4. Задача № 23.

1.Регулирование частоты вращения в системе “тп-дпт нв”.

Р- сглажив-й дроссель

Внешняя х-ка ТП приближ-ся к линейной только в реж. прерыв-го тока. Регулиров-ая х-ка линеариз-ся, как и в случае тиристорного возбудителя. Коэф-нт передачи преобр-ля для анализа динамики определ-ся в окрестностях угла рег-ия =(/2). Для расчета стат-их хар-к обычно усредняется Кп=(Edo/(Uoпmax/2)).

Как стат-ие так и динам-ие процессы в якорной цепи опред-ся средними знач-ми напр-ия и тока за период коммутации тиристоров. В итоге, преобраз-ль представ-ся в виде источника напряжения с внутренними параметрами: Eп, Rп, Lп.

Rп= Rтр(Rк.р.)+Rк; Lп=Lтр(Lк.р.)

Rя=Rяд+Rп+Rр

Lя=Lяд(Lп)+Lр

К_п’Uу=(Т_пр+1)₀;

М(Т_яр+1)=с(₀-);

c=((кФ)²/Rя).

Стру-ра системы полностью аналог-на обобщенной сис-ме.

Для приведенного преобр-ля, реверсивного с раздельным управлением, в зоне малых нагрузок им. место режим прерыв-го тока. При этом внешняя характер-ка смягчается, что уменьшает жесткость мех-о й хар-ки

Рис.2 Нелин-ть в нуле из-за уравнительных токов.

Для режима непрерывного тока можно составить эквивалентную схему для сис-мы “управляемый вентильный преобразователь - ДПТ” (УВП-ДПТ). Для данной эквивалентной схемы можно записать уравнение электрического равновесия

Епр-Uв-Е=I_dR , (1)

где R=Rэ+Rдр+Rя

Е=kФ (2)

Е- противо-ЭДС ДПТ НВ

 Uв-падение напряжения на силовом вентиле

На основании (1) и (2) находим электромеханическую характеристику ДПТ НВ:

=((U_d0cos-Uв- I_dR)/ kФ)

Учитывая, что в системе УВП-Д электромагнитный момент двигателя М= kФI_d получаем уравнение механ-ой характер-ки

=((U_d0cos-Uв/ kФ)-MR/(kФ)²)

Жесткость механ-х хар-ик ДПТ НВ в разомкнут сис-ме УВП-Д меньше чем в разомкнут сис-ме Г-Д по причине большего суммарного сопротивления якорной цепи.

Регулир-е скорости ЭД в сис-ме УВП-Д осущес-ся изменением угла открывания вентилей , что приводит к изменению среднего значения выпрямленной ЭДС Епр. В выпрямительном режиме УВП угол  изменяется от 0 до /2, а в инверторном от /2 до -(+), где -угол коммутации, -угол восстановления запирающий свойств вентилей. В режиме инвертирования выпрямленная ЭДС Еd отрицательная.

Скорость идеального холостого хода ДПТ НВ в двигательном режиме

’₀=(U_d0cos-Uв/ kФ)

в тормозном режиме

”₀=-( U_d0cos_и-Uв/ kФ)

где _и=-, _и- угол инвентирования

однако, скорость идеального холостого хода является фиктивной величиной, т.к. при Id<Iкр (Iкр-критический непрерывный ток) наступает режим прерывистого тока, для которого приведенные выражения не будут справедливыми. Режим прер-го тока обусловлен тем, что со снижением нагрузки уменьш-ся кол-во энергии, запасенной в индуктивностях якоря и дросселе Др, и наступает момент, когда создаваемая в индуктивностях ЭДС самоиндукции оказывается недостаточной для поддержания тока при отрицательных напряжениях на анодах вентилей. Это приводит к увеличению среднего выпрямленного напряжения за время работы вентиля, а значит, и скорости идеального холостого хода. При углах открывания менее /m (m-пульсность) скорость ЭД стремится к некоторому максимуму, который определяется амплитудой напряжения, а при больших  - до граничного значения, которое определяется мгновенным значением вторичной обмотки трансф-ра в момент подачи управляющего импульса. Нарушение непрерывности выпрямленного тока приводит к неудовлетв-ой форме мех-х хар-ик, вызывает дополнительные гармоники тока, которые увеличивают нагрев ЭД.

О собенности: малые потери энергии, высокое быстрод-ие, низкое кач-во энергопотреб-ия (генерация высших гармоник в сеть), низкий cos ; ⁽¹⁾=+(/2).

Для повышения точности систему замыкают отрицательной обр-ой связью по скорости.

Кп(Uзc-Кос)=(Т_пр+1)e_п;

e_п=c+Rя(Т_яр+1)i_я.

i_я=(M/c); Koc=(Uoc/)

KпUзс-КпКос=с(Т_пр+1)+Rя(Т_пр+1)(Т_яр+1)i_я

с((Т_пр+1)+( КпКос/с))=КпUзc-

=

Статическая характеристика:

=

для замкнутой системы модуль жесткости

зам=

Cвязь между статическими характеристиками при _{0 зам}=_{0 разом}

Sх зам=

Для получения абсолютно жесткой хар-ки с зам=, или Sх зам=0 Кос=

Д ля исходной системы уравнений учтем уравнение движения, при условии, что Тп=0

i_я=(Mc/c)+(J/c)p

KпUзс-КпКос= с+(Rя/c)(Т_яр+1)Мс+(JRя/с)(Т_яр+1)р

с((RяJ/c²)(Т_яр+1)p+((КпКос/с)+1)= KпUзс-(Rя/c)(Т_яр+1)Мс

Характеристическое уравнение для скорости

Тм(Т_яр+1)+(КпКос/с)+1)=0

Таким образом, введение ОС по скорости подобно уменьшению электромеханической постоянной времени. В результате корни уравнения будут иметь меньшую вещественную часть α (р=-α±jΩ) и более высокое значение Ω, т.е. колебательность системы возрастает при более длительном затухании колебаний и рассматривая данную систему регулирования как САР с П-регулятором скорости (входящим в УП) получаем, что при широком диапазоне регулирования скорости (100 и более) получить требуемую статическую точность при заданном качестве переходных процессов не всегда возможно. Когда допускает требуемое быстродействие можно использовать ПИ-регулятор, в противном случае САУ с перестараиваемой структурой.

U 1>U2>U3