Расчет системы управления электроприводом по схеме ПЧ-Д

 

Структурная схема электропривода без системы управления состоит из последовательно соединенных безынерционных, инерционных и интегриру- ющих звеньев с внутренней обратной связью по угловой скорости (рис.). Преобразователь частоты представлен инерционным звеном. Суммарный момент инерции электропривода принимаем равным удвоенному значению момента инерции двигателя, т.е. J_Σ = 2 ·J_дв = 2 · 0,135 = 0,27 кг·м². В общем случае эта величина определяется согласно расчетам, принятым в теории электропривода. Напряжения и токи в системе управления приняты в соответствии с Государственным стандартом приборов.

Структурная и принципиальная схемы электропривода представлены на рис. 5.3 и 5.4 соответственно.

1. При номинальном напряжении на входах блоков управления ПЧ U_ун= 10В, создается напряжение U_1н= 380В. Тогда коэффициент усиления преобразователя ориентировочно:

где U_ун – номинальное напряжение сигнала управления, подаваемого на входы блоков управления выпрямителем и инвертором.

2. Коэффициент передачи внутренней обратной связи по скорости:

3. Коэффициент передачи звена тока статора:

4. Коэффициент передачи звена момента:

5. Индуктивность рассеяния обмоток статора и ротора:

6. Индуктивность намагничивания:

7. Полная индуктивность обмоток статора и ротора:

8. Номинальный ток в цепи постоянного тока преобразователя частоты:

где - коэффициент передачи мостового инвертора по току;

I_пчн = 40 А – номинальный ток преобразователя.

9. По номинальному току выбираем сглаживающий дроссель типа ФРОС-65/0,5:

Активное сопротивление сглаживающего дросселя:

 

10. Эквивалентная индуктивность системы ПЧ-Д:

11. Эквивалентное активное сопротивление системы ПЧ-Д:

12. Электромагнитная постоянная времени системы ПЧ-Д с АИН:

 

 

Структурная схема электропривода представлена на рис 5.3.

Рис 5.3 Структурная схема электропривода системы ПЧ-Д

13. Расчет параметров контура регулирования тока.

Коэффициент передачи замкнутого контура регулирования тока для I_1м = 2 I_1н= 2·14,956 = 29,912 А и максимального задающего U_зтм = 9В на входе РТ:

Необходимое значение коэффициента обратной связи по току:

Для измерения тока статорной цепи использован трансформатор тока, для которого I_1т ≥ I_1м, т.е. I_1т = 40 А > I_1м = 29,912 А. Коэффициент передачи трансформатора тока:

где I_m1, I_m2 - номинальные токи первичной и вторичной обмотки трансформатора тока.

Требуемая величина коэффициента усиления датчика тока:

Входные сопротивления должны быть приняты одинаковыми R_1т=R_2т.

Постоянная времени контура регулирования тока равна удвоенному значению малой, некомпенсируемой постоянной времени Т_пч:

тогда постоянная времени регулятора тока:

 

Задаваясь величиной емкости С_от= 1 мкФ, находим

Сопротивление резистора в цепи обратной связи операционного усилителя:

14. Расчет параметров контура регулирования частоты.

Максимальная ЭДС холостого хода в статорной цепи двигателя:

где w_м - максимальная угловая скорость вала двигателя с учетом перерегулирования в двукратноинтегрирующей системе (d=43%).

Коэффициент передачи замкнутого контура регулирования частоты при

U_зчм = 9 В и E_м = 566,427 В:

Коэффициенты передачи обратной связи по частоте К_оч и датчика ЭДС К_дэ:

.

Постоянная времени регулятора частоты в двукратноинтегрирующей системе:

Задаваясь величиной емкости С_оч= 0,5 мкФ, находим:

Усилитель регулятора частоты должен быть охвачен дополнительной обратной связью со стабилитронами или блоком ограничения напряжения РЧ величиной U_рчм = U_зтм = 9 В.