Материал: fomin-n-v-sistemy-upravlenija-elekt-437151079-unlocked

В структурной схеме однократно – интегрирующая система регулирования скорости представлена в виде замкнутого контура регулирования скорости электродвигателя ЗКС с передаточной функцией оптимального контура третьего порядка, входной координатой которого

является выход ЗИ, т.е. напряжение задания скорости uзс , а выходной - скорость вращения электродвигателя ω. Дифференцированием скорости ω получается координата якорного тока Ia .

Если ЗИ работает в режиме отработки заданного ускорения, т.е. выходное напряжение ЗИ uзс изменяется линейно с заданным темпом,

то в этом случае Рэл находится в ограничении и изменение uзс на входе

Рэл не ок азывает влияния на работу ЗИ. В этом случае структурная схема рис.5.48 может быть представлена в виде, показанном на рис.5.49, где входной координатой является напряжение ограничения U0 на входе интегратора ЗИ.

В этом случае система регулирования работает в линейном режиме, т.е. ни один из регуляторов не находится в ограничении.

Рис.5.49. Структурная схема однократноинтегрирующей системы регулирования в линейном режиме работы

Определим, как будут изменяться во времени скорость вращения электродвигателя и якорный ток при линейном задании uзс , для чего выразим передаточную функцию системы регулирования, когда входной координатой является напряжение U0, а выходной – якорный ток Ia :

201

Из полученного выражения можно определить якорный ток:

где Q3 (p) - оптимальный полином третьего порядка.

Как видно из (5.47) переходный процесс якорного тока будет

основании таблицы 1 переходный процесс для якорного тока будет описываться следующим выражением:

где τ = t / 4Tµ - относительное время.

Установившееся значение якорного тока будет соответствовать величине динамического тока, необходимого для обеспечения требуемого ускорения:

Из (5.49) видно, что величина динамического тока определяется

отношением U0 / TЗИ , т.е. темпом изменения выходного напряжения ЗИ.

Для определения переходного процесса изменения во времени скорости вращения электродвигателя проинтегрируем выражение (5.48):

202

где τ = t / 4Tµ - относительное время.

После затухания переходных составляющих в выражении (5.50) получается установившееся линейное изменение скорости вращения с заданным ускорением:

происходит с заданным темпом, определяемым отношением U0 / TЗИ , с запаздыванием относительно заданной скорости 4Tµ .

Пример 13. Для однократно – интегрирующей системы регулирования с параметрами, рассчитанными в примерах 5 и 11, определить динамические свойства при пуске от ЗИ, обеспечивающего величину динамического тока Iдин = 1,2*Iн.

Определим величину требуемого ускорения электродвигателя с динамическим током (моментом), равным Iдин = 1,2*Iн= 1,2*192 =230 А, если суммарный момент инерции электропривода равен JΣ= 8,52 кГм2: ε= dω/dt= Iдин*c/ JΣ= 230*3,5/8,52= 94,5 с-2. Зададимся величиной напряжения ограничения Рэл равным U0= 10В, тогда постоянная времени интегратора ЗИ на основании (5.46) будет равна: ТЗИ= 10/(94,5*0,1587)=

0,667с.

Схема модели с рассчитанными параметрами представлена на рис.5.50.

203

Рис.5.50. Схема модели однократноинтегрирующей системы регулирования с ЗИ

Проанализируем результаты моделирования различных режимов работы однократноинтегрирующей системы регулирования с ЗИ.

На вход ЗИ скачком подается напряжение задания, равное uз= 10В. Реакция однократноинтегрирующей системы регулирования на

линейное изменение задающего сигнала uзс при нулевых начальных

условиях представлена на рис.5.51 при пуске на холостом ходу (рис.5.51,а) и при номинальной нагрузке на валу электродвигателя

(рис.5.51,б).

а)

204

б)

Рис.5.51. Реакция однократноинтегрирующей системы регулирования на линейное изменение напряжения uзс

На рис.5.51 представлены переходные процессы напряжений: задания скорости uзс , пропорционального заданной скорости идеального

холостого хода ω0з ; напряжения обратной связи по скорости пропорционального действительной скорости вращения электродвигателя ω ; ошибки по скорости на входе РС ∆uс = uзс − uос , пропорциональной величине динамической ошибки регулирования скорости ∆ωдин ; напряжения обратной связи по току якоря uот ,

пропорционального величине якорного тока Ia . Как видно из рис.5.51,а линейное изменение напряжения uзс вызывает линейное изменение с тем

величина ∆uс при этом остается постоянной, то и величина якорного тока также остается постоянной. Переходный процесс якорного тока характеризуется перерегулированием σ = 8% , временем нарастания 7,6 Tµ и временем достижения максимума 10 Tµ .

205