротора СП изменяется в заданных пределах л d-макс определим этот коэффициент: '
р =.Н / ? 1
^мокс / и мокс . »
Напряжение рассогласования Up Подается с выхода ФВ на вход регулятора положения (pil) .
В тех случаях, когда увеличение времени отработки рассогласования не оказывает ‘сущеегвенного влияния на производительность механизма, применяют РП с линейной характеристикой (для этого случая квадратичный преобразователь ПК на рис. 5.2. исключаете#) Для оптимальных по быстродействию систем РП выполняетсяс нелиней ной характеристикой вица извлечения квадратного корня. Такая характеристика получается при введении в цепь обратной связи РП квадратичного преобразователя (ПК) [2J .
Ограничение ускорения вала электродвигателя в переходных процессах достигается применением задатчика интенсивности (ЗИ? , а Ограничение максимального тока якоря электродвигателя - включением в цепь обратной связи PC блоке ограничения БО.
В зависимости от величины начального рассогласования различают режимы отработки малых, средних и больших перемещений [2].
24
ии«шс10г1шгfjnrl гша>ич:о twr? ппрлеъггу */,с~иу
У НИ’ ЧПМ»’П FKHjtiLirifA'.lr'l ИПНП9Г1ИТ|-(?а«(1мН В ГЫШ'Л&ПП’Г о 1г>ф:“яг<1и’ Aj'>d кпа.1,5из cfjrxo з я нс? А'л иАнлр
Под малыми перенесениями подразумевает такие перемещения, при отработке которых ускорение приводе не достигает предельного значения. Средние перемещения характеризуются участками установи] шегося ускорения, большие - Наличием участков установившееся ско-1рОСГЛ. J .
5.1:2. ФАЗОВЫЕ ТРАЕКТОРИИ И ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ
* t
При расчете процессов механических перемещений допустимо предпожлан'Ь, что контур регулирования скорости безынерционный.
]2б • .
ОТр&бСТКа НйЧйЯСНОГО р ССиГЛЬСОНЦНИН 3 b pe.at.-4j СрёД-
них перемещений на участках разгона и торнзге.-шн щ .лсхоц-п по закону равномерно—ускоренного дьижёьиы
где - начальное значение угловой сМорюстп илекгр-иряла-
г ел л;
С <? - (Lpn ~ Щи. .1 .
Исключив в (b.I.Iy время Z , получают уриьЬеняи 'рззоььх траойторий систеш:
Z1" /1 8цац ~ Кр О + ftp (р • И.. I. <.)
Х’ааольк, траектории приведены на рис. 5.3 и являются параб -лани.
Допустим, что напряженно на выходе 1;П сеотьитствуот зэцм’^ой скорости ^рп~‘^с^з ’ а un,!?irKi'-‘,llt* на ьиходо ВИ в силу а#йи:1е-р-цианнвети конгу1>а скорости - ^.иктической сксростн олокзрлчвигк.а--ля L-L-it. • Переход от режима разгона к peiwtay торможеы.'|Ь
nfCBKicojj^iT в ьюмент раВенстьб и -??} (при атом = .- s
совогупнозть точек перехода отображается на фазовой плоскости лннппи персключаниа 3?3(Z1V). Юээ^риииеит нейлчнз Жй-ши г.ереьп.и-ЧиЛ1; .1 ' *►•.,: .?Т >Т ХОЗ7ф|ЩИС-Ь.. :ИЛ<-ННй РЛд
<-J С’грукгут’й-'Я схени на .5.1 СЛ5Д7 5Т, что •
--7 Л”/7 '\*лг- i,-’*/ ' L. -
ПрИ^ЗЬНг.В Lfptf В Z?3.f/ I получают ЯОг-’1-|'.1Щ1С:1Г Наклон %HW перйклгчения
При соотьетстьуюцем юниоре \£t/ процесс стрэоотии начиль-* -. го ^‘осог ласокзнин J (гил.Ь.З^ н^ксхейит без пережгу..игл i з нин пэ триедтзр’4'! 1-4-0. 7ь:-:зл процесс в».’.‘я&жвя оп^ииепьны.^ ;;о
быстродействию, а'наибольшее перемещение Л$£ , которое отрабатывается по треугольной, тахограммр, называют настроечным перемещением. ' ‘1 >
На гчастке разгона 1-4 в (5,1.1) и (5.1.2? *(Л~ *£ , о на участке торможения 4-0 <5=~J .*
В момент переключения (точка 4? угловая скорость достигает максимального значения (при однозонном регулировании скорости
, -а величина рассогласования в системе в момент начала торможения
АС =
АЛ РугмЯКС ££
оказывается равной пути торможения привода с максимальным замедлением, поэтому^процесс отработки рассогласования имеет минималь кое время.’ Характер измененйя(переменных привода иллюстрируется временными диаграммами на рис 15.4,а.
Подставив в (б.и ,согласно (5.1.4).
получают выражение оптимального доэадициента усиления РЛ
(5.1.4)
2€а'с
(5.1.-5)
d?p Кр А// Кур
Отработка "большого" перемещения с учетом ограничений скорости и ускорения yd^/dt)^ £ ссущ^твляе
, ся по трапецеидальной тахограмма (рис.5.4,б) , при этом переходный процесс получается оптимальным по быстродействию.
Отработка перемещения A Sj г меньшего, чем настроечное, происходит по траектории о-6~7-0. На участке траектории 7-0 торможение электропривода осуществляется 'вдоль линии переклкчр-.мпя; вто означает физически,, что напряжения на входе и выходе задатчика интенсивности равны, ускорение привода меньше макеимая ной неличный 1 A -t а процесс "дотягивания" в следящей системе
1
кРтс°\
характеризуется медленным изменением переменных- привода по экспоненциальному закону (рис.5.4,в) ;
Д^АЗсеУГс- а.Лё£.
Г. = 7 -bbL р~У/Тс ' Т » -_______1
-L ^рр тр. е , !с к^.Крп’
В связи ’с тем, что регулятор положения пропорциональный,-наличие(момента сопротивления приводит к появлению статической ошибки
Вели соотношение параметров установки не обеспечивает заданную статическую точность, следует'применять систему с ПИ-регулятором скорости [5, с.<107] или систему с регулируемым • статиэмом по нагрузке [l, с.Зб].
5.1.3. ПОРдаК РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ, ФАЗОВЫХ • ТРАЕКТОРИЙ И ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ
1. Рассчитывают фазовую траекторию по уравнению
. А5=‘л>^
и выполняют шаблон.
2. По шаблону проводят траекторию 4-0 (рис.5.3) , наносят линию ' 5ё « определяют положение точки 4 при , про-
водят линию переключения 0-4.
3. Через точку 4 по шаблону проводят траекторию 1-4 и определяют величину настроечного перемещения (аналитически /J/у/ сложно определить по формуле
4. С помощью шаблона строят траектории 2-5-4-0 и З-с-7-С при заданных начальных рассогласованиях Д и Zi З3 -
5. Определяют Крп согласно (§.1.5).
6. Вычисл^шт время разгона и торможения с ускорением (f:
где значения скорости в момент начала*! и рмокняия и в момент перехода траектории.
7. Время работы на ке перемещений,
в скользящий режим Jlh определяют по фазовой установившейся скорое ги. -Qg при отработ-больших настроечного,'
• on
У _ АЗр ~ Д Sj
СУ-------5
8. Воемя “дотягивания"
/ а 7" /
4* л л ’ LJ boon
где Sc определяют по фазовой’траектории; допустимое отклонении 4 = О,О5ДДз , Тр определяется (а. 1.6) .
5. Определяют общее время переходного процесса (рис.5.4) .
10. Расчет Д S (1) и J?(t) на участках разгона и торможения, проводят по (5.1.1),на участке "дотягивания'’ по (5.1.б) , не участке установившегося врэшанмя &S^Su-£‘ut .
11. Определяют статическую ошибку по (р.1.7) .
IZ. Задаваясь А3/7 , находят Rn" R3n Коп .
13. Анализируют соотве.тствие точности и быстродействия системы требованиям технического задания.
5.2. ®СТЕМ РдаЮ^ВАШЯ ПОЛОЖЕНИЯ С LE’II РхГУЛЯГОРОМ ПОЛОЖЕНИЯ
Для того, чтобы получить оптимальные по быстродействию процессы при любых цзчяльных отклонениях Д S , необходимо линию переключения совместить с параболической траекторией 4-0 (рис.5.3). Для любой точки этой траектории путь, оставшийся до останова.
Заменяя 'dp/11 3? = Up,y/^e , получают уравне-
I1 „ - >' ГГГ Л' Г2€
^рп - к р.п = Ае у ~ >
/ • пэ которому строят статическую характеристику РП.
Дд-1 обеспечения устойчивости и ограничения перерегулирования в зоне »лелыч отклснений к< ? 4иннеЕТ усиления на этом ;/частке определяется из условия настройки контура регулирования положения на модульный оптимум :
30
Хс
^Рп ~ пк ,/к у~ > Ift/n Ъм• с ^p^n^tfp fjun
Статическая ошибка вычисляется согласно (5.1.7') и меньше, •а в системе с лмнайнын регулятором (из-за увеличения *
6. РАСЧЕТ СТЖТИЧЕСЖ ХйРАКТй^СТШ И ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ
6.1. ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ И НЕХАНЙЧЕСЕНК ХАРАКТЕРИСТИКИ ТИРИСТОРНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА с п-регулятором СКОРОСТИ И ПИ-РЕГУЛЯТОРСУ
I. Электромеханические характеристики и механические ха-
рактеристики JPf/Vf) тиристорного электропривода в системе с П-регулятором скорости при однозонном я двухзонном регулировании можно представить выражением
где - угловая скорость идеального холостого хона;
ЯО‘КЗС/‘КС .
- падение скорости при нагру.3кэ: которое ont эт:ел ".ет-с ся по призэденнкл ни хе уреапениям.
I.I. При - 9т/
Заметим, что'е разомни)r.-i: сизтемз г*г/лирзеенил l раяямс непрерывного гыпр.гчлонисгс токз
% (1С)=1С /с. i /5 (Ме) - иг Гу 2 ’
.... При 9^ < Ь НеЛИгК. системе Ilf
1.3. При 5^ в линеаризованной системе 2ТЛТ 1
' ' тм 5?у ;
ляется согласно(с. 2 ).
'-'. Злгктрэуэханичеекле н механические характеристики в сисгсе с ilk-регулвтором скорости в силу того, что данная система аста-
тичнв по нагрузке, поедставляют собой горизонтальные прямые ли-
3.2. И ИгЖМ XAPAKTEFHC'DL^I
' 3 и Р£1'УЛИРУЗ.Ш СТЛ15135Ш ПО Г-ГАГтаЗ
г’сн? хз;-д*нсатор Сды в деля обратной связи ПЛ-регултзэрз тогч ли яащунтиповать резистором Rju , то получают систему * регулируемы# стагизмом по нагрузке. Статическое падение скорости Ь ЭТОЙ CHCTCVS
где - ств .ическое падение скорости в системе с П-i» "M^o-ром, которое рассчитывает по в^г-ате. иям :э-psrpapa 6.1.
6.3. ПЗ?!^\0ЛЕУй процессу
Еа рис. б.г, представлены кривые изменения относительного пяданил скорости = в «сулкии!? относительного врп.ме-
ни при различных значениях _р^ .’кичче
•ip’> Qii/=R и со соответствуют Кастро ин? к^нтутл рргулира-взвил. сиз рос ги соэтветствечяэ па модульный к симметричный онтиму-мы. Ь ;личинв статического падения скорости пги номинал вне Л г?аг-рззке злектроадигатзлг (У - jTp/ определяется по выражениям парагр <а 6.1. \
Расчет пврзхсдных првцееео-э изменения сеорэоя» jc и тока J при изменениг уяр^няя-одегс и аоркулаадего зоз?дйотви;1 .тряее-дея в [«5, с.i60-l^p].
возмущении при нагрузке
33
ЛИТЕРАТУРА
I. Тихомиров В.А. Теория и расчет систем электропри-юда с подчиненным регулированием параметров. Учебное пособие:-орькиА: ГПИ им.А.А.Жданове, 1982. - 86 с.
2. Лебедев Е.Д., И е И м а р к В.Е., П и с т р а к й.Я ' л е z а и -о в с к и й O.B. Управление вентильными эЛектропри-;одами постоянного тока. - М.: Энергия, 1970.
3. 4 и ш б 9 й н В.Г. Расчет систем подчиненного регулировали вентильного электропривода постоянного тока,- М.: Энергия, '.972.
4. Гарнов В.К., Рабин о, вич В.Б., Зишневецкий Л.М. Унифицированные системы автэуправле-1ия электроприводом в металлургии. - М.: Металлургия,. 1977.
Справочник по проектированию автоматизированного электронки юдс и систем управления технологическими процессами/ Под ред. J.iI.Kpyno-еича, Г.Г.Барыбина, М.Л.Самовера.- 3-е изд., перераб. и 1,ог.- М._: Энергоиздзг, 1982. -416с,,'^л.
6. Каталог -справочник. Электрические машины постоянного тока единой серии «I 1у22 габаритов и двигатель-генераторы;-М.: iHlfc, 1964, 226 с.
7. 01.16.11-79. Машины постоянного тока серии гП.~ ’нгэрмэлентро, j380. ~
8. ЛК 05.30.X-CI. Электроприводы комплектные-тиристорные юсто.’гнного ток.:." !орм'де.етро, 1981.
03,. 30.14-78. Элетлролриво.ты комплектные тиристорные с* ” ZT3.- Янрормэлектро, 1978.
10. 07.09.0^-76. Сельсинные коыз.чдоаппараты СКАЗ, .'КАР, СКАН, атзлзг. - Ик[ормэлзгг;:. Г976 - 1; с. х
И. 3 к м и н Е.Я., Л к о з л е в В.И. Автоматииес;-хе упрлвл? чгэ электропривода*Л1.-М.: Здслач .икала, LJ7S. - ЗВ- с., ил.
12. 01.29.10-70. Электрически1? мэшпин систем звгомэгичи.-Ечформэлектро, ГОТО. - дв с.
13. Г-' . 'сторы: Спрявочгглк/ б.Н.Аедреев, А.К.Антон.тн, • ЬМ.Ивансв и др. Под ряд. 3.J.Четверткова. - .1,: .''Нерг^иэдзт, '.S6I. - 352 с.
34
СОДЕРЖАНИЕ
Стр.
4. Расчет параметров системы регулирования электропривода Постоянного тока с подчиненным регулированием координат 4.1. Расчет параметров регулятора тока..................... 3
4.а, . Расчет параметров П-регулнтора скорости......... 5
4.3. Расчет параметров -Ш-регулятора скорости........... 6
4.4. Расчет системы регулирования скорости с обратной
связью по ЭДС......................................
4.о, Расчет параметров П-регулятора тока «'возбуждения.., 12
, 4,6, Расчет параметров ПЛ-регулятора тока возбуждения.. I-» 4.7. Расчет параметров регулятора напряжения............ 16
4.В. Расчет‘контура регулирования ЭДС(параметров регулятора ЭДС в двухзонной системе регулирования скорости^ ............................................. I?
4.9. Расчет параметров регуляторов в линеаризованной системе регулирования скорости ........................ 19
'4,10, Расчет параметров регулятора модности............ 21
4.II. Расчет параметров регуляторов уравнительных, токов 22
5. Расчет систем регулирования положения.................. 24
\5.1. Система регулирования положения с линейным регуля-
тором положения..................................... 24 *
5.1.1. Общие замечания............................ 24
5.1.2. базовые траектории и переходные процессы... 26
5,1.3. Порядок расчета параметров системы, разовых траекторий и переходных процессов.................. 2?
5.2. Система регулирования положения с нелинейным регулятором положения....................................... Зи
6. Расчет статических характеристик и переходных процессов 52 6.1. Электромеханические и механические характеристики тиристорного электропривода с П-регулятором скорости и ЛИ-регулятором..................................... 31
6.2. Электромеханические и механические характеристики с регулируемым статизмом по нагрузке.................... 52
6.3. процессы...................................... 32
-Ъггераг/ра.............................................. Зя
УПРАВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ
Методические указании для выполнения курсового проекта
Часть 2
В.Л.Грязнов, 3.Г. Гитов. Б.Д. Ккбабенко
чн:-п1 редактор С.Н.Певчук Фактор И.И.Морозова
лич.редактор Н.А.Гуськова
1’4.25. II.ЕЗ. Ьориат 60x84^/16. Бу.’-!..г»з-етная. Печать офсетняд.
i..i, 2,2г. Уч.-изд..д.2,0. Тиран 390. Заказ 704, Бесплатно.
.срагсрия офсатисГ печати ГПН гпл. А.А.ДдсчсгЗ.
.'6СО.- ГСП-41, г.Гирькин, ул.Х.М;11;ь::з.2^.