1. Программа задания

Рассчитать параметры унифицированного контура регулирования момента в системе тиристорный преобразователь-двигатель постоянного тока (ТП-ДПТ) с типовой (стандартной) настройкой второго порядка и оценить точность регулирования.

2. Исходные данные

Вариант 14

Двигатель:  Uяном=47 В, Iяном=29 А, nяном=600 об/мин, Rя∑дв=0,123 Ом, л=2.

Преобразователь: Uном=120 В, Uу. ном=10 В, Iпр. ном=300 А, Rп∑=0,06 Ом, J∑=0,5 кгЧм2, Tя=0,03 с.

Шунт: Uш=75 мВ, Iш=200 А, kдт=100.

При Ф = Фном для двигателя с независимым возбуждением  , поэтому практически для регулирования момента используется жесткая отрицательная связь по току якоря. Функциональная схема рассматриваемого электропривода для этого случая представлена на рис. 1.1 (а), структурная — на рис. 1.1 (б). Как известно, при синтезе регулятора тока электромеханическую связь в двигателе по ЭДС вращения не учитывают  и структуру упрощают– рис.1.1 (в) (здесь не показано возмущение на контур тока в виде ЭДС вращения).

а) – функциональная электрическая схема контура регулирования тока

б) – структурная электрическая схема контура регулирования тока

в) – упрощенная структурная электрическая схема контура регулирования тока

Рис. 1.1. К расчету контура регулирования тока в системе ТП-ДПТ

3. Расчет

3.1. Параметры объекта регулирования схемы на рис. 1.1 (в)

Коэффициент усиления преобразователя:

Суммарное сопротивление якорной цепи:

Здесь коэффициент 1,1 учитывает сопротивление соединительных проводов.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Постоянные времени:

Т. к. значения Тф не заданы, предположив СИФУ преобразователя полупроводниковой, примем .

3.2. Настройка контура регулирования

Желаемая для настройки на технический оптимум передаточная функция разомкнутого контура регулирования тока:

Передаточная функция объекта регулирования:

Передаточная функция регулятора тока:

где - постоянная интегрирования ПИ-регулятора :

Упрощенная схема регулятора тока показана на рис. 1.1 (а).

3.3. Расчет параметров схемотехники регулятора тока

Постоянная цепи обратной связи регулятора:

Емкость конденсатора при Rост=10 кОм:

Величина коэффициента обратной связи по току kот, приведенная к задающей цепи:

Коэффициент усиления регулятора:

Отсюда

Стопорный ток электропривода:

Максимальное напряжение задания тока:

Коэффициент ЭДС двигателя:

Вернемся к настройкам контура регулирования и найдем передаточные функции:

(1.1):

(1.2):

(1.3):

3.4. Оценка точности регулирования тока

Для оценки точности регулирования тока в данном контуре используем формулу динамической ошибки по ускорению привода [1]:

Стопорный момент:

Относительная ошибка регулирования момента и тока в процессе пуска с Мс=0 по формуле (3.1):

Абсолютная ошибка по току (расхождение между статической и динамической механическими характеристиками):

Абсолютная ошибка при пуске с Мс=20 НЧм:

Ошибка уменьшилась в два раза, т. к. в два раза снизилось ускорение при пуске привода.