Дослідження динамічних режимів синтезованой системи

 

 

Дослідження проводимо шляхом моделювання синтезованої системи підпорядкованого регулювання швидкості. Моделювання проводимо в середовищі MatLab 6.5 (Simulink 5.0). Для зручності аналізу данних та спрощення структурної схеми застосовуємо нормування структурної схеми системи, тобто переходимо до відносних величин. Базисні величини:

·

·

·

Струм короткого замикання:

 

(6.1)

 

Кратність струму короткого замикання:

 

(6.2)

 

У відносних величинах отримуємо, що:

 

(6.3)

 

(6.4)

 

(6.5)

 

7 РЕАЛІЗАЦІЯ ВУЗЛІВ СИСТЕМИ УПРАВЛІННЯ

НА ОСНОВІ ЧАРУНОК УБСР-АИ

 

 

7.1 Реалізація давача та регулятора струму збудження

 

 

Для отримання сигналу, пропорційного струму збудження використовуємо шунт 75ШС-0,2 [5]:

· номінальний струм А

· номінальний спад напруги мВ

В якості давача струму збудження використовуємо чарунку ДТ-3АИ. Її схему наведено на рис. 7.1.

Так як коефіцієнт дорівнює добутку коефіцієнтів передачі шунта та давача струму збудження , розрахуємо величину :

 

(7.1)

 

Регулятор струму збудження реалізуємо на основі чарунки РТ-1AИ, схема якої наведена на рис. 7.2.

Роль суммтора виконує ОП А2, який формує різницю сигналу завдання та сигналу ЗЗ за струмом збудження. Коефіціент передачі ОП А2 приймаємо рівним 1, для цього закорочуємо R₂₅ і встановлюємо R₁₄=R₂₂=51 кОм. Відповідно R₁=R₁₆=R₂=R₁₃=R₃=R₁₈=51 кОм.

Передавальна функція регулятору струму збудження:

 

(7.2)

 

Безпосередньо РСЗ реалізуємо на ОП А4. Для отримання сталої часу регулятора Т_ОЗ =0,178 с, встановимо наступні номінали: С₁₆=1 мкФ, R₃₉=150 кОм, движком R₄₀=28 кОм.

 

(7.3)

 

Для отримання сталої часу регулятора Т₁ =0,00213 с, підстроїмо резистор R₄₁=230 Ом (R_41повне=6,8 кОм), встановимо R₃₅=62 кОм.

 

(7.4)

 

 

7.2 Реалізація давача та регулятора струму якоря

 

 

Для отримання сигналу, пропорційного струму якоря використовуємо шунт 75ШСТ [5]:

· номінальний струм А

· номінальний спад напруги мВ

В якості давача струму якоря використовуємо чарунку ДТ-3АИ. Її схему наведено на рис. 7.1.

Розрахуємо величину :

 

(7.5)

 

Регулятор струму якоря реалізуємо на основі чарунки РС-1AИ, схема якої наведена на рис. 7.5.

Роль суммтора виконує ОП А2, який формує різницю сигналу завдання та сигналу ЗЗ за струмом якоря. Коефіціент передачі ОП А2 приймаємо рівним 1, для цього закорочуємо R₂₅ і встановлюємо R₁₄=R₂₂=51 кОм. Відповідно R₁=R₁₆=R₂=R₁₃=R₃=R₁₈=51 кОм.

Передавальна функція регулятору струму якоря:

 

(7.6)

 

де - коефіціент передачі чарунки, яка реалізує операцію ділення

(для чарунки МД-3АИ).

Безпосередньо РСЯ реалізуємо на ОП А4. Для отримання сталої часу регулятора Т_Я =46,26×10^-3 с, встановимо наступні номінали: С₁₆=1 мкФ, R₃₉=33 кОм, движком R₄₀=13,26 кОм.

 

(7.7)

 

Для отримання сталої часу регулятора Т₁ =5,12×10^-3 с, підстроїмо резистор R₄₁=560 Ом (R_41повне=6,8 кОм), встановимо R₃₅=6,2 кОм.

 

(7.8)

Обмежемо вихідну напругу регулятора на рівні 8,3 В.

Для реалізації ділення виходного сигналу РСЯ на сигнал пропорційний швидкості, використовуємо чарунку МД-3АИ (рис. 7.3).

Коефіціент передачі чарунки дорівнює 0,1. Сигнал, пропорційний частоті обертання, подаємо на вхід Z, а сигнал з виходу РСЯ – на вхід Х. Необхідний рівень входного сигналу з РСЯ підрегульовуємо за допомогою R₂.

 

 

7.3 Реалізація давача та регулятора швидкості

 

 

На виході дільника сигналу тахогенератора встановлюємо давач напруги. Вибираємо чарунку ДН-2АИ (рис. 7.6).

Розрахуємо коефіціент передачі давача напруги:

 

(7.9)

 

Для реалізації регулятора швидкості обираємо чарунку РС-1АИ (рис. 7.5).

 

Передавальна функція регулятору швидкості:

 

(7.10)

 

Роль суммтора виконує ОП А1, який формує та посилює різницю сигналу завдання та сигналу ЗЗ за швидкістю.

Чарунка працює в режимі ПІ-регулятора швидкості. В цьому режимі передавальна функція ОП А5:

 

(7.11)

 

Приймаємо, що . Для реалізації такої постійної часу, встановлюємо наступні параметри: R₄₁=10 кОм, підстроюємо R₄₂=13,3 кОм, С₁₅ не підключаємо, С₁₆=10 мкФ. Тоді отримаємо:

 

(7.12)

 

Отож, так як , необхідно вибрати коефіціент передачі ОП А1 рівним, відповідно, відношенню до . Тобто:

 

(7.13)

 

Для отримання такої передавальної функції ОП А1, встановимо наступні номінали елементів: R₁-R₅=R₉-R₁₃=5,1 кОм, R₁₈=10 кОм, R₂₅=2,2 кОм, R_24повне=6,8 кОм, закорочуємо R₃₀, R₃₁. Настроюємо движком R₂₄=2,6 кОм.

 

(7.14)

 

Отримуємо передатню функцію чарунки:

 

(7.15)

 

Операційні підсилювачі А3, А4 утворюють схему жосткого обмеження виходної напруги регулятора. Обмежемо вихідну напругу на рівні 8,3 В.

В якості блока перемноження використовуємо чарунку МД-3АИ (рис. 7.3). Коефіціент передачі чарунки дорівнює 0,1. Сигнал, пропорційний частоті обертання, подаємо на вхід Y, а сигнал з виходу РШ – на вхід Х.

 

 

7.4 Реалізація задавача інтенсивності

 

 

В якості ЗІ використовуємо чарунку ЗИ-3АИ (рис. 7.4).

Чарунка має коефіціент передачі 1. Швидкість змінення Uвих визначається постійною часу ланцюга R₁₆, C₇ і напругою обмеження ОП А1, яку обмежимо на рівні 10В. Для отримання Т_ЗІ =3,34 с, встановимо R₁₆=330 кОм, С₇=10 мкФ.

 

(7.16)

 

 

7.5 Джерело живлення

 

В якості джерела живлення використовуємо чарунку СН-4АИ (схема рис. 7.7).

Це схема стабілізаторів напруги +15 В і –15 В. Вона включає в себе два стабілізатори компенсаційного типу. Джерело має захист від коротких замикань на виході, надвеликих струмів навантаження, від перенапруг.

 

 

 

Рисунок 4.7 − Ячейка підсилювачей У7−2АИ.

 

Перелік джерел

 

 

1. ВНИИМЕТМАШ. Справочные данные по электрооборудованию. Т.2. электрооборудование для тяжелого машиностроения и металлургических цехов/ - М.-Л: Энергия. 1965. – 480с.

2. Комплектные тиристорные электроприводы: Справочник / И.Х. Евзеров, А.С. Горобец, Б.И. Мошкович и др.; Под редакцией канд. техн. наук В.М. Перельмутера. – М.: Энергоиздат, 1988. – 319 с.: ил

3. Унифицированные системы автоуправления электроприводом в металлургии/ В.К. Гарнов, В.Б. Рабинович, Л.М. Вишневецкий. – Л.М.: Металлургия, 1971.-216с.

4. Синтез вентильных приводів постіного струму: Навч. посібник/ Коцегуб П.Х. – Київ, ІЗМН, 1997.-122с.

5. Справочник по наладке электрооборудования промышленных предприятий/ Под ред. М.Г. Зименкова и др. – 3е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1983.-480с.

 

 

ДОДАТОК A

 

 

ПЕРЕЛІК ЗАУВАЖЕНЬ НОРМОКОНТРОЛЕРА

ДО КУРСОВОЇ РОБОТИ

 

 

Студента _________________________ групи _______________

 

 

Позначення документа	Документ	Умовне позначення	Зміст зауважень

 

 

Дата _________________ Підпис _______________________________

(П. І. по Б.)