1.4 Выбор датчиков регулируемых координат

В качестве датчика скорости двигателя используется тахогенератор типа ТС-1, встроенный в двигатели типа 2П, нагруженный на переменный резистор ПЭВР – 10 Вт– 2 кОм  10 . Перемещением движка резистора устанавливается требуемый коэффициент ОС по скорости:

1. 

Для измерения тока якорной цепи будем использовать шунт типа 75ШСМ, подключенный к ячейке датчика тока ДТ-3АИ. Номинальный ток шунта выбирается из ряда 5, 10, 20, 30, 50, 75, 100, 150 А по максимальному току I_Я.МАКС = 2,5 I_Я.Н . Коэффициент обратной связи по току определяется по формуле:

Номинальный ток шунта выбираем равным 75 А.

Коэффициент обратной связи по току определяется по формуле:

2. Синтез системы управления

2.1 Расчет параметров объекта регулирования

По разработанной функциональной схеме ЭП построим его структурную схему.

Перед синтезом регуляторов надо определить параметры объекта регулирования, состоящего из преобразователя, электродвигателя и механизма.

Расчет параметров объекта регулирования выполняется следующим образом.

Коэффициент тиристорного преобразователя:

Его постоянная времени:

где - постоянная времени фильтра на входе системы импульсно-фазового управления ТП

- среднестатическое запаздывание ТП

Получаем

Эквивалентное сопротивление якорной цепи:

где - сопротивление якорной цепи;

- эквивалентное сопротивление ТП;

Электромагнитная постоянная времени якорной цепи:

Постоянная двигателя:

Электромеханические постоянные времени двухмассовой системы:

,

где

Жесткость упругого звена, приведенная к двигателю:

Коэффициент сил вязкого трения, приведенный к двигателю:

2.2 Синтез контура регулирования тока якоря

В качестве регулятора тока якоря возьмем ПИД - регулятор.

Выбираем коэффициент затухания колебаний в упругом звене =0,707, соответствующий качеству модульного оптимума, и расчет ведется в следующей последовательности.

1. Определяется вспомогательный параметр:

=

2. Определяют требуемые величины постоянной времени контура тока:

Т_Т = ,

его коэффициент затухания:

_Т =  ∙ ( 2∙ - ∙₁₂ )=

и параметры цепи гибкой обратной связи по упругому току:

Структурная схема контура регулирования тока якоря

3. Вычисляем статическую ошибку контура тока якоря:

_Т =

При неблагоприятном соотношении входящих в формулу величин она может оказаться больше допустимой: _Т > _Т.ДОП. Обычно _Т.ДОП = 0,05…0,1. Тогда надо принимать _Т = _Т.ДОП. Физически это означает, что надо увеличить постоянную времени преобразователя. Техническое решение задачи очень простое: достаточно увеличить постоянную времени фильтра на входе ТП. Новое значение Т_n1 можно найти, приравняв правую часть уравнения для статической ошибки контура к _Т.ДОП. Получится квадратное уравнение, из двух решений которого надо выбрать ближайшее большее к Т_n.

Получили новое при _Т = _Т.ДОП=0,07.

3. Находят настройки ПИД-РТ, позволяющего получить любые предварительно заданные параметры контура тока с учетом обратной связи по ЭДС двигателя.

Его передаточная функция:

W_Р.Т(p)= ,

где k_П, Т_И, Т_Д, Т_С – соответственно коэффициент пропорциональной части и постоянные времени интегрирования, дифференцирования и сглаживания регулятора.

Настройки вычисляются по формулам:

Т_И= с

Т_С = с

Т_Д = с

k_П =

Постоянная времени цепи гибкой обратной связи по упругому току определяем по формуле:

Т_У.Т =