3.2.1. Составление передаточной функции двигателя по­стоянного тока [3,4]

Частотные методы исследования и аппарат передаточной функции весьма эффективен при исследовании линейных систем. К таким системам можно отнести электропривод постоянного тока с двигателями независимого возбуждения при постоянном магнитном потоке, т.е. при Ф = const.

Для электропривода постоянного тока с двигателями последо­вательного и смешанного возбуждения приходиться использовать приближённые методы исследования разработанные для нелиней-. ных систем.

Посмотрим, как можно составить передаточную функцию и структурную схемы двигателя постоянного тока независимого воз­буждения при постоянном магнитном потоке.

В соответствии с рис.2.2 с учетом того, что обратная связь по току не действует, а момент статической нагрузки равен нулю, мож­но составить передаточную функцию двигателя постоянного тока независимого возбуждения

(3.1)

Преобразуя данное выражение, получаем

(3.2)

Приведем передаточную функцию к виду удобному для лога­рифмирования [15]

(3.3)

где коэффициенты Т₁ и Т₂ необходимо рассчитать. Если Т_М>4*Т_Я, то, решая систему (3.4)

(3.4)

получим необходимые значения t₁ и Т₂.

Если Т_М<4*Т_Я, то передаточная функция двигателя будет пред­ставлена колебательным звеном

(3.5)

где коэффициенты Т и  рассчитываются по формулам - фиктивная постоянная времени

- коэффициент затухания

Т.к. рассматриваем систему электропривода, то во всех этих выражениях постоянные времени Т_я и Т_м и конструктивный коэф­фициент двигателя k_д необходимо взять из табл. 1.6 раздела 1, как Tя= T_ЯЦ , а T _м=T _мц

3.2.2. Составление передаточной функции тиристорного преобразователя (управляемого выпрямителя)

Передаточную функцию тиристорного преобразователя (управляемого выпрямителя) представим в виде

(3.6)

где значение коэффициента передачи тиристррного преобразователя k_TП можно взять из табл. 1.6 раздела 1, а постоянная времени Т_ТП складывается из постоянной времени фильтра на входе системы им-пульсно-фазового управления (равная 0.005 с) Тф и среднестатисти­ческого запаздывания преобразователя _тп [1,6].

Передаточная функция системы импульсно-фазового управле­ния преобразователем представлена звеном «чистого» запаздывания

(3.7)

Звено «чистого» запаздывания при условии малого _тп можно записать апериодическим звеном первого порядка

(3.8)

Т.о. полная постоянная времени тиристорного преобразовате­ля равна

(3.9)

где m=6 - фазность напряжения преобразователя (для трехфазной мостовой схемы).

3.2.3. Составление передаточной функции цепи обратной связи по скорости

В соответствии со структурой рис.2.2 в цепи обратной связи по скорости мы имеем следующее устройство (рис.3.3)

Рис.3.3. Устройство обратной связи по скорости.

где датчиком скорости является тахогенератор, на выходе ко­торого стоит фильтр, гасящий нежелательные пульсации.

В общем случае передаточную функцию цепи обратной связи по скорости можно записать

(3.10)

где коэффициент передачи тахогенератора k_TГ известен из раздела 1 (табл. 1.6).

Передаточную функцию фильтра представим как

(3.11)

Рекомендуется постоянную времени фильтра Т_ф брать в пре­делах 0.003...0.005 с [6,10].

Постоянную времени фильтра датчика тока (для раздела 2) ре­комендуется взять примерно равной постоянной фильтра датчика скорости [10].

Исходя из этого условия и задаваясь значениями R₁ , R₂ , С₁ можно определить коэффициент передачи фильтра. Т.к. на этапе на­хождения регулируемого коэффициента обратной связи по скорости мы принимали, что коэффициент передачи фильтра равен единице, то в регулируемый коэффициент обратной связи по скорости надо внести поправку

b'_С=b_C / k _{ф и л ь т ра} (3.12)

Тогда передаточную функцию цепи обратной связи по скоро­сти можно записать в виде

(3.13)