Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника arrow Автоматизированный электропривод главного движения карусельного станка

Построение структурной динамической схемы и синтез регуляторов

На основании разработанной функциональной схемы и передаточных функций звеньев СЭП построю динамическую структурную схему (ДСС) системы, обозначая на ней соответствующие функциональные звенья и переменные (регулируемые) параметры.

Динамическая структурная схема САР

Рисунок 6 Динамическая структурная схема САР.

При преобразовании исходной структурной схемы можно пренебречь внутренней отрицательной обратной связью по ЭДС двигателя т. к. изменение ЭДС тиристорного преобразователя на много больше ЭДС двигателя ()

В системах подчиненного регулирования оптимизация контуров обычно выполняется в соответствии со стандартными настройками с учетом условий работы СЭП и соотношения параметров объекта управления.

В САР скорости контур тока чаще всего настраивается на наибольшее быстродействие оптимум по модулю (ОМ), а контур скорости на симметричный оптимум (СО). Определим параметры ПИ-регулятора тока по формулам

; с

где - суммарная малая постоянная времени контура тока.

с

Передаточная функция разомкнутого контура тока:

Передаточная функция замкнутого контура тока:

так как q < 0,5 то надо применить вторую ступень оптимизации, то есть применим активный фильтр.

; с

где - частота упругих колебаний механической системы (= 110 );

- коэффициент демпфирования упругих колебаний (= 0,05).

;

с

с-1

Для подавления упругих колебаний в механической системе, вводим в САУ дополнительное средство последовательной коррекции на активном режекторном фильтре (АРФ) с передаточной функцией:

где =1; = 0,5…1 - обеспечивает в большинстве случаев удовлетворительную динамику СЭП при управляющем Uзс и возмущающем Мс воздействиях.

После синтеза регуляторов определяем статическую ошибку Днсз замкнутой СЭП на верхней и нижней скоростях и строим соответствующую механическую характеристику (рисунок 7).

Для нашей двухкратноинтегрирующей системы с ПИ-РС:

где - коэффициент усиления регулятора скорости в статике (= 10000).

- изменение статического момента на валу двигателя:

Нм

- значение скорости в рабочей точке

· на нижней скорости при

· на верхней скорости

Механические характеристики двигателя после синтеза регуляторов, т.е. в замкнутой системе

Рисунок 7 Механические характеристики двигателя после синтеза регуляторов, т.е. в замкнутой системе.

При синтезе СЭП с двухзонным регулирование скорости, необходимо также оптимизировать процессы в цепи возбуждения ДПТ, с этой целью определяем основные параметры контура тока возбуждения двигателя:

Постоянная времени возбуждения двигателя

где - постоянная времени контура тока возбуждения;

- коэффициент рассеивания потока двигателя, учитывающий наличие потоков рассеивания (= 1,15..1,25) выберу =1,2;

- коэффициент намагничивания.

где Вб - номинальный поток возбуждения;

- число витков обмотки возбуждения;

- номинальный ток обмотки возбуждения.

Для того чтобы найти коэффициент намагничивания необходимо построить типовую кривую намагничивания ДПТ.

Кривая намагничивания двигателя постоянного тока

Рисунок 8 Кривая намагничивания двигателя постоянного тока.

Из графика видно, что = 6044 А•В;

= 0,02

Номинальный ток обмотки возбуждения

А

Исходя из условий: , выберу тиристорный возбудитель.

В, А

Исходя из требований получаем: Тиристорный возбудитель типа КТЭУ 10/220

Тип преобразователя

Напряжение

, В

Ток номинальный

I, А

Ток максимальный

I, А

КПД

,%

КТЭУ 10/220

220

10

40

85

Уравнение характеристики СУТП:

=

Максимальный ток - ток, при котором допускается работа агрегата в повторно- кратковременном режиме в течение 15 с. со времени цикла 10 мин при условии, что среднеквадратичное значение тока не превышает номинального значения. Управление реверсивным тиристорным агрегатом - раздельное. Силовая часть преобразователя построена по трехфазной мостовой схеме выпрямления. Агрегаты с номинальным напряжением 220 В предназначены для подключения к сети с линейным напряжением 380 В через силовой трансформатор, вторичное напряжение которого равно 220…230 .

Расчет активного сопротивления обмотки возбуждения двигателя при температуре 150 0С.

Ом

с

Эквивалентная постоянная времени возбуждения двигателя

= +

где

с

Коэффициент обратной связи по току возбуждения

где - напряжение ограничения регулятора ЭДС (для УБСР-АИ В).

При оптимизации процессов в цепи возбуждения двигателя контуры тока возбуждения и ЭДС, чаще всего настраиваются на оптимум по модулю (ОМ). При этом параметры ПИ-регулятора тока возбуждения определяются формулами:

где - коэффициент передачи и постоянная времени тиристорного возбудителя;

- коэффициент передачи датчика потока (= 0,5..1) выберу =0,7

где - максимальная выпрямленная ЭДС ТВ и рассчитывается по следующей формуле:

где = 220 В - фазное напряжение

= 0….10 В

с

- коэффициент передачи датчика потока 0,5…1 (выберу 1)

с

ПИ-регулятор ЭДС настраивается на оптимум по модулю (ОМ)

где постоянная времени датчика ЭДС;

с

- конструктивная постоянная двигателя;

- коэффициент обратной связи по ЭДС двигателя;

где- номинальная ЭДС двигателя

- напряжение ограничения задатчика ЭДС (для серии УБСР-АИ =10 В)

0,035 с

Расчет переходных процессов, построение логарифмических частотных характеристик и исследование динамики СЭП

Блок схема моделирования САР в MatLab

Рисунок 9 - Блок схема моделирования САР в MatLab

Переходной процесс по управляющему воздействию - скорость двигателя

Рисунок 10 - Переходной процесс по управляющему воздействию - скорость двигателя

Переходной процесс по управляющему воздействию - скорость механизма

Рисунок 11 - Переходной процесс по управляющему воздействию - скорость механизма

График тока по управляющему воздействию

Рисунок 12 - График тока по управляющему воздействию

Переходной процесс по возмущающему воздействию - скорость двигателя

Рисунок 13 - Переходной процесс по возмущающему воздействию - скорость двигателя

Переходной процесс по возмущающему воздействию - скорость механизма

Рисунок 14 - Переходной процесс по возмущающему воздействию - скорость механизма

Ток якоря по возмущающему воздействию

Рисунок 15 - Ток якоря по возмущающему воздействию

График ЛЧХ разомкнутой СЭП

Рисунок 16 - График ЛЧХ разомкнутой СЭП

 
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 
Предметы
Агропромышленность
Банковское дело
БЖД
Бухучет и аудит
География
Документоведение
Естествознание
Журналистика
Информатика
История
Культурология
Литература
Логика
Логистика
Маркетинг
Математика, химия, физика
Медицина
Менеджмент
Недвижимость
Педагогика
Политология
Право
Психология
Религиоведение
Социология
Статистика
Страховое дело
Техника
Товароведение
Туризм
Философия
Финансы
Экология
Экономика
Этика и эстетика
Прочее