Приложении нагрузки на валу электропривода

Кривые 1, 3 – переходные процессы скорости и тока якоря в однократно интегрирующей системе, кривые 2, 4 – соответствующие переходные процессы в двукратно интегрирующей системе. Заметим, что при приложении нагрузки к валу электропривода в однократно интегрирующей системе имеет место статическая ошибка регулирования скорости D w _с. Приближенно величину статической ошибки регулирования скорости можно определить по формуле:

Dw_с = (2 T _mc / J _пр) D M _с,

где J _пр – приведенный к валу двигателя момент инерции электропривода

D M _с – приложенный к валу двигателя момент статической нагрузки.

Таким образом, чем выше быстродействие ЗКРС (меньше T_mc) и больше приведенный момент инерции, тем меньше статическая ошибка регулирования скорости. В двукратно интегрирующей системе статическая ошибка регулирования скорости отсутствует, т.е. она является астатической по нагрузке на валу электропривода. Максимальный динамический провал (выброс) скорости в такой системе можно оценить по эмпирической формуле:

Dw_д = (1,9T_mc / J_пр) DM_с.

7.2. Система регулирования скорости “Генератор -

двигатель постоянного тока”

Система “Г-Д” применяется для регулирования скорости мощных электроприводов (сотни кВт – единицы МВт) механизмов прокатных станов, бумагоделательных машин, компрессоров и др. В сравнении с мощными тиристорными системами управления электромашинные САР несущественно снижают cos j питающей электросети, не засоряют сеть высшими гармониками, а следовательно, не вызывают дополнительных потерь у других потребителей электроэнергии, однако имеют низкий к.п.д., большую установленную мощность, невысокое быстродействие, требуют больших производственных площадей.

Процедура синтеза системы регулирования скорости на основе электромашинного модуля “Г-Д” отличается от рассмотренной выше только в части синтеза САР тока якоря.

Применяют два варианта структур ЗКРТ:

– одноконтурная САР тока якоря;

– двухконтурная САР тока якоря с внутренним контуром регулирования э.д.с. (напряжения) генератора.

Чаще всего электромашинные системы регулирования скорости электроприводов постоянного тока выполняются трехконтурными с подчиненными контурами регулирования тока якоря и напряжения генератора.

Структурная схема двухконтурной САР тока якоря с подчиненным контуром регулирования напряжения генератора приведена на рис. 7.8.

Внутренний контур регулирования э.д.с. (напряжения) генератора содержит регулируемый по цепи возбуждения генератор (Г), тиристорный возбудитель (ТВ) и регулятор возбуждения. Внешний контур регулирования тока якоря дополнительно содержит цепь параллельно соединенных якорей генератора и двигателя. Полагая, что требования к динамике контуров регулирования напряжения и тока генератора вполне могут удовлетворить динамическим показателям фильтра Баттерворта 2-го порядка, применим типовую методику структурно-параметрического синтеза контуров регулирования.

Рис. 7.8. Структурная схема двухконтурной САР тока якоря

Регулятор напряжения генератора (РН) в соответствиие с данной методикой обладает ПИ структурой

Передаточная функция замкнутого контура регулирования напряжения (ЗКРН) с таким регулятором имеет вид:

где T _н – постоянная времени регулирования ЗКРН, аппроксимированного апериодическим звеном первого порядка, T _н = 2 T _{m н}.

Регулятор тока (РТ) якоря генератора в соответствиие с данной методикой также обладает ПИ структурой

Передаточная функция замкнутого контура регулирования тока якоря (ЗКРТ) с таким регулятором имеет вид:

где T _т – постоянная времени регулирования ЗКРТ, аппроксимированного апериодическим звеном первого порядка, T _т = 2 T _{m т}.

Процедура синтеза ЗКРС в системе “Г-Д” аналогична рассмотренной выше. Величина T _т в системе “Г-Д” с внутренним контуром регулирования напряжения в 2 – 3 раза больше, чем в системе “ТП-Д” (за счет дополнительной инерции внутреннего ЗКРН). Поэтому для повышения быстродействия САР в переходных режимах целесообразно применять компенсацию э.д.с. двигателя.

Дата добавления: 2014-11-29