1. Цель работы

Практическая реализация и экспериментальное исследование процессов в системе подчиненного регулирования с ограничением регулируемой координаты тока.

2. Теоретические пояснения

Подчиненное регулирование момента (тока) и скорости это эффективное средство улучшения статических и динамических свойств ИС. Основные принципы построения и функционирования систем подчиненного регулирования (СПР) следующие:

• регулирование каждой из координат по отклонению;

• вложенность контуров один в другой (обратные связи, образующие контуры, не перекрещиваются);

• простота расчета, реализации и проверки на­стройки на заданные статические и динамические свойства каждого из контуров;

• подчиненность координаты, регулируемой во внутреннем контуре внешнему (для внутреннего контура задание - сигнал с выхода регулятора внешнего контура);

• возможность ограничения каждой из регулируемых координат за счет ограничения сигнала задания на соответствующий контур.

В СПР гораздо проще получить экскаваторную характеристику с большой жесткостью в зоне стабилизации и с круто падающим участком в зоне отсечки, эффективное токоограничение в переходных процессах, чем в системе с задержанной ООС. Объясняется это тем, что ООС по току значительно улучшает управляемость и уменьшает эквивалентную постоянную цепи тока. В контуре скорости увеличивается различие электромеханической и эквивалентной электромагнитной постоянных. Это позволяет иметь большое усиление и жесткость без потери устойчивости.

3. Предварительное задание

3.1. Получить у преподавателя исходные данные - значения Т_п, L_a, R_a, , К_п, К_д, уровень ограничения выходного напряжения регулятора скорости U_pcm, а также К_рт и К_рс. Рассчитать Т_а и Т_м..

3.2. Изобразить структурную схему системы ШИП-Д с ООС по скорости и подчиненным контуром тока. Датчики обратных связей считать безынерционными, регуляторы тока и скорости - пропорциональными.

3.3. Рассчитать коэффициенты передачи датчиков скорости К_ и тока К_i, приводя выходные сигналы этих датчиков к задающему воздействию 10 В при n = 3000 об/мин и I_а = 20 A.

3.4. Определить ток отсечки I_отс, соответствующий исходным данным и структуре по п.3.2.

3.5. Получить для исследуемой системы шесть передаточных функций: для контура тока по управлению и возмущению; для всей системы по управлению и по возмущению, как с учетом внутренней обратной связи двигателя по ЭДС, так и пренебрегая этой связью.

3.6. По полученным передаточным функциям рассчитать коэффициенты передачи контура тока по управляющему К_yi, к возмущающему К_fi воздействиям; всей системы к управлению К_y и возмущению К_f, с учетом и без учета ЭДС двигателя.

3.7. Рассчитать ток стопорения для характеристики, проходящей через точку [ = _отс , I = I_отс].

3.8. Определить эквивалентную постоянную контура тока Т_a^*.

4. Рабочее задание

4.1. Реализовать на стенде заданные исходные данные - Т_п, L_a, R_a, . Получить на осциллографе регулировочные харак­теристики регуляторов скорости и тока, установить заданные препо­давателем значения К_рс и К_рт. Обеспечить ограничение выходного на­пряжения регулятора скорости на уровне U_pcm, используя имеющиеся на стенде или внешние стабилитроны. Установить значения К_ и К_i в соответствии с расчетами по п.3.3. На выход датчика тока вклю­чить для сглаживания пульсаций емкость фильтра С1.

4.2. Собрать систему управления скоростью с подчи­ненным контуром тока, с ограничением выходного сигнала РС.

4.3. Получить на осциллографе скоростную характеристику системы. По ней определить токи отсечки I_отс и стопорения I_ст, а также коэффициенты передачи по возмущению в зонах стабилизации и отсечки.

4.4.Экспериментально определить значения коэффициентов передачи, перечисленные в п.3.6, и сопоставить их с расчетными значениями.

4.5. Зарегистрировать двухлучевым осциллографом процессы по току и скорости при пуске двигателя на 500 - 2000 об/мин. Выделить зоны отсечки и стабилизации.