Однозонный тиристорный электропривод постоянного тока (стр. 2 из 5)

2а – число параллельных ветвей, 2а = 2;

2р – число полюсов, 2р = 4.

Коэффициент ЭДС и момента электродвигателя

вс/рад. (3.5)

Номинальный поток

Вб. (3.6)

Сопротивление обмотки возбуждения при температуре 80 °С

Ом . (3.7)

Номинальный ток возбуждения

А . (3.8)

Коэффициент наклона кривой намагничивания при Ф = Ф_н

Вб/А , (3.9)

где

определяется по кривой намагничивания [1].

Индуктивность обмотки возбуждения

Гн. (3.10)

Электромагнитная постоянная времени цепи возбуждения

с. (3.11)

Постоянная времени контура вихревых токов

с . (3.12)

Индуктивность якоря двигателя

Гн , (3.13)

где

= 0.1 – для компенсированных машин.

Электромагнитная постоянная времени якоря электродвигателя

с. (3.14)

Момент инерции двигателя

кгм² . (3.15)

Момент инерции механизма, приведенный к валу электродвигателя

кгм². (3.16)

Момент инерции привода

кгм². (3.17)

Номинальный момент электродвигателя

Нм. (3.18)

Максимальное ускорение электродвигателя при пуске от задатчика интенсивности

рад/с² _, (3.19)

при М_дин = М_н.

Приведенное к цепи выпрямленного тока сопротивление трансформатора

Ом. (3.20)

Максимальная выпрямленная эдс преобразователя цепи якоря

В. (3.21)

где k_сх1 = 2.34 – коэффициент трехфазной мостовой схемы выпрямления.

Индуктивное сопротивление трансформатора, приведенное к цепи вторичной обмотки

Ом. (3.22)

где k_сх2 = 0,815 – для трехфазной мостовой схемы выпрямления.

Эквивалентное сопротивление трансформатора, учитывающее снижение выпрямленного напряжения при коммутации вентиля

Ом. (3.23)

Сопротивление сглаживающего дросселя

Ом. (3.24)

Сопротивление шин и кабелей

Ом. (3.25)

Сопротивление цепи ТП – якорь двигателя

. 3.26)

Индуктивность рассеяния трансформатора

Гн. (3.27)

Индуктивность цепи ТП – электродвигатель

Гн. (3.28)

Максимальное значение коэффициента усиления ТП в цепи якоря с СИФУ, выполненной по вертикальному принципу управления с пилообразным напряжением сравнения

. (3.29)

где U_оп – амплитуда опорного напряжения в СИФУ, U_оп = 10 В.

Электромагнитная постоянная времени цепи ТП – электродвигатель

с . (3.30)

Электромеханическая постоянная времени

с. (3.31)

Передаточный коэффициент шунта в цепи якоря

Ом. (3.32)

Коэффициент усилителя датчика тока якоря

. (3.33)

Коэффициент передачи усилителя датчика тока якоря

, (3.34)

где U_ДТmax – максимально допустимое значение напряжения на выходе датчика тока, U_ДТmax = 10 В.

Шунт в цепи возбуждения выбираю по номинальному току возбуждения электродвигателя. Выбираем шунт на ток I_ншв = 15 А.

Передаточный коэффициент шунта в цепи возбуждения

. (3.35)

Коэффициент усилителя датчика тока в цепи возбуждения

Напряжение датчика тока возбуждения принимаю 4,5 В, тогда

, Ом. (3.36)

Коэффициент передачи усилителя датчика тока якоря

. (3.37)

Не скомпенсированные постоянные времени контуров тока якоря и тока возбуждения примем Т_m = 0.005 с; Т_mв = 0.04 с.

4 РАСЧЕТ ЗАПАСА ПО НАПРЯЖЕНИЮ

Определяем необходимый запас по напряжению

, (4.1)

где

, (4.2)

где E_дн – номинальная ЭДС двигателя.

E_дн = 204 В,

ΔE_дзап = max {ΔE_dстат; ΔE_dдин} (4.3)

ΔE_dстат = I_max∙R_э =2.5∙385·0.069 = 66.6 В. (4.4)

В. (4.5)

.

Определяю фактический коэффициент запаса

. (4.6)

Предельная величина ЭДС, до которой будет осуществляться настройка контура на модульный оптимум

E_dпред = E_doя – DE_dзап = 273.1 – 124.9 = 144.1 В. (4.7)

Предельная ЭДС двигателя при снижении напряжении питающей сети на 10%

E_dпред = E_doя – DE_dзап = 0.9∙273.1 – 124.9 = 117.2 В. (4.7)

. (4.8)

По полученному значению следует, что настройка на модульный оптимум будет выполняться в достаточно большом диапазоне скоростей.

5 РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ РЕГУЛЯТОРОВ ТОКА ЯКОРЯ И ЭДС

Оптимизацию системы, построенной по принципу подчинённого регулирования, начинаем с внутреннего контура тока якоря.

5.1 Контур тока якоря

5.1.1 Оптимизация контура тока якоря

РТ – регулятор тока;

ТП – тиристорный преобразователь якоря двигателя;

ЯЦ – якорная цепь двигателя;

ДТ – датчик тока.

Рисунок 5.1 – Структурная схема контура тока якоря

Оптимизацию проводим при допущениях:

1) датчик тока считаем без инерционным

(5.1.1.1)

2) все малые инерционности, которые имеет контур, включены на входе ТП:

. (5.1.1.2)

3) ЭД заторможен (Е = 0) или (DЕ » 0), а значит отсутствует ОС по ЭДС.

Оптимизируем контур тока на модульный оптимум

, (5.1.1.3)

тогда

, (5.1.1.4)

где

(5.1.1.5)

Получили пропорционально-интегральный регулятор (ПИ - регулятор) тока.

Передаточная функция замкнутого контура тока имеет вид

. (5.1.1.6)

Т. к. величина Т_m мала, то слагаемым

можно пренебречь, тогда считаем , получаем

(5.1.1.7)

где Т_т = 2∙Т_µ – эквивалентная постоянная времени настроенного на модульный оптимум контура тока.

Структурная схема замкнутого контура тока имеет вид: