1.5. Расчет регулировочных характеристик тиристорного преобразователя
Регулировочную характеристику ТП рассчитывают для режима непрерывных токов:
где Eп0 = Ed0 максимальное значение ЭДС при угле регулирования = 0.
292.8
Закон изменения угла α(Uуп) зависит от формы опорного напряжения СИФУ. Наибольшее распространение получили СИФУ с синусоидальным опорным напряжением. Формирование импульса управления для СИФУ представлен на рисунке 1.2.
Рис.1.2. Процесс формирования импульса управления для СИФУ
Кривая опорного напряжения расположена таким образом, чтобы при Uуп = 0 угол α = 90º, eп = 0. В реальных СИФУ указанные соотношения обеспечиваются фазировкой Uоп(t) относительно напряжения на аноде Ua соответствующего тиристора. Для реверсивного ТП Uуп знакопеременное и, соответственно, рабочим участком является как положительная, так и отрицательная часть Uоп(t).
Для синусоидального Uоп(t):
тогда
В таблице 1 представлены результаты расчетов регулировочных характеристик ТП.
Таблица 1
Значения регулировочных характеристик тп
Uуп, В |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
, 0 |
90 |
84.3 |
78.5 |
72.5 |
66.4 |
60 |
53.1 |
45.6 |
36.9 |
25.8 |
0 |
kп |
29.282 |
||||||||||
eп, В |
0 |
29.3 |
58.6 |
87.8 |
117.1 |
146.4 |
175.7 |
204.9 |
234.3 |
263.5 |
292.8 |
Таким образом, для синусоидального Uоп(t) регулировочная характеристика носит линейный характер и kп не зависит от Uуп (kп = Ed0/Uуп.max = const = 29.28 В).
В целом, СИФУ совместно с ТП как объект управления в первом приближении может быть представлена в виде инерционного звена с постоянной времени Tп ≈ 0,01 с и передаточной функцией:
Рис.1.3.
Регулировочные характеристики
тиристорного преобразователя
2. Синтез подчиненного регулирования с настройкой контура тока и скорости
2.1. Расчет и моделирование параметров разомкнутой эмс
Рис. 2.1. Структурная схема разомкнутой ЭМС
Определим конструктивные постоянные коэффициенты двигателя:
где ωд.ном = 2πnном/60 с–1.
Передаточный коэффициент двигателя:
=
1.5
Коэффициент передачи механической части двигателя:
= 0.0123
Коэффициент передачи якорной цепи:
= 19.1
Постоянная времени якорной цепи
=
0.01
Электромеханическая постоянная времени
= 6.06 *
Двигатель в первом приближении может быть представлен в виде инерционного звена с передаточной функцией
Механическая часть электропривода в первом приближении может быть представлена в виде передаточной функции
По структурной
схеме (рисунок 2.1) разомкнутой системы
ТП-Д в программе Matlab/Simulink
строим модель электропривода и проводим
анализ его работоспособности в режимах
пуска и торможения.
Рис. 2.2. Режим пуска
Рис. 2.3. Режим торможения
2.2. Расчет контура тока
Расчетная схема контура тока представлена на рисунок 2.4.
Рис.2.4. Расчетная схема контура тока
Выбираем датчик тока типа LA 125-P/SP1
Таблица 2
Технические данные датчика
I |
Точность |
Диапазон |
Iд.т., А |
Раб. частота |
Напр. питания, В |
Потреб. ток, мА |
Rд.т., Ом |
125 |
0,8 |
0…200 |
0,125 |
0…100 |
12…15 |
16 |
76 |
Определяем коэффициент обратной связи по току
= 0.05
Желаемая передаточная функция разомкнутого контура для настройки на технический оптимум
Передаточная функция объекта регулирования
Разделив передаточную функцию разомкнутого контура тока на передаточную функцию объекта регулирования тока, получаем передаточную функцию ПИ – регулятора:
где Tи – постоянная времени интегрирования.
= 0.55
Определим параметры элементов принципиальной схемы контура тока
Рис. 2.5. Схема принципиальная электрическая контура тока
кОм, где
Ф
= 1 *
;
= 0,00025.
= 194.
= 2.2 *
С учетом полученных значений запишем передаточную функцию ПИ-регулятора:
