еми
Математичний опис системи наводиться на основі складання системи диференціальних рівнянь для елементів системи при загальноприйнятих припущеннях:
- Електродвигун постійного струму незалежного збудження з робочою машиною, при припущеннях постійного магнітного потоку двигуна, скомпенсованого реакції якоря двигуна, абсолютно жорстких механічних з'єднаннях і постійному моменті інерції J приводу, описується системою рівнянь, що складається з диференціальних рівнянь балансу напруг якірного ланцюга і руху приводу, а також співвідношень між е.р.с. Е і частотою обертання n, електромагнітним моментом М і струмом I якірного ланцюга:
(1)
де Се - коефіцієнт, що враховує магнітний потік і конструктивне виконання електродвигуна;
в операторної формі система виглядатиме:
(1 ')
При визначенні передавальної функції електродвигуна за вихідну змінну слід приймати частоту, обертання вала n, за вхідний задає вплив - напруга Ud, в якості обурює впливу - відхилення напрузі мережі DUc. Слід врахувати, що динамічні властивості електродвигуна характеризуються двома постійними часу: електромагнітної і електромеханічної. Коефіцієнт передачі двигуна щодо Ud визначається співвідношенням Кд = 1/Се
(2)
На підставі системи (1 ') можна зобразити структурну схему механічної частини системи:
В
Рисунок 3 - Початкова схема
В
Рисунок 4 - Змінена схема
На малюнку 4 зображена перетворена схема, де двигун представлений коливальним ланкою, оскільки коефіцієнт демпфірування 0
- Тиристорний перетворювач ТП з СІФУ описується неоднорідним диференціальним рівнянням першого порядку.
, (3)
де Тп - постійна часу (Тп = 0,05 с);
Kп - коефіцієнт, визначається статичною характеристикою ТП;
У операторної області рівняння (3) буде виглядати:
, (4)
звідки
(5)
Тоді передавальна функція тиристорного перетворювача:
(6)
На підставі цього лінеаризованих структурна схема виглядатиме:
В
Рисунок 5 - лінеаризованих схема
- Операційні підсилювачі ланки корекції і суматора У1, У2 описуються передавальної функцією:
, (7)
де Zoc (p) і Zвх (p) - операторні опори кіл зворотного зв'язку і вхідний даного операційного підсилювача.
При цьому операторний опір активної ланцюга дорівнює R, ємнісний - 1/Cp, індуктивної - Lp. Якщо на вхід операційного підсилювача (У2) прикладається кілька різних впливів U1, U2, з вхідними опорами Z1 і Z2, то операційний підсилювач описується
, (8)
де
, (9)
тобто при Zос = Z1 = Z2 операційний підсилювач може служити сумматором. br/>
В
Малюнок 6 - операційний підсилювач
- Тахогенератор можна представити у вигляді лінійного безінерційного підсилювальної ланки з передавальним коефіцієнтом Kтг;
В
Малюнок 7 - Тахогенератор
Значення вихідного напруга тахогенератора Uтг буде визначатися співвідношенням:
(10)
- Фільтр на виході тахогенератора можна розглядати як окрему ланку з вхідним напругою Uтг і вихідним U1.
В
Рисунок 8 - Фільтр на виході тахогенератора
Таке допущення грунтується на тому, що внутрішній опір тахогенератора можна вважати пренебрежимо малим, а навантажувальний опір R2 на порядок більше внутрішнього опору фільтра. Полярність Uтг підбирається такий, щоб в усталеному режимі сигнал зворотного зв'язку на вході У2 був зворотним по знаку сигналу Uзад. Постійна часу фільтра визначається добутком CфRф. p> Вихідна напруга фільтра U1 визначається у відповідності з наступними виразами:
(11)
(12)
В В
1.3 Скласти повну і линеаризировать структурні схеми
В цілому розглянута система електроприводу являє собою одноконтурну замкнуту САУ з послідовним коригувальним пристроєм.
Прямий канал повної структурної схеми САУ включає в себе послідовне з'єднання ланок суматора У2 з вхідними впливами - задає Uзад і зворотного зв'язку U1, і вихідним впливом U2; корекції У1 з входом U2 і виходом U3; тиристорного перетворювача, що складається з інерційної ланки 1-го порядку з коефіцієнтом посилення рівним одиниці і безінерційного нелінійного ланки з графічним зображенням статичної характеристики перетворювача, вхідним впливом перетворювача служить Uз, а вихідним - Ud; електродвигуна з зазначеними вище впливами Ud, n, DUc, Mc.
Канал зворотного зв'язку складається з підсилювальної ланки тахогенератора ТГ з коефіцієнтами передачі Kтг, вхідним впливом n і вихідним Uтг і фільтра у вигляді інерційної ланки 1-го порядку.
В
Рисунок 9 - Повна структурна схема САУ
ліне...
