Двигателя постоянного тока независимого возбуждения




Структурная схема двухконтурной СПР скорости двигателя постоянного тока имеет вид:

На схеме обозначено:

ДПТ – двигатель постоянного тока с независимым возбуждением;

TЯ – электромагнитная постоянная времени;

TМ – электромеханическая постоянная времени;

c – конструктивная постоянная двигателя;

EД – противо-ЭДС двигателя;

ВП – вентильный преобразователь;

km – коэффициент передачи ВП;

Tm – малая инерционность ВП;

EП – ЭДС ВП;

РТ – регулятор тока;

UЗI – сигнал задания тока: UЗI = kI IЗ;

UI – сигнал ОС по току: UI = kI I;

kI – коэффициент ОС по току (коэффициент передачи датчика тока);

Uy – выходной сигнал РТ, равный напряжению управления ВП.

РС – регулятор скорости;

UЗw – сигнал задания скорости, пропорциональный желаемому значению скорости: UЗw = kwwЗ;

Uw – сигнал ОС по скорости: Uw = kww;

kw – коэффициент ОС по скорости (коэффициент передачи датчика скорости).

Входной сигнал UЗw может подаваться на вход контура регулирования скорости (КРС) либо скачком, либо от задатчика интенсивности, формирующего линейно изменяющийся сигнал, пропорциональный желаемому значению скорости). Ограничение тока осуществляется посредством ограничения выходного сигнала РС.

Оптимизацию будем начинать с внутреннего контура регулирования тока (КРТ). При этом будем считать, что противо-ЭДС двигателя EД мало влияет на динамику систему и поэтому ее учитывать не будем.

В качестве малой некомпенсируемой постоянной времени КРТ возьмем постоянную времени Tm, характеризующую суммарную инерционность ВП, датчика тока и регулятора тока:

мс.

Упрощенная структурная схема КРТ представлена на рис.10.14. Рассматриваемый контур содержит две инерционности: Tm – малая, TЯ – большая. Передаточную функцию регулятора тока запишем, исходя из необходимости компенсации коэффициентов усиления прямой цепи и цепи ОС по току, а также большой постоянной времени TЯ.

При таком РТ передаточная функция разомкнутого КРТ будет иметь вид:

,

где TT – постоянная интегрирования разомкнутого контура тока.

Из условия оптимизации по модульному оптимуму (задача 2):

.

Тогда ЛАЧХ разомкнутого контура будет иметь вид, показанный на рис.10.15.

Передаточная функция замкнутого КРТ:

.

Таким образом, замкнутый КРТ представляет собой колебательное звено с коэффициентом демпфирования . Переходная функция КРТ будет иметь время первого согласования , перерегулирование .

Для оптимизации внешнего КРС внутренний замкнутый КРТ представляем упрощенно в соответствии с его эквивалентной передаточной функцией (рис.10.16). Для рассматриваемый контур содержит, кроме малой, одну большую постоянную времени TM. Передаточную функцию регулятора скорости запишем, исходя из необходимости компенсации коэффициентов усиления прямой цепи и цепи ОС по скорости, а также большой постоянной времени TМ.

Тогда передаточная функция разомкнутого КРС:

,

где TC – постоянная интегрирования разомкнутого КРС:

.

Для всех контуров, за исключением 1-го (внутреннего), справедливо утверждение: Если в каналах ОС инерционностей нет, и, кроме этого, нет инерционностей в прямой части, то постоянные интегрирования разомкнутых контуров удваиваются.

ЛАЧХ разомкнутого КРС представлена на рис.10.17.

Передаточная функция замкнутого КРС:

.

Ввиду разницы в частотах среза для КРТ (рис.10.15) и КРС (рис.10.17) можно ожидать, что быстродействие КРС будет примерно в два раза ниже, чем у КРТ. Если же для переходной функции КРС определить точное выражение [3], то она будет иметь такие характеристики: время первого согласования , перерегулирование .

 


 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-12-12 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: