ПЗ (1230312), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Узел распределения импульсов принимает сигналы от узловсинхронизации с сетью (УСС) и фазового управления (УФУ) через входыУСС, УФУ, и распределяет импульсы по плечам тиристорного преобразователя D1+, D2+.Для контроля импульсов подключены выходные разъемы D1 и D2.ДП 190301.65.К13-Л-133в.ПЗИзмЛист№ документаПодписьДатаЛист56На рисунке 3.8 показана принципиальная схема узла распределения импульсов.Рисунок 3.8 – Принципиальная схема узла распределения импульсов3.8 Чувствительный элементЧувствительный элемент преобразует текущее значение тока якоря двигателя Iтэд в код Kj, необходимый для работы элемента сравнения на выходыЭС1–ЭС4. Чувствительный элемент состоит из восьмибитного аналогоцифрового преобразователя ADC.На вход Uref+ поступает сигнал опорного напряжения с уровнем 26,7 В.Принципиальная схема чувствительного элемента показана на рисунке 3.9.ДП 190301.65.К13-Л-133в.ПЗИзмЛист№ документаПодписьДатаЛист57Рисунок 3.9 – Принципиальная схема чувствительного элемента3.9 Объект регулированияОбъектом регулирования является якорная цепь двигателя постоянноготока с последовательным возбуждением.Согласно схеме на рисунке (3.10) напряжение с источника питания V7поступает на первичную обмотку трансформатора Т3.
Со вторичных обмоток напряжение поступает на тиристоры D1, D2. Выпрямленное напряжениепроходит по якорной цепи двигателя и обмотки возбуждения, создавая ток,который фиксируется датчиком V8, преобразующий его в сигнал напряжения.Нулевой диод D3, включенный в обратном направлении, служит дляуменьшения пульсации выпрямленного напряжения, поскольку при запирании тиристора он замыкает цепь нагрузки в целях реализации э.д.с. самоиндукции трансформатора.Параметры применяемой электрической машины постоянного тока приведены на рисунке 3.11.ДП 190301.65.К13-Л-133в.ПЗИзмЛист№ документаПодписьДатаЛист58Рисунок 3.10 – Схема объекта регулированияРисунок 3.11 – Параметры электрической машины постоянного токаДП 190301.65.К13-Л-133в.ПЗИзмЛист№ документаПодписьДатаЛист594 АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ И ПОЛУЧЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИКДля связывания программных пакетов LabVIEW и Multisim быласобрана блок-диаграмма, представленная на рисунке 4.1.Рисунок 4.1 – Блок-диаграмма программы в LabVIEWВ левой части окна расположены элементы управления симуляцией.Продолжительность процесса работы программы задается параметрамивремени моделирования.
Ток двигателя является основным параметром, подающим сигнал на вход «I_in» блока «CAP_toka».В правой части окна расположены элементы для получения анализа ивизуализации характеристик, получаемые с выходов иерархических разъемов блока «CAP_toka» (расположенные в функциональной схеме Multisim нарисунке 3.1).Далее более подробно рассмотрим элементы управления на рисунке 4.2.ДП 190301.65.К13-Л-133в.ПЗИзмЛист№ документаПодписьДатаЛист60абРисунок 4.2 – Элементы управления САР: а – блок-диаграмма; б – лицевая панельУправление САР тока производится в двух режимах: ручной и автоматический.
Выбор режима осуществляется кнопкой «Режим», подающий логический сигнал на селектор. При ручном режиме, в модель поступает сигналзначения уровня тока с ручки регулятора. В автоматическом режиме уровеньтока изменяется по заданному алгоритму, в зависимости от установленныхзначений времени переключения «Т_1» и «T_2». Время окончания моделирования задается вручную в соответствующем окне. Принудительная остановка моделирования осуществляется нажатием кнопки «Stop».Визуализация характеристик производится на основе данных модели собранной в среде Multisim.На блок-диаграмме визуализации расположены элементы:– усиления сигнала (блоки умножения);– смещения графика по вертикальной оси (блоки сложения);– создания многомерных массивов;ДП 190301.65.К13-Л-133в.ПЗИзмЛист№ документаПодписьДатаЛист61– добавления оси времени в массивы данных;– монитор вывода графических данных.Элементы визуализации характеристик приведены на рисунке 4.3.Рисунок 4.3 – Блок-диаграмма элементов визуализации4.1 Анализ работы системы автоматического регулирования токадвигателяРабота системы автоматического регулирования тока двигателя при ручном задании тока со значением I = 17 A представлена на рисунке 4.4.Работа системы при программном изменении тока двигателя с начальным уровнем тока I = 20 A, средним I = 14 А, и конечным I = 17 A представлена на рисунке 4.5.Временная диаграмма совместной работы ГИК, УФУ и УРИ представлена на рисунке 4.6.ДП 190301.65.К13-Л-133в.ПЗИзмЛист№ документаПодписьДатаЛист62ДП 190301.65.К13-Л-133в.ПЗИзмЛист№ документаПодписьДатаЛист63Рисунок 4.4 – Временная диаграмма токов и импульсов с элемента сравненияДП 190301.65.К13-Л-133в.ПЗИзмЛист№ документаПодписьДатаЛист64Рисунок 4.5 – Временная диаграмма токов и импульсов с элемента сравненияДП 190301.65.К13-Л-133в.ПЗИзмЛист№ документаПодписьДатаЛист65Рисунок 4.6 – Фрагмент временной диаграммы формирования управляющих импульсовНа рисунке 4.6 показан увеличенный фрагмент временной диаграммыформирования управляющих импульсов продолжительностью 0,1 секунды.В верхней части расположена синусоида бирюзового цвета, характеризирующая напряжение контактной сети U КС .
Линия оранжевого цвета показывает импульсную последовательность U С , которая меняет свое значение при переходе U КС через ноль. Линия красного цвета показывает короткий импульс U С , возникающий в момент перехода через ноль U КС . Линиейзеленого цвета на временной диаграмме показан тактовый импульс f Т счастотой 1,6 кГц. Линия желтого цвета показывает дополнительный кодK огр работы РТ. Ломанной голубого цвета указывается прямой код K U .Фиолетовая линия показывает управляющие импульсы U C работы УФУ.Две последние линии синего и розового цвета указывают на распределениеимпульсов по плечам тиристорного преобразователя U 1,3 и U 2,4 соответственно.4.2 Определение показателей качества регулирования по переходнойхарактеристикеОценку запаса устойчивости и быстродействия можно произвести по виду кривой переходного процесса в системе автоматического регулированияпри некотором типовом входном воздействии, которым может быть какуправляющее, там и возмущающее воздействие.
В качестве типового входного воздействия рассматривается обычно единичный скачок. В этом случаекривая переходного процесса для регулируемой величины будет представлять собой переходную характеристику системы, представленную на рисунке 4.7.ДП 190301.65.К13-Л-133в.ПЗИзмЛист№ документаПодписьДатаЛист66XσXmax2∆X(∞ )0t, ctпРисунок 4.7 – Переходная характеристикаСклонность системы к колебаниям, следовательно, и запас устойчивостимогут быть охарактеризованы максимальным значением регулируемой величины Xmax или перерегулированием σ.Перерегулированием называют максимальное положительное отклонение регулируемой величины в переходном процессе от заданного значения [3].Перерегулирование можно получить из выражения (4.1). X ( ) % X max100% ,X ( )(4.1)где X () 0 представляет собой установившееся значение регулируемойвеличины после завершения переходного процесса.
Допустимое значениеперерегулирования для той или иной системы автоматического регулирования может быть установлено на основании опыта эксплуатации подобныхсистем. Считается, что запас устойчивости является достаточным, если величина перерегулирования не превышает 30 %.Быстродействие системы может определяться по длительности преходного процесса tп.ДП 190301.65.К13-Л-133в.ПЗИзмЛист№ документаПодписьДатаЛист67Длительность переходного процесса определяется как время, протекающее от момента приложения на вход единичного скачка задающего воздействия до момента, после которого регулируемая величина достигла заданного значения в пределах допустимой ошибки [3].Или имеет неравенство (4.2)X (t ) X () ,(4.2)где Δ – заданная малая постоянная величина, представляющая собой допустимую статическую ошибку. Величина X(∞) в частном случае может равняться нулю.Установившееся значение разности между заданным и конечным значениями регулируемой величины при постоянном значении управляющего ивозмущающего воздействия называется статической ошибкой [3].Допустимое значение времени переходного процесса определяется наосновании опыта эксплуатации систем регулирования.Дополнительно к величине перерегулирования σ иногда задается допустимое число колебаний, которое наблюдается в течение времени переходного процесса, и обычно составляет одно-два колебания.Графически требования к запасу устойчивости и быстродействию сводятся к тому, чтобы отклонение регулируемой величины при единичномвходном воздействии не выходило из некоторой области, называемой областью допустимых отклонений регулируемой величины в переходном процессе (рисунок 4.8).ДП 190301.65.К13-Л-133в.ПЗИзмЛист№ документаПодписьДатаЛист68X2∆Xmax0X(∞ )t, ctпРисунок 4.8 – Область допустимых отклонений регулируемой величиныПроизведем анализ переходной характеристики на рисунке (4.4), результат которого приведен на рисунке (4.9), численные значения параметров занесены в таблицу (4.1).2∆σXmaxX(∞)Рисунок 4.9 – Переходная характеристика при I = 17 АДП 190301.65.К13-Л-133в.ПЗИзмЛист№ документаПодписьДатаЛист69Таблица 4.1 – Параметры переходной характеристикиПараметрЗначениеXmax, А20,3Х(∞), А17σ, %19,41tп, с0,142Δ, А2,1Расчетыпоказали,чтовеличинаперерегулированиясоставилаσ = 19,41 %.
Это значение не превышает 30 %, что свидетельствует о достаточном запасе устойчивости предложенной системы автоматического регулирования тока двигателя.ДП 190301.65.К13-Л-133в.ПЗИзмЛист№ документаПодписьДатаЛист705 БЕЗОПАСНОСТЬ ТРУДА ПРИ ОБСЛУЖИВАНИИ СИСТЕМАВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОКА ДВИГАТЕЛЕЙКаждый сотрудник находится под постоянным воздействием неблагоприятных и потенциально опасных факторов. Эти факторы могут быть образованы как природным воздействием, так и в результате хозяйственнойдеятельности человека.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
