Система автоматического управления регулируемым электроприводом (стр. 5 из 9)
Требуемый коэффициент усиления разомкнутой системы, необходимый по соображениям заданного статизма σЗ, определяется следующим образом:
,где D – заданный коэффициент регулирования скорости,
- заданный перепад скорости: 
; 
Рисунок 2.2 - Расчетная функциональная схема двухконтурной САУ РЭП
- заданный относительный перепад двигателя при номинальной нагрузке, 
- перепад скорости в разомкнутой системе: 
, 
- коэффициент передачи двигателя.Таким образом,
.Значения коэффициентов усиления по контурам управления определим из выражения:
Необходимый коэффициент обратной связи по скорости
, 
.По полученному значению
выбираем тахогенератор с 
: 
.Выбираем тахогенератор типа ТГ-04 (
).Коэффициент согласующего промежуточного усилителя в цепи ОС:
.2.3 Расчет входного контура (задатчика интенсивности)
Для получения постоянного динамического тока якоря в переходных режимах система управления электропривода должна обеспечить постоянное ускорение двигателя. Это легко достигается с помощью задатчика интенсивности (рисунок 2.4). Принцип работы задатчика заключается в следующем. Входное постоянное напряжение, пропорциональное заданной скорости привода, заряжает конденсатор С, в цепи которого установлен транзистор VT1, регламентирующий зарядный ток конденсатора. При любой полярности входного напряжения требуемая полярность напряжения на электродах транзистора обеспечивается диодами моста VD1-VD4.
Благодаря включению транзистора по схеме с общей базой его коллекторные характеристики идут почти параллельно оси абсцисс и зарядный ток конденсатора С остается постоянным вплоть до очень малого значения напряжения на переходе коллектор-база. Величина зарядного тока регулируется током смещения через эммитерный переход. При этом напряжение на конденсаторе изменяется во времени согласно уравнению:
,где UC - напряжение на конденсаторе;
C - емкость зарядного (накопительного) конденсатора;
IЗ - сила тока заряда конденсатора;
UЗ - напряжение задания.
- время интегрирования, нарастания UЗ,где
- нарастание угловой скорости при разгоне от 0 до 
; 
- допустимое угловое ускорение.Параметры (С и Uн) зарядного конденсатора находятся из уравнения экспоненты:
. 
Принимаем
, тогда 
.Из справочника [3] выбираем конденсатор типа К21-5 – 18 мкФ и резистор типа МЛТ номиналом 1кОм.
Величина зарядного тока:
.Транзистор VT выбираем, исходя из значения
и 
- КТ302А.2.4 Построение упорной электромеханической характеристики РЭП в замкнутой системе
Значение угловой скорости определяется из уравнения статической характеристики для замкнутой САУ:
 |
Рисунок 2.4.1 - Схема электрическая принципиальная входного каскада САУ РЭП (ЗИ)
1) Т1 (I = 0,
) – точка идеального холостого хода: 
,
;2) T2 (I = Iн,
) – точка номинального режима: 
, 
;3) Т3 (I = Iнас,
) – точка, в которой регулятор скорости переходит режим насыщения (обратная связь по скорости прекращает свое действие).Iнас = (1,3 - 1,4)Iн = 60 А,
, 
;4) Т4 (I = Iотс,
) – точка, в которой вступает в действие отсечка по току Iотс = (1,7 – 1,8)Iн = 75 А. Между точками 3 и 4 обратные связи не действуют, поэтому система по своему поведению аналогична разомкнутой САУ ЭП, 
,
.5) Т5 (I = Iст,
) – точка, в которой наступает стопорный режим: двигатель работает на упор при I=Iст=2Iн, а скорость 
равна нулю.Общий вид упорной характеристики приведен на рисунке 2.4.2.
Рисунок 2.4.2 – Упорная электромеханическая характеристика замкнутой САУ ЭП
2.5 Расчет и выбор регуляторов скорости (PC) и тока (РТ) и их нелинейных звеньев
Выбор PC и зоны насыщения Н32 осуществляется в соответствии с рисунком 2.5.1.
Рисунок 2.5.1 - НЗ2 и РС: а) схема; б) статическая характеристика
Входное напряжение на НЗ2 определяется разностью между напряжением задания и сигналом обратной связи по скорости:
,при скорости насыщения, когда происходит пробой стабистора VD, а регулятор входит в зону насыщения, и обратная связь по скорости перестает функционировать:
.По значению Uср2= Uпр выбираем по справочнику [3] стабистор с Uпр 
1 В – 2С107А (Uст.ном = 0,7 В; Iст.ном = 10 мА).
Напряжение на выходе регулятора скорости при ωнас:
.Реализация регулятора тока Kрт и зоны нечувствительности в контуре тока Н31 осуществляется в соответствии со схемой (рисунок 2.5.2).
Рисунок 2.5.2 – НЗ1 и РТ: а) схема; б) статическая характеристика
Значение коэффициента обратной связи по току Кт выбирается из соотношения
;где Icт – ток стопорения (Icт = 2Iн); Iотс – ток отсечки; Uрс.нас. – напряжение на выходе PC в режиме насыщения,
.Сигнал обратной связи по току определяется разностью Uот=Kт×Icт - Ucp1, где Ucp1 - напряжение сравнения в Н31 – напряжение пробоя стабилитрона. Он должен уравновешиваться напряжением задания на вход контура тока, которое равно Uрс.нас. Тогда напряжение сравнения: