Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


ћикропроцессорна€ система регулировани€ напр€жени€ т€гового генератора с переменным коэффициентом передачи регул€тора




јвтоматические микропроцессорные системы регулировани€ напр€жени€ т€гового генератора за счет программных средств могут обеспечить поддержание посто€нными заданных запасов устойчивости автоматической системы регулировани€ по модулю и фазе путем коррекции статических и динамических характеристик автоматической системы регулировани€.

¬ –оссийском государственном открытом техническом университете путей сообщени€ на кафедре ЂЋокомотивы и локомотивное хоз€йствої разработана автоматическа€ микропроцессорна€ система регулировани€ напр€жени€ т€гового генератора тепловоза с регул€тором напр€жени€ т€гового генератора и регул€тором скорости вращени€ вала дизель-генератора.



ј—–Ќ содержит следующие функциональные элементы (см. рис. 6.3.): т€говый генератор (√, поз. 1), выполн€ющий функции объекта регулировани€ напр€жени€ (ќ–Ќ); возбудитель (¬, поз. 2), выполн€ющий функции регулирующего органа (–ќ), измен€ющий ток возбуждени€ I вгт€гового генератора (регулирующее воздействие μ1 на ќ–Ќ); датчик напр€жени€ т€гового генератора (поз. 3) U г (регулируемой величины φ1), выполн€ющий функции первого измерительного устройства (»”1); датчик тока нагрузки т€гового генератора (поз. 4) I г (возмущающего воздействи€ λ1), выполн€ющий функции второго измерительного устройства (»”2); датчик скорости вращени€ вала дизель-генератора (поз. 5) ωд (возмущающего воздействи€ λ2 дл€ автоматического регул€тора напр€жени€ т€гового генератора и регулируемой величины φ2 дл€ автоматического регул€тора скорости вращени€ вала дизель-генератора (ј–—ƒ√, поз. 6)), выполн€ющий функции третьего измерительного устройства (»”3); датчик перемещени€ реек топливных насосов дизел€ (поз. 8) h р (регулирующего воздействи€ μ2 дл€ ј–—ƒ√, подаваемого на вход объекта регулировани€ скорости вращени€ вала дизель-генератора (ќ–—(ƒ√), поз. 7)), выполн€ющий функции четвертого измерительного устройства (»”4); блок возбуждени€ возбудител€ (Ѕ¬¬, поз. 9), выполн€ющий функции исполнительного механизма (»ћ), измен€ющего ток возбуждени€ I вв возбудител€; задающие устройства «”1 ÷ «”4 (поз. 10 ÷ 13 соответственно); сравнивающие устройства —”5 (поз. 14), —”1 ÷ —”4 (поз. 15 ÷ 18 соответственно); устройства коррекции коэффициента передачи регул€тора напр€жени€ ” 1 и ” 2 (поз. 19 и 20); датчик тока возбуждени€ возбудител€ (поз. 21), выполн€ющий функции п€того измерительного устройства (»”5); датчик тока возбуждени€ т€гового генератора (поз. 22), выполн€ющий функции шестого измерительного устройства (»”6). ‘ункциональные элементы »”1, «”1, —”1, »”5, »”6, ” 1, ” 2, —”5, »ћ и –ќ образуют автоматический регул€тор напр€жени€ т€гового генератора по отклонению текущего значени€ напр€жени€ от заданного значени€. ‘ункциональные элементы »”2, «”2, —”2, —”5, »ћ и –ќ образуют автоматический регул€тор напр€жени€ т€гового генератора по току нагрузки. ‘ункциональные элементы »”3, «”3, —”3, —”5, »ћ и –ќ образуют автоматический регул€тор напр€жени€ т€гового генератора по скорости вращени€ вала дизель-генератора. ‘ункциональные элементы »”4, «”4, —”4, —”5, »ћ и –ќ образуют автоматический регул€тор напр€жени€ т€гового генератора по перемещению реек топливных насосов дизел€ h р. “аким образом, автоматическа€ микропроцессорна€ система регулировани€ напр€жени€ т€гового генератора тепловоза €вл€етс€ комбинированной системой регулировани€ по отклонению напр€жени€ от заданного значени€ и по возмущающим воздействи€м: току нагрузки генератора I г, скорости вращени€ вала дизель-генератора ωд и по перемещению реек топливных насосов дизел€ h р. јвтоматический регул€тор скорости вращени€ (ј–—ƒ√) и объект регулировани€ скорости вращени€ (ќ–—) образуют автоматическую систему регулировани€ скорости вращени€ вала дизель-генератора. јвтоматическа€ система регулировани€ напр€жени€ т€гового генератора и автоматическа€ система регулировани€ скорости вращени€ вала дизель-генератора св€заны межу собой по каналам действи€ двух сигналов: скорости вращени€ вала ωд дизель-генератора и перемещени€ реек топливных насосов дизел€ h р. Ќа рис. 6.3 η1 ÷ η4 Ц сигналы задани€, х з1 ÷ хз4 Ц выходные сигналы задающих устройств «”1 ÷ «”4, х д1 ÷ х д6 Ц выходные сигналы измерительных устройств »”1 ÷ »”6, х —”1 ÷ х —”5 Ц выходные сигналы сравнивающих устройств —”1 ÷ —”5, х ” 1и х ” 2 Ц выходные сигналы устройств коррекции ” 1 ÷ ” 2.

ѕринципиальна€ блок-схема автоматической микропроцессорной системы регулировани€ напр€жени€ т€гового генератора т€гового транспортного средства содержит следующие элементы (см. рис. 6.4): т€говый генератор 1, приводимый дизелем, и подключенный к т€говым электродвигател€м; возбудитель 2 дл€ питани€ обмотки возбуждени€ 3 т€гового генератора; датчик напр€жени€ т€гового генератора 4; датчик тока нагрузки т€гового генератора 5; датчик скорости вращени€ вала дизель-генератора 6; датчик перемещени€ реек топливных насосов дизел€ 7; датчик тока возбуждени€ возбудител€ 8; датчик тока возбуждени€ т€гового генератора 9; блок управлени€ блоком возбуждени€ возбудител€ 10; блок управлени€ дизелем 11; микропроцессорный контроллер 12. ‘ункции элементов «”1 ÷ «”4, —”5, —”1 ÷ —”4, ” 1, ” 2 выполн€ют устройства микропроцессорного контроллера. Ќа рис. 6.4. позици€м 13 и 14 соответствуют блок возбуждени€ возбудител€ и обмотка возбуждени€ возбудител€.

“€говый генератор 1 и возбудитель 2 обладают динамическими свойствами апериодических звеньев второго пор€дка. “аким образом, автоматическа€ система регулировани€ напр€жени€ т€гового генератора даже в простейшем случае €вл€етс€ динамической системой четвертого пор€дка. ѕричем, значени€ всех четырех посто€нных времени т€гового генератора г1и г2 и возбудител€ в1, “ в2 завис€т только от значений активных сопротивлений и индуктивностей силовых цепей и цепей возбуждени€. ќднако, статические характеристики т€гового генератора U г = f 2(I вг) и возбудител€ U в = f 1(I вв) по регулирующему воздействию Ц току возбуждени€ (то есть нагрузочные характеристики) существенно нелинейны и описываютс€ нелинейными алгебраическими уравнени€ми. ѕоэтому коэффициенты передачи возбудител€ k в = (∂U в /∂I в ) и т€гового генератора k гμ = (∂U г /∂I г ) по регулирующему воздействию существенно завис€т от тока возбуждени€ (I вви I вгсоответственно) и имеют различные значени€ при разных режимах работы возбудител€ и т€гового генератора.

—татические (нагрузочные) характеристики возбудител€ и т€гового генератора по регулирующему воздействию (по току возбуждени€) U в (I вв ) и U г (I вг ) с достаточной точностью описываютс€ выражени€ми вида:

U в= ј вarctg ¬ в I вв, (6.1)

U г = ј гarctg ¬ г I вг. (6.2)

 

 


 


 оэффициенты передачи возбудител€ и т€гового генератора определ€ютс€ как производные от выражений (6.1) и (6.2)

k в = , (6.3)

k гμ = , (6.4)

где ј в, јг, ¬в и ¬ г - посто€нные коэффициенты, значени€ которых подбираютс€ при аппроксимации статических характеристик.

ѕоскольку объект регулировани€ напр€жени€ Ц т€говый генератор и регулирующий орган Ц возбудитель имеют существенно нелинейные статические характеристики, то система регулировани€ напр€жени€ €вл€етс€ нелинейной и показатели качества еЄ работы в большой степени завис€т от режимов работы.  оэффициент передачи автоматической системы регулировани€ напр€жени€ т€гового генератора (наход€щейс€ в разомкнутом состо€нии) k рс измен€етс€ в широких пределах при изменении тока нагрузки I г и напр€жени€ U г т€гового генератора. Ёто значит, что при разных режимах работы система регулировани€ будет иметь разные запасы устойчивости и разные показатели качества работы. »звестно, что при предельном значении коэффициента передачи автоматической системы регулировани€ k рс пред линейна€ система регулировани€ находитс€ на границе устойчивости и работает в режиме автоколебаний. ≈сли заданное значение коэффициента k рсзад меньше предельного и соответствует заданным запасам устойчивости системы по модулю и по фазе, то система имеет заданные показатели качества работы. ѕри значени€х коэффициента k рс несколько больше k рс зад система работает с большим перерегулированием, а при значени€х коэффициента k рс несколько меньше k рс зад система работает с малым или нулевым перерегулированием, но с увеличенным временем регулировани€. Ѕольшой диапазон изменени€ значений коэффициента k рс приводит к тому, что при одних режимах работы в системе наблюдаютс€ зат€нутые переходные процессы, а при других - значительные колебани€ напр€жени€ U г и тока нагрузки I г, что может приводить к возникновению процесса боксовани€ локомотива, к снижению его т€говых свойств и экономичности.

Ќаиболее действенным способом обеспечени€ необходимых динамических свойств автоматической системы €вл€етс€ введение в неЄ дополнительного корректирующих элементов, которые корректируют еЄ статические и динамические характеристики. ѕередаточна€ функци€ цепи с параллельным корректирующим элементом

 

W ск (р) = W ни (р) /[1 + W ни (р)W ос (р)], (6.5)

 

где W ни (р) и W ос (р) Ц передаточные функции подлежащей коррекции неизмен€емой части системы регулировани€ и корректирующего элемента (устройства обратной св€зи) соответственно. ѕрименение коррекции в виде устройства местной отрицательной жесткой обратной св€зи повышает устойчивость и качество работы системы регулировани€. Ёто непосредственно вытекает из уравнени€ (6.5) дл€ комплексной частотной функции в диапазоне частот, когда W ни (j ω )W ос (j ω ) >> 1.

¬ этом случае

W ск (j ω ) ≈ 1/ W ос (j ω ), (6.6)

 

и характеристики системы практически не завис€т от характеристик звеньев, охваченных устройством обратной св€зи, а определ€ютс€ в основном характеристиками корректирующего элемента. ”казанное обсто€тельство €вл€етс€ большим достоинством параллельного корректирующего элемента.

ƒл€ обеспечени€ высоких показателей качества работы автоматической микропроцессорной системы регулировани€ напр€жени€ т€гового генератора необходимо при всех режимах автоматически поддерживать посто€нным значение коэффициента передачи k рс. ƒл€ реализации этого требовани€ в предлагаемой автоматической микропроцессорной системе регулировани€ напр€жени€ т€гового генератора примен€етс€ параметрическа€ компенсаци€ действи€ токов возбуждени€ I вви I вг на значение коэффициента передачи k рс, котора€ осуществл€етс€ с помощью устройств коррекции ” 1 и ” 2 (см. рис. 6.3). ”стройства коррекции ” 1 и ” 2 должны обладать динамическими свойствами пропорционального безинерционного звена, то есть эти устройства в системе должны выполн€ть функции местных жестких отрицательных обратных св€зей выхода блока возбуждени€ возбудител€ с его входом (устройство ” 1) и выхода возбудител€ с входом блока возбуждени€ возбудител€ (устройство ” 2). —татические нелинейные характеристики устройств коррекции должны быть такими, чтобы значени€ их коэффициентов передачи измен€лись в обратно пропорциональной зависимости от значений коэффициентов передачи возбудител€ k в и т€гового генератора k гμ, то есть таким образом, чтобы произведени€ коэффициентов передачи устройств коррекции и коэффициентов передачи возбудител€ k в и т€гового генератора k гμ оставались посто€нными при всех режимах работы предлагаемой автоматической микропроцессорной системы регулировани€ напр€жени€ т€гового генератора.

 


 





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-10-01; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 909 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

¬ы никогда не пересечете океан, если не наберетесь мужества потер€ть берег из виду. © ’ристофор  олумб
==> читать все изречени€...

1334 - | 1255 -


© 2015-2024 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.011 с.