- •Электропривода
- •Часть 2: Замкнутые системы электропривода
- •Тематика лекционных занятий
- •Содержание
- •Введение
- •1. Виды схем регулирования координат электропривода и показатели качества
- •Показатели качества для разомкнутого эп
- •2. Методы последовательной коррекции и модального управления с настройками на технический и симметричный оптимум
- •3. Метод последовательной коррекции с подчиненным регулированием координат
- •Синтез регулятора подчиненного контура
- •Синтез регулятора основного контура
- •Настройка на симметричный оптимум
- •4. Модель эп с двигателем постоянного тока независимого возбуждения с жесткими связями
- •5. Модель эп с двигателем постоянного тока независимого возбуждения с упругими связями
- •6. Автоматическое регулирование момента в системе уп-д с п-регулятором
- •7. Автоматическое регулирование момента в системе уп-д с настройками на технический и симметричный оптимумы
- •8. Автоматическое регулирование частоты вращения в системе уп-д с п-регулятором
- •9. Автоматическое регулирование частоты вращения в системе уп-д, настроенной на технический оптимум
- •10. Автоматическое регулирование частоты вращения в двухконтурной системе уп-д, настроенной на технический оптимум
- •11. Автоматическое регулирование частоты вращения в двухконтурной системе уп-д, настроенной на симметричный оптимум
- •12. Автоматическое регулирование положения в системе уп-д с подчиненным регулированием
- •13. Уравнения ад в комплексных переменных. Электрические схемы замещения ад. Механические характеристики
- •14. Автоматическое регулирование частоты вращения ад с короткозамкнутым ротором изменением величины напряжения питания
- •Разомкнутое регулирование
- •Замкнутое регулирование
- •15. Автоматическое регулирование момента ад с короткозамкнутым ротором при питании его от пч с аин
- •16. Автоматическое регулирование момента ад с короткозамкнутым ротором при питании его от пч с аит
- •17. Автоматическое регулирование частоты вращения ад с короткозамкнутым ротором при питании его от пч
- •Работа сар с п-регулятором скорости (рис.17.2)
- •Работа сар с и-регулятором скорости (рис.17.3)
- •18. Импульсное регулирование частоты вращения ад с фазным ротором
- •19. Сар частоты вращения ад с фазным ротором на базе асинхронно-вентильного каскада (авк)
- •20. Обобщенная математическая модель ад в физических переменных
- •21. Двухфазная модель ад в раздельных осях статора и ротора
- •22. Двухфазная модель ад в осях u-V, общих для статора и ротора, вращающихся в пространстве с произвольной частотой
- •23. Дифференциальные уравнения обмоток ад в осях u-V. Выражения вращающего момента
- •24. Уравнения и структурная схема ад в осях α-β, общих для статора и ротора. Расчеты токов обмоток
- •25. Уравнения ад в осях х-у, ориентированных
- •26. Структурная схема ад в осях х-у, ориентированных
- •Преобразования уравнения цепи статора по оси у
- •Преобразования уравнения цепи статора по оси х
- •27. Структурная схема системы векторного управления ад
- •28. Блоки преобразователей фаз аэп с векторным управлением ад
- •29. Блоки восстановления потокосцепления ротора и тригонометрического анализатора
- •30. Блоки преобразования координат и блок компенсации. Подсистема ввода информации
- •31. Векторное управление ад с использованием наблюдателя потокосцепления ротора
- •32. Векторное управление ад с использованием наблюдателя частоты вращения
- •Литература
7. Автоматическое регулирование момента в системе уп-д с настройками на технический и симметричный оптимумы
Ф
ункциональная
и структурные схемы приведена,
соответственно, на рис.7.1. и рис.7.2.
Между источником сигнала задания uЗТ и управляемым преобразователем УП установлен регулятор тока РТ. Выбором передаточной функции РТ можно добиться от САУ моментом двигателя желаемых показателей качества, отвечающих техническому или симметричному оптимумам, в частности, достичь регулирования момента с нулевой ошибкой независимо от частоты вращения двигателя. В таком случае будет получена идеальная механическая характеристика (рис.6.5).
Д
ля
синтеза регулятора РТ
структурную схему АЭП нужно привести
к стандартному виду, подобному на
рис.2.1, у которой имеются следующие
существенные с особенности:
- регулятор и остальная часть АЭП должны быть включены последовательно;
- внешний сигнал должен быть только один;
- обратная связь должна быть единичная.
На рис.7.2 выполнено только первое условие. Наиболее сложно реализовать второе условие. Для выполнения 2-го условия перейдем от физических сигналов к их отклонениям от начальных значений (рис.7.3) и учтем скорости изменения сигналов ΔiЯ и Δω. Скорость изменения ΔiЯ определяется электрическими постоянными времени ТЯ якорной цепи, а скорость изменения Δω определяется механической инерцией привода – механической постоянной ТМ привода (см. тему 4). Для силового электропривода производственных механизмов соотношение указанных постоянных времени таково ТМ >>ТЯ , и, поэтому, скорость изменений Δω намного меньше скорости изменения ΔiЯ. Следовательно можно утверждать, что за время изменения сигнала ΔiЯ сигнал Δω практически не изменится, т.е. будет Δω≈0. В таком случае линию с сигналом Δω, которая на рис.7.3 показана пунктиром, можно разорвать. Вместе с указанным разрывом линии можно убрать все блоки, которые отмечены пунктиром. Вместе с удаленным элементом сравнения будет также удален сигнал ΔΙС. Структурная схема с рис.7.3 превратится в схему на рис.7.4.
Структурная схема с рис.7.4 после очевидных преобразований превратится в структурную схему на рис.7.5, на которой обратная связь единичная.
Передаточная функция неизменяемой части САУ ЭП равна
(7.1)
П
римем
за малую постоянную времени Тμ
постоянную времени ТП
управляемого преобразователя. Тогда
при заданной желаемой передаточной
функции разомкнутой САУ WЖ
передаточная функция регулятора тока
WРТ
определится из равенства WЖ=
WРТ
WНЧ
по формуле
(7.2)
Синтез РТ для САУ моментом ЭП,
настроенной на технический оптимум
Задаемся желаемой передаточной функцией вида
.
Тогда в соответствии с (7.2) передаточная функция РТ будет следующей
(7.3)
Это ПИ-регулятор. Он нечувствителен к помехам, а дрейф его интегратора первого порядка не создает проблем с устойчивостью САУ ЭП.
Синтез РТ для САУ моментом ЭП,
настроенной на симметричный оптимум
Задаемся желаемой передаточной функцией разомкнутой САУ вида
.
Тогда в соответствии с (7.2) передаточная функция РТ будет следующей
(7.4)
Это ПИИ2-регулятор. Хотя в регуляторе нет Д-части, наличие И-части 2-го порядка создает проблемы с устранением дрейфа интеграторов. Поэтому можно ограничиться настройкой на технический оптимум.
