Методические указания к курсовому проекту по дисциплине локальные системы управления (стр. 6 из 7)

Тема 9. Автоматическое регулирование скорости электропривода в системе с подчиненным токовым контуром

Описание состава и принципа работы системы.

Система автоматического регулирования скорости

(рис. П.1.9) включает в себя силовую часть в виде исполнительного двигателя (ИД) постоянного тока с независимым возбуждением
(обмотка возбуждения ОВ),

Рис.П.I.9.

получающего питание от управляемого тиристорного преобразователя (ТП); задатчик интенсивности (ЗИ) разгона и торможения привода; измерительно- преобра-зовательное устройство главной отрицательной обратной связи, состоящее из датчика скорости тахогенератора (ТГ) постоянного или переменного тока со сглаживающим фильтром (Ф) и управляющую часть в виде регулятора скорости (РС) и регулятора тока (РТ).

На входе РС сигнал от датчика скорости

сравнивается с предпи-санным значением c выхода ЗИ, пропорциональным заданной скорости , т. е. . В качестве РС используется аналоговый ПИ- или ПИД -регулятор. Выходной сигнал РС является задающим для токового контура ЭП. Его значение сравнивается с сигналом от датчика тока (ДТ). Назначением ДТ, включенного на шунт (Ш), является преобразование тока якоря ИД в пропорциональное ему напряжение, соответствующее уровню напряжения в контуре управления, а также гальваническая развязка якорной цепи ИД и цепей управления. Выходное напряжение РТ подается на вход схемы импульсно-фазового управления (СИФУ) блоком тиристоров (БТ), нагрузкой которого является якорная цепь ИД со сглаживающим дросселем (Др), необходимым для ограничения пульсаций тока в якорной цепи при коммутации тиристоров в БТ.

Задатчик интенсивности формирует на своем выходе линейно нарастающее напряжение

при ступенчатой форме задающего входного воздействия для обеспечения допустимого темпа разгона и торможения ИД. Он состоит из усилителя 1 с большим коэффициентом усиления (k₁>>1), интегратора на усилителе 2 и инвертирующего усилителя 3 с коэффициентом передачи k=1. Передаточная функция ЗИ в этом случае соответствует апериодическому звену с единичным коэффициентом передачи и постоянной времени где Предельное напряжение усилителя 1 ограничивается блоком ограничения (БО), представляющим собой диодную схему с источниками ограничивающего напряжения + , - так, что (аналогичный БО включен в схему РС). На начальном участке изменения сигнала после скачка напряжение , а ускорение при разгоне и торможении ИД определяется темпом изменения сигнала и будет постоянной величиной Она определяется при , J=const, где , J − момент сил сопротивления нагрузки на валу ИД и приведенный к валу двигателя момент инерции. Из условия ограничения на допустимую величину тока якоря следует:

Здесь с'_д=

определяется паспортными значениями конструктивной постоянной и магнитным потоком , создаваемым обмоткой возбуждения.

Исходные данные для расчета ЭП приведены в табл. П.I.9.

Таблица П.I.9.

Элементы системы		Передаточные функции	Параметры
Исполнительный двигатель (ИД)
Задатчик интенсивности (ЗИ)
Тахогенератор (ТГ)
Сглаживающий фильтр (Ф)
Датчик тока (ДТ)
Регулятор скорости (РС)	ПИД-регулятор:		Параметры необходимо рассчитать при ограниче- ниях:
Регулятор тока (РТ)	ПИ-регулятор:		Параметры необ-ходимо рассчитать при условии:

Тема 10. Следящая система с комбинированным управлением

Описание следящей системы.

Функциональная схема следящей системы (СС) изображена на рис. П.1.10.

Рис. П.1.10

В состав СС входят (рис. П.1.10): чувствительный элемент (ЧЭ) для измерения сигнала рассогласования (ошибки)

: потенциометрические датчики углового перемещения П1, П2; кинематические механизмы с редукторами Р1,Р2; исполнительный электродвигатель (ИД) постоянного тока с независимым возбуждением от обмотки возбуждения (ОВ); тахогенератор постоянного тока (ТГ); компенсирующий контур с фильтром и корректирующим усилителем (КК, КУ); усилители напряжения и тока (УН, УТ).

Следящая система предназначена для воспроизведения заданных угловых перемещений g(t). В данной СС использован принцип комбинированного регулирования, позволяющий обеспечить независимость ошибки

от изменения формы сигнала g(t) в переходном и установившемся режимах, зависящей от производных по времени g(t). На практике в большинстве случаев достаточно учитывать две первых производных.

В системах комбинированного управления принцип инвариантности осуществлен путем введения канала компенсации задающего воздействия на вход усилителя тока (УТ). Компенсирующий контур включает в себя кинематический механизм с редуктором Р2 для передачи задающего воздействия (углового перемещения g(t)) на ротор тахогенератора (ТГ), дифференцирующее звено (резисторы R1,R2 и конденсатор С) и активный фильтр на базе корректирующего усилителя (КУ) постоянного тока.

Структура и параметры дифференцирущего звена, КУ подлежат расчету из условий инвариантности ошибки

относительно изменений сигнала на входе системы g(t), при этом комбинированная система должна быть эквивалентна обычной системе с астатизмом (2¸ 3) -го порядка при воспроизведении изменений сигнала g(t) с ненулевыми производными g'(t) и g"(t).