Система автоматического управления регулируемым электроприводом (стр. 4 из 9)

2) регулятор скорости (РС) – выполнен на операционном усилителе с корректирующей цепью;

3) датчик напряжения (ДН) – предназначен для гальванической развязки системы управления от силовой части и получения на выходе напряжения, пропорционального ЭДС или напряжению двигателя;

4) устройство соответствия (УС) – этот узел предназначен для выявления соответствия скорости вращения двигателя заданному значению;

5) внутренние источники питания;

6) узел токовой отсечки (ТО);

7) задатчик скорости;

8) блоки защиты и сигнализации.

Основные элементы структуры КТП представлены на рисунке 1.5 и третьем листе графической части курсового проекта (КП08.0259.003.Э2).

Рисунок 1.5 – Функциональная схема КТП БТУ-3501 нереверсивного однозонного электропривода

2. Статические режимы работы САУ ЭП

2.1 Построение естественной электромеханической характеристики (при питании от сети), характеристики в разомкнутой системе (при питании от ТП)

Уравнение механической характеристики двигателя постоянного тока независимого (параллельного) возбуждения имеет вид:

где U_C – напряжение подводимое к якорной цепи двигателя:

U_C=U_H=220 В;

M – электромагнитный момент, развиваемый двигателем, Н·м;

R_ДВ – сопротивление цепи якоря:

;

kФ_Н – конструктивный коэффициент двигателя;

ω₀ – скорость идеального холостого хода:

Δω – перепад скорости.

Приведенное уравнение преобразуем в уравнение электромеханической (скоростной) характеристики:

где I – сила тока в нагрузке.

Обе характеристики представляют собой прямые линии. Поэтому их построение осуществляется по двум точкам в координатах (ω₀, I=0, ω_Н, I=I_H). Номинальная угловая скорость рассчитана в подразделе 1.3:

Статические характеристики привода при питании от сети приведены на рисунке 2.1.1.

Из графика определяем

(при Ф=0,5Ф_н) и

, следовательно,

Диапазон регулирования в первой зоне:

Диапазон регулирования во второй зоне:

Полный диапазон регулирования:

Рисунок 2.1.1 – Электромеханические характеристики двигателя при питании от сети

Жесткость механической характеристики:

Статизм характеристики:

Построение электромеханических характеристик двигателя при питании от преобразователя в разомкнутой системе и при допущениях непрерывности тока вплоть до I=0 можно осуществить по формуле

Характеристики строим при углах управления

_н (обеспечивает получение номинальной скорости

_Н при номинальном токе нагрузки);

=1,5×

_н и

_max (обеспечивает минимальную скорость при номинальной нагрузке).

Значение

_н можно найти по формуле:

Значение

найдем в точке (2I_н, w=0), тогда

, т.е.

Расчетные значения для построения характеристик приведены в таблице 2.1, характеристики – на рисунке 2.1.2.

Таблица 2.1 – Результаты расчета характеристик привода при питании от ТП

	_Н = 18,88°			1,5 _Н = 28,32°			_max= 45,16°
I	0	I_H	2I_H	0	I_H	2I_H	0	I_H	2I_H
	113,54	83,78	34,02	124,24	74,48	24,72	99,52	49,76	0

Рисунок 2.1.2 – Электромеханические характеристики двигателя при питании от тиристорного преобразователя в разомкнутой системе регулирования

Жесткость характеристик:

Статизм характеристик:

2.2 Составление расчетной функциональной схемы РЭП и определение входных параметров (

)

Расчетная функциональная схема РЭП показана на рисунке 2.2. На схеме приняты следующие обозначения: ЗС – задатчик скорости; ЗИ – задатчик интенсивности;

– напряжение задания;

– напряжение управления во внешнем контуре, определяемое разностью между

и сигналом обратной связи по скорости

; НЗ2 – нелинейное звено в регуляторе скорости – зона насыщения;

– напряжение сравнения в зоне насыщения; РС – регулятор скорости;

– коэффициент усиления регулятора скорости;

– выходное напряжение регулятора скорости;

– напряжение управления во внутреннем контуре, определяемое разностью между

и разностным значением сигнала обратной связи по току и опорным напряжением в НЗ1; РТ – регулятор тока;

– выходное напряжение регулятора тока; ТП – тиристорный преобразователь;

– напряжение на выходе тиристорного преобразователя; Д1 – статорная часть электродвигателя;

– момент сопротивления;

– ток двигателя; Д2 – якорная часть двигателя; ДТ – датчик тока; НЗ1 – нелинейное звено в контуре тока – зона нечувствительности;

– угловая скорость;

– напряжение сравнения в контуре тока; ТГ – тахогенератор – реализует обратную связь по скорости;

– коэффициент передачи по скорости; ПУ – промежуточный усилитель в цепи обратной связи по скорости или делитель напряжения.

В схеме используется отрицательная обратная связь по скорости и отрицательная обратная связь по току с отсечкой.

Цепь обратной связи по току выполнена зоной нечувствительности

, а входной каскад усилителя насыщается при