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

7.2.1. Настройка контура регулирования тока возбуждения (магнитного потока)

Контур регулирования тока возбуждения (магнитного потока) является внутренним контуром регулирования. Структурная схема контура регулирования тока возбуждения представлена на рис.7.9. В контур регулирования тока возбуждения входят регулятор тока возбуждения РТВ, тиристорный возбудитель ТВ с коэффициентом

передачи kв и минимальной постоянной времени Tµв , объект

регулирования (обмотка возбуждения) ОВ и цепь отрицательной обратной связи по току возбуждения с безинерционным датчиком тока возбуждения ДТВ.

Коэффициент пропорциональности между током возбуждения и напряжением uотв обратной связи по току возбуждения (напряжением

задания тока возбуждения uзтв ) получил название коэффициента

обратной связи по току возбуждения:

принимаемое за номинальное, т.к. в большей величине тока возбуждения нет необходимости; А.

Тиристорный возбудитель ТВ выбирается с учетом обеспечения максимального быстродействия контура регулирования тока возбуждения (потока) с коэффициентом форсировки α = 2…4, для чего применяют ТВ с максимально возможным выпрямленным напряжением

440 – 460 В.

261

Объектом регулирования в контуре регулирования тока возбуждения является обмотка возбуждения с передаточной функцией

где Tк - электромагнитная постоянная времени контура вихревых токов, с;

электромагнитная постоянная времени цепи возбуждения, с;

Tов - электромагнитная постоянная времени обмотки возбуждения,

с;

262

Lтв - индуктивность тиристорного возбудителя, Гн;

Rтв - активное сопротивление тиристорного возбудителя, Ом;

Rв = Rов + Rтв ≈ Rов - активное сопротивление цепи возбуждения, Ом;

Rов - активное сопротивление обмотки возбуждения, Ом.

Электромагнитная постоянная времени обмотки возбуждения двигателя рассчитывается по формуле:

где pп – число пар главных полюсов электродвигателя,

aв – число параллельных ветвей обмотки возбуждения;

Rов - активное сопротивление обмотки возбуждения, приведенное к рабочей температуре, Ом;

Фн ,Fн – номинальный магнитный поток и намагничивающая сила, приходящиеся на один главный полюс двигателя, соответственно, Вб, А;

σн =(1,1…1,2) – коэффициент рассеяния;

wв – число витков обмотки возбуждения, приходящееся на один главный полюс электродвигателя.

При учете контура вихревых токов постоянная времени Tк принимается равной:

Если подойти к настройке контура регулирования тока возбуждения так же, как это рассматривалось при реализации контура регулирования якорного тока в 5.1, то в этом случае передаточная

263

функция регулятора тока возбуждения будет определяться в соответствии со структурной схемой на рис.7.9,а выражением:

При получившейся передаточной функции (7.8) затрудняется техническая реализация как самого регулятора тока возбуждения, так и контура регулирования ЭДС.

Поэтому на практике поступают следующим образом: в цепь обратной связи по току возбуждения вводят фильтр Ф с постоянной

времени контура вихревых токов Tк и нелинейный элемент

(функциональный преобразователь) ФП, моделирующий кривую намагничивания двигателя (рис.7.9,б) (данные элементы образуют датчик магнитного потока ДМП). В этом случае сигнал обратной связи с выхода ФП оказывается пропорциональным величине магнитного потока двигателя, что позволяет перейти к регулированию магнитного потока

(обратная связь с коэффициентом kоф по величине магнитного потока

показана пунктирной линией на рис.7.9,б) и регулятор тока возбуждения становится регулятором магнитного потока.

Коэффициент обратной связи по магнитному потоку рассчитывается по следующему выражению:

Поскольку магнитный поток при регулировании изменяется от номинального значения до минимального, то для упрощения реализации регулятора потока можно линеаризовать кривую намагничивания

двигателя, введя коэффициент линеаризации kf , равный:

где Iвн ,Фн - номинальный ток возбуждения и соответствующий ему магнитный поток, А, Вб;

Iвmin ,Фmin - минимальный ток возбуждения и соответствующий ему магнитный поток, А, Вб.

Тогда передаточная функция регулятора тока возбуждения (регулятора магнитного потока) будет иметь следующий вид:

Т. е. регулятор получился пропорционально – интегральным, реализация которого не вызывает затруднения. В этом случае на МО настраивается контур регулирования магнитного потока, следовательно, магнитный поток будет иметь оптимальный переходный процесс для первого контура регулирования в соответствии с таблицей 1.

Если принять коэффициенты пропорциональности kf и обратной связи по потоку kоф равными следующим выражениям:

то в этом случае их произведение равно значению коэффициента обратной связи по току возбуждения:

и передаточная функция регулятора тока возбуждения (7.11) будет

равна:

265