Главная страница Случайная страница Разделы сайта АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Лекція 13. Типові структури регульованих ЕП.
Методика синтезу систем заснована на лінеаризації структур ЕП, описі їхніми диференціальними рівняннями не вище від третього порядку і застосуванні місце частотних методів більш точних кореневих методів, що дають однозначні зв'язки між показниками якості та коефіцієнтами диференціального рівняння. Методикою передбачено два етапи процедури синтезу. На першому етапі – система ЕП описується лініаризованою структурою при нехтуванні інерційністю і дискретністю силового перетворювача, й знаходяться умови оптимального настроювання в такій структурі. На другому етапі – аналізується вплив властивостей перетворювача (тиристорного, транзисторного) на припустиму смугу пропущення лінійної частини передавальної функції, що характеризує граничну швидкодію при заданій якості перехідних процесів. Установлено і практично доведено, що коли смугу пропущення обмежити ділянкою, де вплив специфічних властивостей перетворювача не значний, то його можна вважати безінерційною ланкою. На практиці смугу пропущення встановлюють у діапазоні частот гармонійних сигналів, у якому зрушення фаз перших гармонік сигналу завдання швидкості й зворотного зв'язку в швидкості не перевищує або ослаблення сигналу зворотного зв'язку по відношенню до сигналу завдання не перевищує 3дБ. Вимоги глибокого регулювання в приводах металорізальних верстатів і промислових роботів відповідають астатичні системи регулювання швидкості. Найбільш поширені лінеаризовані структури САК наведені на рисунку 13.1.
2. Двоконтурна з ПІ – регулятором швидкості і твердим зворотним зв'язком по току на вхід перетворювача (13.1 б). 3. Аналогічна 2, але з позитивним зворотним зв'язком у ЕРС двигуна на вхід перетворювача (13.1 в) 4. Двоконтурна з ПІ – регулятором швидкості та струму (13.1 г). До схеми 3 наводяться структури комплектних ЕП типу ЭПУ, ЭШИМ і ЭПБ. При повній компенсації внутрішньої ОС у ЕРС двигуна () сигнали на виході динамічної системи (13.1 в) визначається співвідношенням: (13.1) (13.2) (13.3) Після перетворення системи рівнянь одержимо диференціальне рівняння, що описує властивості замкнутої САК: (13.4) яке зручно представити у вигляді: (13.5) Перейдемо в (13.5) до безмірного оператора D, що зв'язаний з оператором p співвідношенням , [1/З] – масштаб часу (t* — безрозмірний час). (13.6) Для структури 3 масштаб часу . (13.7) Уведемо безрозмірні величини: - впливу, що задає ; - збурювання впливу ; - вихідної координати САК . Підставимо в (13.5) , - поділимо праву і ліву частину отриманого рівняння на й одержимо безрозмірне (нормоване) диференціальне рівняння: з огляду на співвідношення: ; Рівняння приймає вид: (13.8) де для донної структури. Виконавши аналогічні перетворення для структур 1, 2, і 4 видно, що до виду (13.8) приводяться описи процесів у всіх чотирьох розглянутих структурах. Причому запис у нормованому виді дозволяє шукати узагальнені рішення й одержувати узагальнені характеристики всіх систем. Математичний опис для структур 2, 3 і 4 приводяться в таблиці. Для структури 1 варто користуватися описом структури 2, дорівнявши в ньому Об коефіцієнт обробки зв'язку по струму . (Лебедєв А.З, Остриров В.Н., Електропривод для верстатів иПР, М, МЭН, 1991) ст.77.
Синтез систем керування ЕП ЭШИМ1 і ЭПБ2 Структурною особливістю ЕП ЭШИМ1 і ЭПБ2 є наявність релейно – тимчасового регулятора в контурі струму. Значення електромагнітних постійних часу не перевищують 0, 01 з, а смуга пропущення обмежена 100Та. Тому для інженерних розрахунків контур струму представляється пропорційною ланкою з коэф. передачі 1/КТ. Тоді повна структурна схема ЕП має вигляд: ЕП з таким швидкоодіючим контуром струму буде відпрацьовувати й різні перешкоди (пульсації BR). Тому в обох типах ЕП передбачена “зонна корекція РШ ”.
- У зоні малих значень швидкості О-(0, 25-0, 3) параметри і повинні бути такими, щоб забезпечити максимальну полосу пропускання частот. - У зоні середніх та великих швидкостей (0, 25-0, 3) — параметри повинні бути змінені, для того щоб полоса стала меньша. “Зонна корекція” параметрів РШ здійснюється за допомогою рогового елемента і контакта реле К (рис.13.3). - При швидкості контакт К замкнутий для показаних на схемі напрямків струмів можна написати такі рівняння: . Передавальна функція регулятора швидкості де . - При , контакт К розімкнутий, передавальна функція РШ має такий же вид, але вираз для коефіцієнта підсилення і постійної часу будуть іншими: . При цих умовах відбувається зменшення коефіцієнта підсилення і збільшення постійної часу РШ, що приводить до зменшення полоси пропускання ЕП.
Розрахунок параметрів РШ Розрахунок параметрів РШ проводять виходячи зі значень частоти зрізу при занижених і підвищених швидкостях. Передавальна функція розімкнутого контура швидкості має вигляд: , де — результуючий коефіцієнт підсилення. У ЛАЧХ слідує
Значення постійної часу вибирають, виходячи із забезпечення достатнього заносу по фазі й отримання потрібного перерегулювання в замкнутій системі. З ТАУ відомо, щоб відношення не перевищувало заданого значення , необхідно виконати умову , де А – деяка функція від . Якщо позначити (де — частота зрізу при підвищених значеннях швидкості), врахувати (рекомендації заводом-виготовлювачем) значення і прийняти (що відповідає перерегулюванню 11%), то отримаємо наступний вираз для розрахунку елементів електричної схеми рис. 13.3. ; Рекомендоване значення . Опір резистора вибирають із умови . Значення коефіцієнта передачі датчика струму для ЕП ЭПБ2 наведено в таблиці 2
|