ПЗ (1228677), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Приведем пример для расчета времени t = 0,1 с.
Результаты расчета сводим в табличную форму (см. таблицу 1.9)
Таблица 1.9 Результаты расчетов для режима перехода с первой рабочей скорости на вторую
t, с | 0 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,33 |
М, Н∙м | 3,22 | 4,38 | 4,94 | 5,21 | 5,25 |
ω, рад/с | 152,83 | 151,35 | 150,65 | 150,31 | 150,25 |
n, об/мин | 1460,15 | 1446,08 | 1439,33 | 1436,09 | 1435,51 |
Определяем электромеханическую постоянную времени для характеристики перехода двигателя со второй рабочей скорости на третью
Начальное и конечное значение момента для характеристики перехода двигателя со второй рабочей скорости на третью, Н∙м.
Полученные значения начальных, конечных значений момента и скорости подставляем в выражения (1.46) и (1.48) для расчета переходных процессов
где
Приведем пример для расчета времени t = 0,1 с.
Результаты расчета сводим в табличную форму (см. таблицу 1.10)
Таблица 1.10 Результаты расчетов для режима перехода со второй рабочей скорости на третью
t, с | 0 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 |
М, Н∙м | 5,25 | 6,48 | 6,98 | 7,18 | 7,26 |
ω, рад/с | 150,25 | 149,68 | 149,45 | 149,36 | 149,31 |
n, об/мин | 1435,51 | 1430,12 | 1427,95 | 1427,08 | 1426,72 |
Определяем электромеханическую постоянную времени для характеристики перехода двигателя с третьей рабочей скорости на четвертую
Начальное и конечное значение момента для характеристики перехода двигателя с третьей рабочей скорости на четвертую, Н∙м.
Полученные значения начальных, конечных значений момента и скорости подставляем в выражения (1.46) и (1.48) для расчета переходных процессов
где
Приведем пример для расчета времени t = 0,1 с.
Результаты расчета сводим в табличную форму (см. таблицу 1.11)
Таблица 1.11 Результаты расчетов для режима перехода с третьей рабочей скорости на четвертую
t, с | 0 | 0,1 | 0,2 | 0,4 | 0,6 |
М, Н∙м | 7,26 | 8,58 | 9,04 | 9,25 | 9,28 |
ω, рад/с | 149,31 | 148,84 | 148,68 | 148,61 | 148,60 |
n, об/мин | 1426,49 | 1422,08 | 1420,56 | 1419,86 | 1419,77 |
Определяем электромеханическую постоянную времени для характеристики перехода двигателя с четвертой рабочей скорости на пятую
Начальное и конечное значение момента для характеристики перехода двигателя с четвертой рабочей скорости на пятую, Н∙м.
Полученные значения начальных, конечных значений момента и скорости подставляем в выражения (1.46) и (1.48) для расчета переходных процессов
где
Приведем пример для расчета времени t = 0,1 с.
Результаты расчета сводим в табличную форму (см. таблицу 1.12)
Таблица 1.12 Результаты расчетов для режима перехода с четвертой рабочей скорости на пятую
t, с | 0 | 0,1 | 0,2 | 0,4 | 0,6 |
М, Н∙м | 9,28 | 10,72 | 11,13 | 11,27 | 11,29 |
ω, рад/с | 148,60 | 148,42 | 148,37 | 148,35 | 148,35 |
n, об/мин | 1419,76 | 1418,03 | 1417,54 | 1417,37 | 1417,35 |
На основании расчетных данных (см. таблицы 1.6-1.12) строим графики переходных процессов М = f(t) и ω = f(t)для режима пуска в две ступени, выхода на рабочую скорость первой ступени и режимов перехода с первой рабочей скорости на вторую, со второй на третью, с третьей на четвертую и с четвертой на пятую (см. приложение А. рисунок А.1).
2. РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПОСТОЯННОГО ТОКА
Характеристики разомкнутых ЭП, построенных по системе «преобразователь—двигатель» (П — Д), имеют относительно невысокую жесткость из-за влияния внутреннего сопротивления преобразователя. Для получения значительных диапазонов и высокой точности регулирования скорости требуется иметь более жесткие характеристики, которые можно получить лишь в замкнутой системе П—Д. Кроме того, характеристики разомкнутой системы не обеспечивают точного регулирования (или ограничения) тока и момента, что также требует перехода к замкнутой системе.
Для получения жестких характеристик ЭП, необходимых для регулирования скорости, и мягких характеристик, требуемых для ограничения тока и момента, т. е. при регулировании двух (или более) координат, применяются различные сочетания обратных связей. В схеме ЭП с нелинейными обратными связями по скорости и току (см. рисунок 2.1) для обеспечения нелинейности цепей обратных связей использованы узел токоограничения УТО и узел ограничения скорости УСО, характеристики которых показаны внутри соответствующих условных изображений.
На валу ДПТ находится датчик скорости – тахогенератор (ТГ), выходное напряжение которого пропорциональное скорости ДПТ и является сигналом обратной связи. Коэффициент пропорциональности носит название коэффициента обратной связи по скорости и может регулироваться за счет изменения тока возбуждения ТГ. Сигнал обратной связи Uо.с=Uтг=γω сравнивается с заданным сигналом скорости Uз.с.
| (2.1) |
УТО, также называется узлом токовой отсечки, вместе с сигналом тока после УСО U’вх. Этот сигнал определяет уровень тока отсечки Iотс, с которого начинается регулирование (ограничение) тока. Сигнал обратной связи по току Uо.т
| (2.2) |
где – коэффициент обратной связи по току.
| (2.3) |
Сигнал Uвх подается на вход дополнительного усилителя У, который с коэффициентом kу усиливает сигнал рассогласования Uвх и подает его в виде сигнала управления Uу на вход преобразователя П.
Приведенная схема соответствует структуре с общим усилителем и нелинейными обратными связями.
| Рисунок 2.1 Функциональная схема управления автоматизированным электроприводом с двигателем постоянного тока с обратными связями по скорости и току. |
Рисунок 2.2. Характеристики системы преобразователь-двигатель с обратными связями по скорости и току.
В зоне I в диапазоне токов 0...I отс действует только обратная связь по скорости, обеспечивая жесткие характеристики ЭП. В зоне II вступает в действие обратная связь по току и характеристики становятся мягче. При дальнейшем увеличении тока и уменьшении скорости ниже скорости отсечки ω отс перестает действовать обратная связь по скорости и за счет действия связи по току характеристики становятся еще мягче (зона III), обеспечивая требуемое ограничение тока и момента.
После формирования требуемых статических характеристик в замкнутом ЭП, построенном по схеме с общим усилителем, может оказаться, что его динамические характеристики неприемлемы — движение в переходных процессах оказывается или неустойчивым, или оно характеризуется перерегулированием и колебаниями, или значительным временем протекания. В этих случаях требуется осуществление коррекции АЭП.
Сущность коррекции динамических характеристик АЭП заключается в том, что в его схему включаются дополнительные (корректирующие) устройства, позволяющие нужным образом изменять эти характеристики. Определение схемы (структуры), параметров и места включения корректирующих устройств или, как говорят, их синтез, производится по заданным критериям качества переходных процессов методами, разработанными в теории автоматического регулирования в ЭП.