ВЫБОР САР , СТАТИЧЕСКИЙ

5. ВЫБОР САР , СТАТИЧЕСКИЙ

РАСЧЕТ САР.

5.1 В соответствии с заданием строим двухконтурную схему САР с внешним контуром скорости и внутренним контуром тока. Для обеспечения заданного темпа разгона использован задатчик интенсивности. Принципиальная схема САР представлена в приложении, лист1.

Некоторые пояснения и упрощения: на схеме тиристорный преобразователь представлен как пропорциональное звено с постоянным коэффициентом усиления (что справедливо, если привод работает только в режиме непрерывного тока - что обеспечивается индуктивностью цепи якоря, по пункту4.4). Так как система регулирования однозонная и магнитный поток постоянен, то есть момент двигателя пропорционален току якоря, а скорость вращения пропорциональна ЭДС, то двигатель может быть представлен упрощенной функциональной схемой.

При построении системы в качестве датчика тока использован датчик типа S402A,

в качестве датчика напряжения (ДНС) использован датчик типа S402 со стандартным коэффициентом усиления 1,

в качестве ячейки гальванической развязки (ЯРГ) использован датчик напряжения типа S402 со стандартным коэффициентом усиления 1,

в качестве делителей использованы делители типа S400 (ДНЗ, ДНОС).

Резисторы в делителях выбираются путём расчёта.

В качестве тахогенератора выбран тахогенегатор с крутизной характеристики  = 0,15 В/об/мин.

Напряжение питания схемы составляет 24 В.

5.2 Расчёт датчика тока, ограничение регулятора скорости

По нагрузочной диаграмме максимальный ток 367 А. По [2], раздел 5, стр. 8, выбираем шунт типа ШС-75 на ток I_шном = 500 А. Номинальное падение напряжения при номинальном токе для шунтов этого типа составляет = 75 мВ.

Коэффициент шунта равен:

(5.1)

В/А

Принимая желаемый выход датчика при максимальном токе равным 10 В, определяем желаемый коэффициент датчика тока:

(5.2)

где U_{ш мах}= К_ш * I_мах = 0,15*10^-4*367 = 0,055 В

Выбираем стандартный коэффициент датчика тока = 150, по номинальному ряду в [2], раздел 5, стр. 8.

Тогда выход шунта при номинальном токе двигателя равен:

U_{д т ном} = К_{у дт} * К_ш * I_ном (5.3)

U_{д т ном} = 150 * 0,15*10^-4*286 = 6,44 В

При максимальном токе:

U_{д т мах} = К_{у дт} * К_ш * I_мах (5.4)

U_{д т мах} = 150 * 0,15*10^-4*367 = 8,26 В

Обеспечивая возможность форсировки и учитывая недоиспользование двигателя и преобразователя по перегрузочной способности принимаем ток ограничения на 20% выше максимального.

I_огр = I_мах *1,2 = 367 *1,2 = 440,4 А

U ^/_{д т мах} = U_{д т мах} * 1,2 = 8,26 * 1,2 = 9,91 В

Принимаем сопротивление R11 = R9, то есть R11 = R9 = 20 кОм.

Ограничение регулятора скорости принимаем равным 10 В.

5.3 Расчёт цепи обратной связи по скорости, напряжения выхода задатчика интенсивности (ЗИ)

Определяем напряжение выхода тахогенератора при максимальной скорости двигателя:

U_тгмах =  * n_мах (5.5)

U_тгмах = 0,15 * 687,55 = 103,13 В

Выбираем сопротивление делителя ДНОС, принимая U_вых = 8 В,

R_вых = 1 кОм.

(5.6)

, 2*R₁ + 1 = 103,13 / 8 , R₁ = 5,95 кОм

На рисунке 5.1 показана схема делителя ДНОС:

рис. 5.1

Выбираем резистор типа МЛТ из стандартного ряда из [2], раздел 5.2, стр. 8. Стандартный номинал резистора 6,2 кОм.

Определяем ток делителя (по закону Ома), значения сопротивлений подставляем в кОмах, ток получаем в мА:

мА

Определяем максимальное напряжение выхода делителя, также по закону Ома:

U_{вых. мах} = I*R_вых = 7,7*10 ^-3 *1*10³ = 7,7 В

Выход датчика скорости на минимальной скорости. Для этого необходимо выход датчика на максимальной скорости поделить на величину, обратную диапазону регулирования или просто разделить на диапазон регулирования. По пункту 3.5 диапазон регулирования равен 6:

U_{вых. мин} = U_{вых. мах} / 6 = 7,7 / 6 = 1,28 В

Принимая сопротивление R12 равным R7, то есть R12 = R7 = 20 кОм, получаем необходимый выход задатчика интенсивности:

при максимальной скорости U_{вых. ЗИ мах} = 7,7 В

при минимальной скорости U_{вых. ЗИ мин} = 1,28 В.

5.3 Расчёт цепи задания

Учитывая, что коэффициент ЯРГ (ячейки развязки гальванической) = 1, рассчитываем делитель ДНЗ аналогично расчёту делителя ДНОС при желаемом напряжении выхода U_вых = 7,7 В и напряжении питания U_пит = 24 В:

R₁ делителя ДНЗ = 1,06 кОм, R_станд = 1,1 кОм типа МЛТ по [2], раздел 5.2, стр. 8.

Аналогично, максимальное напряжение выхода делителя равно:

U_{вых. мах} = I*R_вых

мА

U_{вых. мах} = I*R_вых = 7,5*10 ^-3*1*10³ = 7,5 В