Компоновка и расчет статики СЭП

2.1 Выбор структуры САУ

 

Базовая структура САУ определяется на основании варианта технического задания на проектирование. В соответствии с заданием САУ будет одноконтурной или многоконтурной с регулированием скорости (САР) или положения.

При выборе типа элементов САУ следует ориентироваться на отечественную систему УБСР – АИ или агрегатные технические средства АСУ ТП.

Таблица 6. Данные элементов УБСР – АИ.

Тип элемента	Наименование элемента	Характеристики элемента
Uвх, В	Rвх, кОм	Rн, кОм	Ку
У2 – АИ У4 – АИ	Операционные усилители	±10			Не менее 10000
ФВ – 1АИ	Фазочувствительный выпрямитель	≈ 10			1,25
ДТ – 1АИ	Датчик тока	0,075…0,2	0,01		40…140
ДН – 1АИ	Датчик напряжения	±10

 

2.2 Выбор структуры САУ

Функциональная схема САУ позволяет определить основные функциональные связи между звеньями системы. На функциональной схеме САУ введены следующие обозначения:

Рис.3 Функциональная схема двухконтурной САУ.

ЗУ – задающее устройство скорости ЭП;

РС,РТ – регуляторы скорости и тока якоря;

ДС,ДТ – датчики скорости и тока якоря;

ТП – тиристорный преобразователь;

Д – электродвигатель;

U_з;U_ос – напряжения задания и обратной связи по скорости.

 

2.3 Расчет статических характеристик СЭП

При выполнении данного пункта необходимо рассчитать и построить механические характеристики двигателя в разомкнутой системе на верхней и нижней скоростях по уравнению:

На полученных механических характеристиках двигателя необходимо показать рабочие точки при граничных скоростях и моментах сопротивления. По характеристикам следует определить статизм разомкнутой системы на верхней и нижней скоростях ЭП. По рабочим точкам двигателя необходимо найти рабочие точки силового преобразователя в соответствующих режимах ЭП.

- статический момент на валу двигателя

Статический ток якоря двигателя

Определим основные точки характеристики на верхней и нижней скоростях двигателя в первой зоне управления.

,

,

,

,

По характеристикам следует определить статизм разомкнутой системы на верхней и нижней скоростях ЭП по формулам:

Рис.4 Механические характеристики двигателя

 

 

2.4 Выбор элементов САУ и расчет параметров обратных связей

 

При использовании аналоговых регуляторов на базе операционных усилителей

УБСР – АИ коэффициенты обратной связи по скорости можно рассчитать следующим образом:

где: Кдс – коэффициент передачи датчика скорости с учетом коэффициентов передачи потенциометра Кп (Кп = 0,5) и сглаживающего RC – фильтра Кф (Кф 0,95);

Кс – коэффициент приведения обратной связи по скорости к задающему входу регулятора скорости;

Uзн – номинальное значение управляющего напряжения задающего устройства (для элементов УБСР – АИ Uзmax = 10В.)

В качестве датчика скорости применим тахогенератор постоянного тока ТГ-3 исходя из условий n_я.тг n_max

Таблица 7. Технические данные тахогенератора

Рис. 5 Функциональная схема включения датчика и РС

Коэффициент передачи датчика скорости:

Коэффициент приведения ОС по скорости к задающему входу регулятора скорости:

В системах подчиненного регулирования рекомендуется использовать датчик тока УБСР – АИ, подключаемый к стандартному шунту.

Параметры шунта:

Ø Iш = 150 А

Ø Uш = 75 mB

Коэффициент передачи шунта:

Коэффициент датчика тока имеет следующий вид:

где: Ку = 100 – коэффициент усиления датчика тока ДТ – 1АИ

 

Коэффициент передачи обратной связи по току в системах подчиненного регулирования определяется выражением:

где: Uрс.о =10В – напряжение ограничения регулятора скорости

Iя.max – максимальное значение тока якоря двигателя