Рис.8.1 Статическая характеристика тиристорного преобразователя. 

 Определяем ЭДС преобразователя на верхней границе диапазона регулирования:

                                                                           (8.2)

                                     В 

Определяем ЭДС  преобразователя на нижней границе  диапазона регулирования:

                                                                      (8.3)

                                       В 

      Коэффициент передачи преобразователя на верхней и нижней границах диапазона регулирования определяется как отношение численных значений (В/град) проекций участка касательной:

                                ;                           (8.4) 

                              ;   

                                               

      Коэффициент передачи СИФУ на верхней и нижней границах регулирования определяется аналогично определению К_ТП:

                                           .                            (8.5)

                                                                        (8.6)

                                            

Общий коэффициент передачи системы на верхней границе регулирования:

                                                              (8.7) 

Общий коэффициент  передачи системы на нижней границе  регулирования:

                                                              (8.8) 

                          

      Наибольший перепад скоростей на верхней и нижней границе регулирования в разомкнутом состоянии:

                                                   (8.9)

                                                     (8.10)

где   Dw_Д – перепад скорости вращения двигателя при неизменной ЭДС и изменении нагрузки в заданных пределах

                  .   

     DU_C – наибольшая величина колебаний напряжения преобразователя, вызванная колебаниями напряжения в сети:

                            DU_C^B = 0,1·E_a^B ,    DU_C^Н = 0,1·E_a^Н 

 

                     DU_C^B = 0,1·41,8 = 4,18 В;     DU_C^Н = 0,1·19,4 = 1,94 В 

                         

    Статическая ошибка на верхней и нижней границе регулирования в разомкнутом состоянии системы:

                                                                (8.11)

                                                   (8.12) 

                               

     Статическая ошибка на верхней и нижней границе регулирования в замкнутом состоянии системы:

                              ;                         (8.13) 

                           

      Требуемое значение коэффициента передачи системы, обеспечивающее статическую ошибку не больше допустимой по заданию:

                                                        (8.14)

                                            

С учётом К_ТР определяется минимальный коэффициент усиления усилителя:

                                                   

                                      
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

9 Расчет параметров отсечки

 

  Напряжение стабилизации стабилитрона (диода) VS1, выбирается из условия:

                                                              (9.1)  

                                                

  Ток нагрузки, при котором отсечка вступает в действие:

                                        I_отс = M_п1× К_д                                 (9.2) 

                            

                                           I_отс = 37,6·1,185 = 44,5 А 

  Ток короткого замыкания:

                                     I_КЗ = M_п2× К_д  = I_ст                               (9.3) 

                            

                                             I_КЗ = 41·1,185 = 48,6 А 

  ЭДС преобразователя при токе стопорения I_ст.:

                                     Е_αст = R_Я× I_ст                      (9.4) 

                                         Е_αст = 0,364·48,6 = 17,7 В 

  Коэффициент передачи токовой отсечки:

                                                       (9.5) 

                                      

   Напряжение стабилизации стабилитрона, вводящего отсечку в действие:

                                                     (9.6) 

                                   В 

Выбираем  диоды: VS1 – Д815Д и VS2 – КТ302А 
 
 
 

10 Построение статических  характеристик электропривода

 

      Для верхней границы диапазона регулирования: 

  Точка 1 соответствует максимальной скорости w_max при номинальной нагрузке, I_н. 

  Точка 2 соответствует скорости идеального холостого хода:

 

                                w₀^В = w_max + Dw_0З^В                               (10.1)

где  Dw_0З^В – перепад скорости вращения в замкнутой системе

                                                                 (10.2)  

   Точка 3 соответствует началу действия отсечки:

                              ,            (10.3)

где  Dw_отс^В – перепад скорости при возрастании тока якоря от I_э до I_отс.

                                                               (10.4) 

где DI = I_отс – I_э.

   Точка 4 соответствует остановке двигателя при токе стопорения I_ст.

 

w₀^В = 28 + 0,15 = 28,15 с^-1 

DI = 44,5 – 34 = 10,5 А 

 

   

      Для нижней границы диапазона регулирования: 

   Точка 1 соответствует манимальной скорости w_min при номинальной нагрузке, I_н. 

   Точка 2 соответствует скорости идеального холостого хода:  

                                 w₀^Н = w_min + Dw_0З^Н             

где  Dw_0З^Н – перепад скорости вращения в замкнутой системе

                                       

   Точка 3 соответствует началу действия отсечки:

                             ,                              где  Dw_отс^Н – перепад скорости при возрастании тока якоря от I_н до I_отс.

                                ,   

где  DI = I_отс – I_э.

    Точка 4 соответствует остановке двигателя при токе стопорения I_ст.

 

w₀^Н = 1,4 + 0,25 = 1,65 с^-1 

DI = 44,5 – 34 = 10,5 А 

   
 

  

    

Рис.10.1 Характеристика на верхней и нижней границах диапазона регулирования. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

11 Структурная схема  системы автоматического  регулирования электропривода

 

     Структурная схема строится на основе функциональной, основные элементы которой представлены типовыми динамическими звеньями.

     Передаточные функции элементов привода:

     Электронный  усилитель – безынерционное звено: 

                                     W_У(р) = К_У                (11.1)

     Тиристорный преобразователь с СИФУ – апериодическое звено:

                                                  (11.2)

для расчётов можно  принять Т_ТП = 3·10^-3 с.

     Двигатель постоянного тока можно представить как последовательно соединённые апериодическое и интегрирующее звенья:

                                                          (11.3)

     Тахогенератор  – безынерционное звено:

                                     W_ТГ(р) = К_ТГ                         (11.4)

     На рис.11.1 показана структурная схема регулируемого электропривода с обратной связью по скорости. Цепь обратной связи по току показана пунктиром.