4. Статический расчет

Статический расчет определяет статическую ошибку (погрешность) электропривода, т.е. влияние на частоту вращения двигателя возмущающих воздействий (помех). Наибольшее влияние на частоту вращения двигателя в электроприводе с тиристорным преобразователем оказывают: помеха дрейфа нуля усилителя – h_др, помеха от изменения нагрузки, вызванная изменением статического тока якоря- ΔI_c, а также ошибка, вносимая датчиком обратной связи по скорости –Δω_тг[1].

Приведенный далее расчет определяет погрешности в системе электропривода с пропорциональным регулятором скорости.

Суммарная помеха, приведенная к выходу систему, на основании структурной схемы, рис.3.1.

где Ф_т(р) передаточная функция системы, разомкнутой по внешнему скоростному контуру.

Для установившегося режима (р→0)

(4.1)

где Δω_раз – изменение угловой скорости в разомкнутой системе при изменении нагрузки;

k_раз.с- коэффициент усиления системы, разомкнутой по внешнему скоростному контуру;

k_раз.Т – коэффициент усиления разомкнутого токового контура.

Численные значения величин, входящих в выражение (4.1) и статическая ошибка проектируемой системы, определяются следующим образом.

Величина нестабильности скорости двигателя, вызванная «дрейфом нуля»

где h_др – температурный «дрейф нуля» операционного усилителя, приведенный к входу при сопротивлении задатчика 3,3 кОм(В схемах регуляторов используются операционные усилители типа К55УД2 и К140УД7, которые имеют h_др=U_др=19∙10^-4 В).

Относительная статическая ошибка от «дрейфа нуля» усилителя с учетом относительной температурной нестабильности тахогенератора δ_тг.т=2% [1,3]

на верхнем пределе диапазона регулирования (ВПДР)

(4.2)

на нижнем пределе диапазона регулирования (НПДР)

(4.3)

Коэффициент усиления разомкнутого токового контура

(4.4)

Рекомендуется [1] выбирать

Коэффициент усиления разомкнутого скоростного контура

k_раз.с=k_y∙k_п∙k_д∙k_c (4.5)

где k_y – коэффициент усиления операционного усилителя.

Для операционных усилителей К140УД7 и К55УД2, k_y=(15-80)∙10³.

Статическая ошибка от изменения нагрузки в разомкнутой системе

где

то

Статическая ошибка от изменения нагрузки в замкнутой системе

(4.6)

Относительная статическая ошибка замкнутой системы:

на ВПДР (4.7)

на НПДР (4.8)

Расчетное значение суммарной относительной статической ошибки проектируемой системы будет

на ВПДР

на НПДР

где -относительная статическая ошибка тахогенератора, обусловленная нелинейностью его характеристика ( =2,5%) .

Значение суммарной относительной статической ошибки системы электропривода с ПИ-регулятором скорости определяется только значением ошибки от «дрейфа нуля» операционного усиления регулятора скорости и погрешности тахогенератора, т.е.

При проектировании систем электропривода расчетной значение относительной статической ошибки не должно превышать допустимых значений: на ВПДР НПДР от .