Проектування автоматизованого електропривода візка мостового крану (стр. 5 из 8)

Основним засобом зменшення зони переривчастих струмів є збільшення частоти комутації. Сучасні силові транзистори дозволяють здійснювати комутацію з частотою 2...10 кГц. Зменшенню зони переривчастих струмів сприяє згладжуючий реактор, збільшуючи ЕРС самоіндукції.

Для розширення діапазону регулювання швидкості використовують замкнені системи, в яких тривалість імпульсу змінюється в залежності від швидкості двигуна за допомогою зворотних зв’язків. При цьому можна використати вертикальний принцип керування за умови, що частота генератора змінної напруги буде рівною частоті комутації.

Еквівалентний опір широтно-імпульсного перетворювача

розраховують за тими ж формулами, що і еквівалентний опір керованого випрямляча, тому

де

- активний опір згладжуючого реактора.

Індуктивний опір

/48/

де

напруга короткого замикання, яка для трансформаторів серії ТС дорівнює 2%, і відповідно номінальні фазні напруга і струм первинної обмотки трансформатора, коефіцієнт трансформації.

Активний опір фази

, /49/

де

потужність короткого замикання трансформатора, яка залежить від його потужності. Використаємо трансформатор серії ТС з , наведеною в табл. 3.

Таблиця 3

	6,3
	175

Щоби напруга на якорі двигуна

, діюче значення напруги вторинної обмотки трансформатора відповідно повинно бути рівним 208 В.

За цією умови коефіцієнт трансформації

. /50/

Номінальний струм первинної обмотки

, /51/

6.1 Розрахунок системи електропривода з сумуючим підсилювачем

Наведемо рівняння, якими описується електромеханічна характеристика системи електропривода з сумуючим підсилювачем:

/52/

де

коефіцієнти передачі підсилювача і силового перетворювача; еквівалентний опір перетворювача; коефіцієнт зворотного зв’язку за швидкістю двигуна.

Вихідними даними для розрахунків коефіцієнтів, які входять в рівняння /53/, є задані технічними умовами діапазон регулювання і статизм нижньої електромеханічної характеристики. Діапазон регулювання

, де і швидкості ідеальних холостих ходів, що відповідають натуральній і нижній електромеханічній характеристиці. Нижню межу регулювання визначає заданий відносний перепад швидкості, який називається статизмом, при зміні навантаження від нуля до номінального. Отже, статизм замкненої системи регулювання

/53/

Підставивши в рівняння /54/

, одержують

/54/

Формула /54/ показує, що перепад швидкості на нижній характеристиці залежить від діапазону регулювання і статизму.

Функціональна схема системи автоматичного регулювання зі зворотним зв’язком за швидкістю наведена на Рис.6. На ній позначені: ЗШ - задавач швидкості, ПО - сумуючий операційний підсилювач: ШІП, СК - широтно-імпульсний перетворювач з системою керування,

Д - двигун, ТГ - тахогенератор і подільник напруги

.

Рис. 6.

Система автоматичного регулювання з широтно-імпульсним перетворювачем є дискретною, але при

kГц її можна вважати безперервною. Тому динаміку такої системи описуватимемо математичним апаратом для неперервних множин.

Розв’язавши систему рівнянь /52/ відносно швидкості, одержують рівняння електромеханічної характеристики системи

, /53/

де

.

Або

, /55/

де

коефіцієнт підсилення розімкненої системи.

Поділивши перепад швидкості в розімкненій системі при номінальному навантаженні

на перепад швидкості в замкненій системі

,

одержимо формулу для визначення необхідного коефіцієнта підсилення розімкненої системи:

або

. /56/

Коефіцієнт зворотного зв’язку за швидкістю визначають, виходячи з стандартної задаючої напруги 10В або 20В, яка має відповідати швидкості ідеального холостого ходу

. Зазвичай, приймають . Тоді, підставивши в /55/ , одержують

/57/

З /57/ визначають коефіцієнт зворотного зв’язку

/58/

Коефіцієнт передачі керованого випрямляча визначають з уніфікованої характеристики

(рис.7), прийнявши рівною номінальній напрузі двигуна і .

Коефіцієнт передачі керованого випрямляча вираховують із умови роботи привода на мінімальній швидкості. За цієї умови

;

і

згідно графіка відповідає .

Тоді

, /59/

де

напруга керування, яка відповідає згідно рис.7.

Для забезпечення заданого статизму

необхідно вибирати сумуючий підсилювач з коефіцієнтом підсилення

. /60/

Для реалізації зворотного зв’язку за швидкістю підбираємо за каталогом [Л.2, т.2, с.430, табл.26.15] тахогенератор з постійними магнітами за умов

і . Цим умовам задовольняє тахогенератор ТМГ-30П УЗ з параметрами: