1.3Выбор сглаживающего дросселя

Далее по условию обеспечения допустимых пульсаций выпрямленного тока следует проверить, требуется ли сглаживающий дроссель. Необходимая индуктивность якорной цепи:

L_яц=

где е_п = 0,2 — относительная величина эффективного значения первой гармоники выпрямленного напряжения; она зависит от максимального угла отпирания тиристоров.

i_Е = 3,5 % - относительная величина эффективного значения первой гармоники выпрямленного тока.

Е_d0 = k_U U_ТР.Ф — максимальная ЭДС преобразователя.

где k_u = 2,34 и U_ТР.Ф = 120 В.

L_яц=

Так как L_яц ≤ L_я.д+ L_т.п (39,9 ≤ 14,7 +1,64), условие невыполняется, сглаживающий дроссель нужен.

Нужно выбрать сглаживающий дроссель, удовлетворяющий условиям:

L_ДР  L_Я.Ц. – (L_Я.Д. + L_Т.П.) и I_ДР.Н.  I _Я.H.

L_ДР  39,9 – (14,7+1,64)  23,56 мГн и I_ДР.Н.  23,16А

Тип дроселя	Номинальный ток IДР.Н,А	Индуктивность LДР, мГн
ДФ-1	25	25,0

Активное сопротивление сглаживающего дросселя можно определить по формуле:

R_ДР = =0,005*120/25=0,024 Ом

Здесь I_ДР.Н – номинальный ток выбранного дросселя.

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 ПЭВМ — 10 Вт — 2 кОм + 10 %. Перемещением движка резистора устанавливается требуемый коэффициент обратной связи по скорости:

Для измерения тока якорной цепи используем шунт типа 75ШСМ, подключенный к ячейке датчика тока ДТ-ЗАИ. Номинальный ток шунта выбирается из ряда 5, 10, 20, 30, 50, 75, 100, 150 А по максимальному току

I_я.макс= 2,5*I_ян = 2,5*23,16 = 57,9 А

Коэффициент обратной связи по току определяется по формуле:

К_т= 10/ I_я.макс=10/ 57,9 = 0,173

Для измерения рассогласования в системах регулирования положения применяют сельсинную пару НД-404, НС-404 (напряжение питания 110 В, 50 Гц) в сочетании с ячейкой фазочувствительного выпрямителя ФВ-1АИ. Тогда коэффициент измерительной схемы k_И.П. = 10 В/рад, а k_О.П.=1.

2. Синтез системы управления

2.1 Расчет параметров объектов 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:

К_тп=0,1*Е_do

К_тп=0,1*Е_do= 0,1*2,34*120=28,08

Его постоянная времени:

Т_μ=Т_ф+ τ

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

Тф=

τ - стеднестатическое запаздывание ТП.

τ=

Т_μ=5*10^-3 + 1*10^-3 = 6*10^-3(с)

Для трехфазной схемы выпрямления без существенной погрешности можно принять Тμ=0,01 (с).

Эквивалентное сопротивление якорной цепи:

R_Я∑= 1,1*(R_яд+ R_тп)

R_Я∑ =1,1*(1,144 + 1,04) = 2,4 (Ом)

Электромагнитная постоянная времени якорной цепи:

Т_э = (L_яд+ L_тп)/ R_Я∑

Т_э =

Постоянная двигателя:

с = (U_н - I_ян*R_яд)/ ω_н

с =

Электромеханическая постоянная времени одномассовой системы:

Т_м = JR_эс^-2

Т_м =0,121*2,4*2,5^-2=0,0465 с

Желаемая для настройки на технический оптимум передаточная функция разомкнутого контура регулирования тока

Передаточная функция объекта регулирования

Передаточная функция регулятора тока

W_Р,Т=W_РАЗ,Т/W_О,Р,Т=(Т_Яр+1)/Т_Ир,

Где Т_И=k_О,Т *k_П*2*Т_μ/R_Я∑ - постоянная интегрирования ПИ-регулятора.

Постоянная цепи обратной связи регулятора

Т_к= R_О,С,Т*С_О,С,Т= Т_Я

Задаваясь С_О,С,Т = 5 мкФ, определяем значение сопротивления:

R_О,С,Т = Т_Я/ С_О,С,Т = 0,019/5*10^-6= 3,8 кОм

Значение k_О,Т, приведённое к задающей цепи,

k_О,Т=k_Ш*k_Д,Т*R_З,Т /R_О,Т=0,001*50* R_З,Т /R_О,Т=0,05* R_З,Т /R_О,Т,

где k_Ш=U_Ш/I_Ш=0,075/75=0,001 В/А

Примем R_З,Т =R_О,Т, тогда k_О,Т=0,05 В/А.

Коэффициент усиления регулятора

K_У= R_О,С,Т/ R_З,Т = Т_Я/ Т_И=0,019/0,007=2,7

где Т_И=0,05*2*0,006*28,08/2,4=0,01 с.

Отсюда R_З,Т=2,7* R_О,С,Т=2,7*3,8=10,26 кОм.

Стопорный ток электропривода

I_СТОП= λ*I_НОМ =2*23,16=46,32 А.

Максимальное напряжение задания тока

U_{З,Т MAX}= k_О,Т*I_СТОП=0,05*46,32=2,4 В.