Как усилитель мощности используется ЭМУ с поперечным полем. При выборе усилителя необходимо придерживаться условий:
- номинальная мощность усилителя Рун должна удовлетворять неравенству:
, | (1.7) |
где hд – КПД двигателя.
- номинальное напряжение усилителя должно быть не меньше, чем номинальное напряжение исполнительного двигателя;
- номинальный ток усилителя должен быть не меньше, чем номинальный ток двигателя.
Исходя из этих условий, выбираем тип ЭМУ[1, приложение В], данные заносим в таблицу 1.4.
Таблица 1.2 – Технические данные ЭМУ-50А3 с поперечным полем
Pуп | мощность ЭМУ, (кВт) | 4 |
Pу | мощность управления, (Вт) | 0.5 |
U | напряжение, (В) | 230 |
Iн | ток якоря, (А) | 17.4 |
Rд | сопротивление цепи обмотки управления, (Ом) | 0.74 |
Ту, Тк.з. | постоянные времени, (с) | 0.03, 0.17 |
СОСТАВЛЕНИЕ ПЕРЕДАТОЧНЫХ ФУНКЦИЙ ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМЫ СЛЕЖЕНИЯ
Исполнительный двигатель
Передаточная функция исполнительного двигателя по углу поворота имеет вид (2.1) (если не учитывать индуктивности цепи якоря):
|
|
, | (2.1) |
где - коэффициент усиления двигателя, равный(2.2):
, | (2.2) |
, |
-электромеханическая постоянная времени, равная (2.3):
, | (2.3) |
где a=1,2- постоянный коэффициент;
; | (2.4) |
; | |
; | (2.5) |
; |
Jс- суммарный момент инерции, приведенный к валу двигателя, вычисляемый по формуле:
, | (2.6) |
. |
Таким образом получим электромеханическую постоянную времени:
Передаточная функция имеет вид:
Электромашинный усилитель
ЭМУ с поперечным полем служит для усиления и преобразования сигнала рассогласования к величине, достаточной для управления исполнительным двигателем.
Передаточная функция ЭМУ(2.7):
(2.7)
где Ту, Ткз- постоянные времени обмотки управления и короткозамкнутой обмотки якоря ЭМУ,
КЭМУ- коэффициент усиления ЭМУ по напряжению(2.8):
, | (2.8) |
UЭМУ- напряжение на выходе ЭМУ;
Uy- напряжение обмотки управления ЭМУ(2.9):
, | (2.9) |
где Py, Ry- соответственно мощность и сопротивление обмотки управления ЭМУ.
Передаточная функция ЭМУ примет вид:
Усилитель
Усилитель служит для согласования выходного сигнала с входным сопротивлением обмотки управления ЭМУ. Его можно считать безинерционным звеном с передаточной функцией(2.10):
(2.10)
т. к. в расчетах принимаем Ку=1.
Фазовый детектор
Фазовый детектор (фазочувствительный выпрямитель) служит для преобразования сигнала переменного тока в сигнал постоянного тока с учетом фазы.
Передаточная функция фазового детектора(2.11):
|
|
, | (2.11) |
где Кфд- коэффициент усиления фазового детектора.
В расчетах принимают Кфд=1.
Измерительный прибор
Измерительный прибор (сельсина пара) измеряет разницу (рассогласование) между значениями входной и выходной величины. Его задачей является генерация управляющего сигнала, пропорционально рассогласованию.
Передаточная функция измерительного прибора(2.12):
, | (2.12) |
где Квп- коэффициент усиления измерительного прибора.
В расчетах принимают Квп=1.
Редуктор
Передаточная функция редуктора(2.13):
, | (2.13) |
=На рисунке 2.1 представлена структурная схема системы слежения для автоматического управления, которою мы рассматриваем.
Рисунок 2.1 – Структурная схема не скорректированной системы слежения.
(2.14) | |
Общая передаточная функция примет вид:
. | (2.15) |
3. РАСЧЕТ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО НЕПРЕРЫВНОГО КОРЕКТИРУЮЩЕГО ЗВЕНА МЕТОДОМ ЛОГАРИФМИЧЕСКОЙ АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ