Оптимизация контура регулирования скорости

7.3 Оптимизация контура регулирования скорости

Объектом регулирования внешнего контура скорости является замкнутый контур тока и звено, описывающее механическое сопротивление двигателя.

Контур замыкается безинерционной обратной связью по скорости с коэффициентом преобразования  [11].

Рассмотрим работу замкнутой системы тиристорный преобразователь - двигатель (ТП - Д) с отрицательной обратной связью по скорости ДПТ НВ (рисунок 7.1).

На валу ДПТ НВ - М1 находится датчик скорости - тахогенератор ВR1,

выходное напряжение которого пропорционально частоте вращения ДПТ

 (7.31)

Коэффициент пропорциональности  называется коэффициентом обратной связи по скорости[10]. Сигнал обратной связи:

 (7.32)

Сравнивается с задающим сигналом скорости , и их разность в виде сигнала рассогласовывания (ошибки регулирования скорости)  подается на вход операционного усилителя DA1 являющегося РС, который с коэффициентом усиления  усиливает сигнал рассогласовывания  и подает его в виде сигнала управления  на вход РТ.

Запишем выражения для сигнала рассогласовывания и выходного сигнала РС:

 (7.33)

 (7.34)

 (7.35)

где  и  соответственно ЭДС и коэффициент усиления преобразователя.

Рассмотрим физическую сторону процесса регулирования скорости в данной системе. Предположим, что ДПТ работает под нагрузкой в установившемся режиме и по каким-то причинам увеличился момент нагрузки  Так как развиваемый ДПТ момент становится меньше момента нагрузки, его скорость начинает снижаться и соответственно будет снижаться сигнал обратной связи по скорости , что в свою очередь согласно вызовет увеличение сигналов рассогласования  и управления  и приведет к повышению ЭДС преобразователя, а следовательно напряжения и скорости ДПТ. При уменьшении момента нагрузки обратная связь будет действовать в другом направлении, приводя к снижению ЭДС преобразователя [10] .

В цепи обратной связи операционного усилителя DА1 установлен резистор R2, что позволяет реализовать пропорциональный регулятор скорости.

В схеме, приведенной на рисунке 7.1, в цепь обратной связи РС DA1 включены стабилитроны VD1-VD2, которые ограничивают сигнал на выходе РС, то есть обеспечивает ограничение тока и момента двигателя.

Перейдем к расчету параметров регулятора скорости. Замыканием цепи обратной связи по скорости и введением в цепь управления регулятора скорости с передаточной функцией  получаем второй контур регулирования, структурная схема которого представлена на рисунке 7.2. В прямой цепи этого контура представлена передаточная функция замкнутого оптимизированного контура тока  Без учета внутренней связи по ЭДС двигателя она имеет вид:

 (7.36)

Передаточную функцию объекта регулирования скорости:

 (7.37)

Желаемая передаточная функция разомкнутого контура скорости:

 (7.38)

Передаточная функция регулятора скорости имеет вид:

(7.39)

где

Отсюда видно, что требуется пропорционально-интегральный регулятор скорости, с постоянной интегрирования:

 (7.40)

Вычислим коэффициент усиления регулятора скорости при

 (7.41)

Определим величину коэффициента передачи по моменту:

 (7.42)

 (7.43)

Определим модуль статической жесткости естественной характеристики:

 (7.44)

 (7.45)

Определим коэффициент обратной связи по скорости:

, Вс (7.46)

где –максимальный задающий сигнал

-максимальная скорость идеального холостого хода (); Тогда

 (7.47)

Отсюда

 (7.48)

Задавшись сопротивлением , в качестве резистора  выбираем резистор типа МЛТ-0,25-100кОм[9], определим сопротивление :

 (7.49)

 (7.50)

 (7.51)

В качестве резистора  выбираем резистор типа МЛТ-0,5-400кОм

Регулятор скорости строим на базе операционного усилителя К553УД1А, с параметрами [9]:

-напряжение питания

-минимальный коэффициент усиления

Потребляемый ток

Определим ЭДС тахогенератора при

 (7.52)

 (7.53)

 (7.54)

Рассчитаем сопротивление

 (7.55)

 (7.56)

В качестве резистора  выбираем резистор типа МЛТ-0,5-210кОм Стабилитроны VD1 и VD2 в цепи обратной связи РС, включенные для ограничения его выходного напряжения, должны быть выбраны на напряжение:

 (7.57)

Выбираем по справочнику [9] стабилитрон КС5102А,

 (7.58)

где –напряжение ограничения регулятора скорости.

Похожие работы

Электропривод фрикционного бездискового пресса

Скачать

12757

1

7

... быть как можно проще и надежнее. В связи с этим привода кузнечно-прессовых машин запитываются от стандартной промышленной сети на 380 В, 3 фазы, частота 50 Гц. В прессе не требуется сложная система управления электроприводом пресса, достаточно включать и выключать его, так как управление прессом производится за счет управления кинематическими цепями пресса. 3. Выбор принципиальных решений ...

Оценка эффективности расширения производства на примере ООО "Санфлор"

Скачать

93107

29

13

... , если же выполнено любое из условий 1, 3, 4, то будут выполнены и другие из этих условий (хотя ВНД проекта может и не существовать). Глава 2. Анализ возможности расширения производства на примере ООО «Санфлор» 2.1 Общая характеристика предприятия Общество с ограниченной ответственностью «Санфлор» действует в соответствии с законодательством РФ, Уставом и внутренними документами общества. ...

Автоматизированное проектирование деталей крыла

Скачать

130434

3

194

... ) при запуске в серийное производство контейнеров с оборудованием. Все это ведет к снижению сроков и затрат на подготовку производства. 5Автоматизированное проектирование деталей крыла В настоящем разделе проекта рассматривается автоматизированное проектирование деталей и узлов с целью увязки конструкции и подготовки информации для изготовления шаблонов, технологической оснастки и самих деталей. ...

Разработка программы профессиональной подготовки заливщиков металла

Скачать

97769

6

0

... осуществлять трудовую деятельность более эффективно, творчески, а также способствует выходу личности на новые уровни своего развития. 1.2 Педагогические подходы к реализации программы профессиональной подготовки заливщиков металла Учебные занятия, как правило, проводятся в виде лекций, консультаций, семинаров, практических занятий, лабораторных работ, контрольных и самостоятельных работ, ...