Герман-Галкин С.Г. - Компьютерное моделирование полупроводниковых систем в MatLab 6.0 (1057404), страница 25
Текст из файла (страница 25)
4.8 б. Усл„. вия, при которых проводилось моделирование, видны из окна на, стройки блока.8~ср (рис. 4.8 в), Рис. 4.8. Модель ~а), механические характеристики ~б) и окно настройки ~в) ДПТ с параллельным возбуждением Результаты моделирования показывают, что двигатель развивает меньший пусковой момент и имеет большую скорость холостог~ хода по сравнению с двигателел1 с независимым возбуждением. 4.1.3. Мявигатепь постоянного тока С посае9оватепьным возбужяением На рис. 4.9 схематически показан двигатель постоянного тока с последовательным возбуждением. Уравнения, описывающие работу двигателя, имеют вид: Фв — )'е' ея = ~кто,„Фя, )'м~ Фя Рис.
4.9, ДПТ с последовательным возбуждением Введением базовых значений псрсменных Е)„юи „У„ ~)лоч ° Фном ° О)авои к.лои и вон е но,ч я я уравнения (4.5) приводятся к безразмерному виду: где; Т= я я, )5 = ' — — параметры двигателя. 1 + б т)лои гя+гя ' Ин+гя) )нои Элект оп иво ы постоянного тока и =(7Ъ+!) 1 +1.,) а<, 14.7) Рзб а11 а) Рибисн хур<кя 15 05 б] Компьютерное моделирование полупроводниковых систем Представим уравнения 14.6) в операторном виде: Модель двигателя, построенная по системс уравнений 14 7) пРсДставлсна на Рис. 4.10 а пРи скачкс УпРавлсш!Я В момент 0,5 с и скачке возмущения в момент 5 с.
Переходиыс процессы, показан. ныс на рис. 4.10 б, свидстсльствуют о том, что при пуске мол<сит — рис„4.70. Модель (а) и результаты моделирования (о) ДГ(Т ~ с последовательным возбуждением двигателя с последовательным возбуждением з<шч<пслыю превышает момент даю атсля с независимым возбуждением и двигателя с параллсльиым возбу<кдсписм. Это достоинство двигателя широко использустся В тяГОВых (подъемно-транспортных) злск!170приВОдах Однако в двигателе с последовательным возбуждением при приложении нагрузки наблюдается значительнь<й провал скорости. Для исследования механической характеристики построена модель )рис. 4.!! а) аналогично раисе описанным вариантам ДПТ. Результаты моделирования приведены иа рис.
4.11 б. Механическая характеристика двигателя является существенно нелинейной. При малых моментах она является очень «мягкой», а ири больших моментах достаточно «жесткой». б) иис, 4.71. Модель (а) и механические карактеристики (б) ДПТ с по последовательным возбу<кдениетл Злект оп иво и постоянного тока кув(уяа+!) Так+1 к (4.8) (4.9) (4.10) цтг Т, =4Т„; Тг = —" (4.11) Компьютерное моделирование полупроводниковых систем 4.2. Эпекврояривоя постоянного тока на базе управпяемого выпрямитепя !15, 35) На первом этапе рассмотрим вопросы синтеза электроприво ода по «гладкой» составляющей. В этом случае управляемый выпряги ямв. тель может считаться непрерывным апериодическим звеном с к ко- эффициентом усиления ктв н малой постоянной времени Тв = 2я гггог (сы.
гл. 3). Кроме того, выходное сопротивление УВ, равноо гггпг Р,„= — 2,~, + йв, включается последовательно с сопротивление 2гг ™ и якоря и тем самым уменьшает электромагнитную постоянную вре. мсни и увеличивает электромсханическую. Выходная индуктивность УВ включается также последовательно с якорем двигателя и тем самым увсличивает электромагнитную постоянную времени. Для конкретных случаев всегда можно оценить рсзультирующяе постоянные времени системы (У — двигатель). При синтезе регуляторов тока и скорости будем исходить из общих положений, изложенных в гл. 2.
Если принять за малую нскомпенсированную постоянную времени Т, = к,,„Т„, то регулятор тока должен быть пропорционально-интегральным с передаточной функцией При настройке скоростной системы на оптимум по модулю регулятор скорости должен иметь передаточную функцию пропорци. онального звена с коэффициентом передачи гг„. Тогда передаточная функция разомкнутой и замкнутой системы будут иметь вид: и'и„( )= '" Иьо,( )= 1 (т„а+ 1)т " Т„,т„, т — "к + — "' а+! Те оптимум по модулю достигается при )г„= 2тв С учетом вышесказанного, на рис.
4.12 показана модель электропривода с управлением по цепи якоря от УВ по «гладкой» составляющей. Парамстры регуляторов, рассчитанные в соответствии с вышеизложенным, составили: — для регулятора тока к„= 7, к„= 300; — для регулятора скорости к = 50. Рис. 4.12. Модель электропривода'постоянного тока Переходной процесс «в малом» показан на рис. 4.13, по управлению элсктропривод настроен на оптимум по модулю. По возмуше- ~ нию элсктропривод является статическим, поэтому наблюдается ф провал скорости при приложении момента нагрузки. Если такая характеристика по возмущеншо не удовлетворит проектировщика, то в качестве регулятора скорости следует выбрать ПИ-регулятор и настроить электропривод по скорости на симметричный оптимум.
В этом случае псрсдаточная функция регулятора скорое~и будет иметь вид Та+1 Т а постоянные Т, и Т, определятся из выражений Элект оп иво ы постоянного тока | гз х МЯИ,Ж 1я в||За| ',1.а Л Л |ьтт с ас 4 ей! р'тввт яви 4 Рис. 4.15. Переходной процесс в большом ° в электроприводе Рис. 4.14. Переходной процесс «в малом» в электроприводе постоянного тока при настройке на симметричный оптимум Рис. 4.13. Переходной процесс «в малом» в эпектроприводе постоянного тока при настройке на оптимум по модулю П, Компьютерное моделирование полупроводниковых систем Псрсходиыс процессы по моменту и скорости «в малом» и, пря такой пастройкс, полученные па модели (рис.
4.12), прсдставле„ иь| иа рис, 4.14. Переходной процесс «в большом» при ограиичсиип отиоситсльио го тока якоря иа уровис 0,3 представлен иа рис. 4.15. По этиы проц~~' сам, как уже говорилось, рассчитываются элелтромагиитиые процессь сы в электроприводе, электроыаг|и|тиые нагрузки иа элементы преобразо ватсля и эпсргетичсскис характеристики элскгропривода. Влияиис управляемого выпрямителя иа динамические процессы ыв системс можно оцепить как с |юмощью функциональной модели У: гак и с использованием виртуальной модели. Функциональная ыо дель строится иа базе функционалы«|й схемы УВ (рис. 3.3, гл.
3) На рис. 4.1б и показала модель замкнутого элсктропривода, а па рис. 4.16 б модель УВ. постросииая па базс фуикциоиальиой схемы. Такая модель может быть использована для исследования динамических процессов в систсл|с с УВ. Но опа ис удобиа (хотя может быль использована) для исследования электромагнитных и эиергетичсских процессов УВ, вюиочеииого в зпу систему. Использование функциональной модели целесообразно при исследовании динамики системы «в малом». Оиа позволяет учесть специфику УВ и уточнить параметры регуляторов. Использование виртуальной модели в этом смысле оказывается достаточио неудобным, так каь время моделирования в системс с виртуальной моделью зиачитсльпо превышает время моделироваиия с функциональной моделью.
На рис. 4.17 показан переходной процссс в замкнутом элсл-гроприводс «в малом» при таких жс, как лля непрерывной системы, |астройках регуляторов. Злект оп иво ы постоянного тока б) )ф Компьютерное моделирование полупроводниковых систем Рис. 4.16. Функциональная модель электропрнвода (а) с УВ (б) Сравнение результатов моделирования показывает, что влияние управляемого выпрямителя на переходныс процессы проявляется в достаточно сильной степени. Следует заметить, что здесь привел~и пример привода с однофазным двухполупериодным УВ, в которои ил~пульсный характер процессов достаточно сильно выражен.
Виртуальная модель электропривода с УВ показана на рис. 4.)в. Модель содержит виртуальную машину постоянного тока, трехфаз ный двухполупериодньш УВ, виртуальный блок управления УВ н систему управления, регуляторы которой реализованы в соответ ствии с положениями, изложенными выше. При этом необходимо согласовать схему управления с регуляторами, рассчитанными в базе относительных (безразмерных) параметров с виртуальной мо делью машины, реальные параметры которой задаются в его окне Рис. 4 17. Переходные процессы в электроприводе с УВ "с.
4.тВ В нртуальная модель электропрнвода с УВ Элект оп иво ы постоянного тока а) х, б] IУК 1 ~ се! Зла *в Гпп ! ! Компьютерное моделирование полупроводниковых систем иастройки. Это делается очень просто. Для этого реальный двигателя из блока измерения делится иа ток базовьш, а рсальл 3 скоРость дсбштсЯ иа скоРость базовУю, В модели иа Рис. 4.1к э,, цели служат усилители К) и К2, Эзу модель рекомендуется использовать для псследоваиия зве готических характеристик элсктропривода. Раисе указывалось „, то, что исследование энергетических характеристик следует осуц„ ствлять при анализе псрсходиых процессов «в большом», с рсаяя зацисй трех типовых режимов рабогы: (!режима пуска с выходом иа огрсзиичеушя. заложсииь!е, систему; (1 рсжириа холостого хода; (.1 рсжима работы при поминальной нагрузке.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
