Структурная схема электропривода

1 2

Для исследования статических характеристик принимаем структурную схему электропривода, которая имеет следующий вид:

Рис. 6 – структурная схема для расчёта статики.

В структурной схеме есть следующие обозначения:

РС – регулятор скорости;

УЗТ – устройство зависимого токоограничения;

РТ – регулятор тока;

ТП – тиристорный преобразователь;

– коэффициент усиления двигателя;

– напряжение потенциометрического задатчика скорости на входе РС;

– напряжение обратной связи по скорости;

– коэффициент передачи потенциометрического делителя в цепи тахогенератора;

– напряжение на выходе РС;

– напряжение, снимаемое с датчика скорости ДС (тахогенератор);

– коэффициент обратной связи по току;

– коэффициент передачи тахогенератора;

– напряжение на выходе РТ;

– выпрямленное напряжение;

– ЭДС якоря.

– коэффициент усиления регулятора скорости;

– коэффициент передачи УЗТ;

– коэффициент усиления регулятора тока;

– коэффициент усиления ТП.

Для определения будем рассматривать электромеханические характеристики в диапазоне допустимых перегрузок, когда равен единице.

В разомкнутой по скорости системе коэффициент , . Уравнение статики:

где – заданное значение выходной координаты, определяемое задатчиком, - статическая ошибка регулирования в разомкнутой системе, зависящая от возмущающего воздействия.

Основные уравнения замкнутой системы (, ):

где – сигнал ошибки на входе РС;

Подставляем второе уравнение системы в первое:

, где

В – задающее напряжение на входе РС;

– напряжение обратной связи по скорости.

– ЭДС источника задающего сигнала;

– сопротивление резисторов на входе РС;

– внутренние сопротивления задающего источника и тахогенераторы;

– полное сопротивление потенциометров в цепях задания и тахогенератора;

– регулируемое сопротивление задатчика, который фиксируется в четырёх положениях – 5000, 10000, 15000 и 20000 Ом. Наибольшая скорость при ;

– регулируемое сопротивление потенциометра в цепи тахогенератора,

– сопротивление, при котором электромеханическая характеристика проходит через точку (; );

кОм – сопротивление тахогенератора.

Тогда

, где

– заданное значение выходной координаты в замкнутой системе, – статическая ошибка регулирования в замкнутой системе.

Известно, что в замкнутой системе статическая ошибка регулирования меньше, чем в разомкнутой в раз, то есть .

Суммарный петлевой коэффициент усиления найдём из выражения:

62, где

;

–макс. выпрямленное напряжение;

– коэффициент преобразования схемы выпрямления по напряжению;

– максимальное управляющее напряжение;

– для ДПТ параллельного возбуждения;

= 0,098 Ом;

;

5 - коэффициент передачи датчика тока, согласно тех. паспорту.

– максимальная относительная статическая ошибка регулирования в замкнутой системе, принимается равной 2÷3 %;

– диапазон регулирования скорости;

– скорость идеального холостого хода.

Искомое значение находим по формуле:

;

Устройство зависимого токоограничения УЗТ предназначено для быстродействующей защиты преобразователя от токовых перегрузок в функции напряжения на якоре двигателя (частоты вращения его вала). Для наиболее полного производительного использования двигателя по току (мощности) УЗТ меняет уставку токоограничения при регулировании в соответствии с перегрузочной характеристикой двигателя. Известно, что высокомоментные двигатели имеют обратно-пропорциональную перегрузочную характеристику . С этой целью УЗТ ограничивает задающий сигнал на входе контура тока в функции сигнала , поступающего с тахогенератора ДС. Ограничение осуществляется путём шунтирования выхода РС с помощью двух шунтирующих диодов.

Для формирования требуемой перегрузочной характеристики привода необходимо определить значения входных сопротивлений УЗТ, то есть коэффициенты и .

Напряжение подпора диодов УЗТ изменяется по закону:

где – максимальное опорное напряжение;

– относительное положение движка потенциометра;

– относительное положение движка потенциометра

Зависимость определяет максимальное напряжение на якоре двигателя. Эта зависимость линейная (обратно-пропорциональная), поэтому её можно задать по двум точкам. При скорости, равной нулю, равна нулю и противо-ЭДС якоря, поэтому можем записать: