Расчет и построение характеристик замкнутой системы

Определение параметров обратной связи по скорости

РГР №3 Определение параметров обратной связи по скорости. Расчет и построение характеристик замкнутой системы ТП-Д

Структурная схема системы с жесткой отрицательной обратной связью по скорости приведена на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 - Структурная схема системы с обратной связью по скорости

Перепад скорости в разомкнутой системе

.

Перепад скорости в замкнутой системе

,

где σ₃ – статическая ошибка в о.с.

.

.

Необходимый коэффициент обратной связи

.

Коэффициент усиления К_п берется из регулировочной характеристики преобразователя при Е_мин.

При Е_мин =190,4 В, К_п = 36,1

По необходимому коэффициенту обратной связи выбираем тахогенератор типа ТД-103.

Для повышения эффективности действия токовой отсечки и для ограничения уровня сигнала на входе ТП используется схема (рисунок 3.2). При этом статическая характеристика двигателя имеет вид, представленный на рисунке 3.3 и состоит из трех участков.

Рисунок 3.2- Система ТП-Д с отрицательной обратной связью по скорости и токовой отсечки

На 1 участке I < I_отс, токовая отсечка не работает. Величина сигнала на входе ТП

U_y = U_з – к_с·ω

на этом участке САУ работает в режиме поддержания постоянства заданной скорости. На 2 участке I > I_отс, поэтому в результате действия токовой отсечки наклон характеристики увеличивается поскольку пробивается стабилитрон 2СТ и управляющий сигнал поступает в цепь обратной связи. При этом его величина будет равна

U_y = U_з –к_с·ω-К_т(I - I_отс),

где К_т – коэффициент токовой отсечки.

На участке 3 из-за увеличения сигнала U_y пробивается стабилитрон 1СТ и действует только токовая отсечка. При этом

U_y = U_1ст – к_с -К_т(I - I_отс).

Напряжение пробоя стабилитрона 1 СТ определяется по формуле

U_1ст = U_3В – К_с · ω_отсв = U_3Н – К_с · ω_отсн,

где U_3В и U_3Н задающие напряжение соответственно на верхней и нижней характеристиках;

ω_отсв и ω_отсн – скорость отсечки соответственно на верхней и нижней характеристиках.

Скорость на 1 участке:

.

Скорость на 2 участке:

.

Скорость на 3 участке:

ω₃ = К_д (К_п· U_1ст-ΔU) - К_д· k_п· К_т(I - I_отс)- К_д· k_р· I.

Из уравнения (для участка 1), при номинальных значениях скорости и тока, определяются задающие напряжения на верхней и нижней характеристиках.

,

где К_д = 1/с = 1/1,31 = 0,76; К_п = 36,1; К_с = 1,05.

.

.

Скорости х.х для верхней и нижней характеристик:

.

.

.

Скорости отсечек на верхней и нижней характеристиках

.

.

I_отс=1,5·I_н=1,5·43,5=65,25 А.

.

U_1ст= U_3В-k_c·ω_отсв= U_3Н-k_c·ω_отсн=175,5-1,05·154,7=13,07 В.

Коэффициент токовой отсечки при ω=0 и I= I_ст=2 I_н=43,5·2=87 А.

.

.

Напряжение пробоя стабилитрона 2СТ

U_2ст= К_т· I_отс,

U_2ст= 0,148· 65,25=9,72 В.

Подставляем в уравнение значение тока

I = 1,8 I_н = 78,3 А.

.

.

.

Характеристики замкнутой системы представлены на рисунке 3.3.

Рисунок 3.3 - Статические характеристики замкнутой системы

Выводы

В данных РГР в соответствии с индивидуальным заданием выбран по каталогу электрический двигатель, рассчитаны элементы тиристорного преобразователя (ТП), составлена принципиальная схема силовой цепи системы ТП-Д, определены параметры ее элементов и выбраны жесткие обратные связи. Также рассчитан узел отсечки по току (ток отсечки – 1,5 Iн, ток стопорения – 2Iн). Рассчитаны и построены статические характеристики разомкнутой и замкнутой системы ТП-Д. Составлена структурная схема и проверена система на устойчивость.

Список литературы

1. Л.А. Рогозовский,Автоматическое управление электроприводами – Методические указания по курсовой работе для студентов всех форм обучения, 1999 – 431с.

2. С.Н. Вишневский, Характеристики двигателей в электроприводе – М: Энергия 1977

3. Ключев В.И. Теория электропривода. - М.: Энергоатомиздат, 1985.-360с.

4. Москаленко В.В. Автоматизированный электропривод. – М.: Энерго-атомиздат,1985. - 416 с.

5. Башарин А.В., Постников Ю.В. Примеры расчета автоматизированного электропривода на ЭВМ. - Л.: Энергоатомиздат, 1990.-512с.

6. Ковчин С.А., Сабинин Ю.А. Теория электропривода.-СПб.: Энергоатомиздат, 2000.- 496с.

7. Е.Н. Зимин, В.И.Яковлев, Автоматическое управление электроприводами – М: Высшая школа, 1979-318 с.

Дата добавления: 2015-06-30