1.1. Расчетная схема системы преобразователь-двигатель изображена на рис. П4.1. Широтно-импульсный преобразователь состоит из трехфазного выпрямителя UZ, транзисторов VT1,.., VT4 и обратных диодов VD1,.., VD4. Для снижения пульсаций тока последовательно с якорем двигателя M включен дроссель с индуктивностью L ·др. Сигнал обратной связи по току якоря формируется с помощью шунта (R. ш) с выходным напряжением U ш = 100 мВ при токе I ш = 10 А. Сопротивление шунта
R ш= U ш / I ш=0,1 / 10 = 0,01 Ом.
Рис. П4.1. Схема силовой части электропривода
В качестве ключей в ШИП используются транзисторы с напряжением насыщения U нас = 2 В при токе коллектора I к = 25 А. Сопротивление такого ключа
RVT = U нас / I к = 2./.25 = 0,08 Ом.
Параметры выбранного электродвигателя приведены в табл. П4.
Таблица.П4
| Параметр | Обозна-чение | Единица измерения | Значение |
| Номинальный момент | M ном | Нм | 0,876 |
| Номинальная скорость | n ном | об/мин | |
| Номинальное напряжение | U ном | В | |
| Номинальный ток | I ном | А | 6,2 |
| Момент инерции якоря | J д | кг·м2 | 0,00015 |
| Сопротивление якоря | R я.д | Ом | 1,24 |
| Индуктивность якоря | L я.д | мГн | 1,5 |
| Конструктивная постоянная | c | В·с | 0,163 |
Полное сопротивление якорной цепи при двух открытых транзисторах
R я = R я.д + 2RVT + R ш= 1,24 + 2·0,08 + 0,01 = 1,5 Ом.
Величина пульсаций якорного тока определяется по формуле [1]
, (П4-1)
где Ud = 110 В – напряжение питания ШИП, γ – относительная продолжи-тельность импульсов, L я– полная индуктивность якорной цепи, f к – частота коммутации, K к – коэффициент зависящий от способа коммутации транзисторов; рассматриваем случай поочередной коммутации, для которой K к = 1.
Принимаем: γ = 0,5 (наибольшие пульсации), f к = 15000 Гц,
Δ I = 0,075· I ном = 0,075·6,2 = 0,47 А.
Тогда из формулы (П4-1) получим:
= 0,0039 Гн. (П4-2)
Требуемая индуктивность дросселя
L др = L я– L я.д= 0,0039 – 0,0015 = 0,0024 Гн. (П4-3)
Теперь найдем приведенный момент инерции механизма
= 1·10 – 5 кг·м2. (П4-4)
Полный момент инерции на валу двигателя:
= 0,00015+0,00001 = 0,00016 кг·м2 = 0,16 г·м2.
1.2. После вычисления физических параметров электромеханической системы, определяем параметры передаточных функций электродвигателя и механизма:
, 
, 
.
По формулам (3-1) получаем:
= 0,0026 с;
= 0,009 с;
= 56,5 1/(Нм·с).
Коэффициент передачи механизма определяем на основании уравнения (3-2):
= 0,000191 м = 0,191 мм.
1.3. Параметрами передаточной функции широтно-импульсного преобразова-теля являются коэффициент передачи K п и постоянная времени τ:
.
Считаем, что для защиты от помех на входе ШИП установлен фильтр первого порядка с постоянной времени 0,001 с. Временем задержки из-за коммутации транзисторов, равным 1/ f к = 0,0001 с, можно пренебречь. Следовательно:
τ = 0,001 с.
Для определения коэффициента передачи ШИП примем, что номинальное напряжение на его выходе U п.н = 110 В возникает при номинальном выходном напряжении РТ U .РТ.н = 10 В. Тогда получим:
=11.
Параметры контура тока
Проверим условие (3-4) настройки контура тока на технический оптимум
;
; 9,52>5.
Как видим, условие выполняется, поэтому можно использовать стандартные настройки контура тока. При стандартной настройке мы пренебрегаем внутренней обратной связью двигателя по ЭДС, объект регулирования контура тока представляет собой преобразователь и цепь якоря двигателя и имеет передаточную функцию 
.
Перед вычислением параметров регулятора необходимо определить коэффициент передачи обратной связи по току K т. Соответствующее устройство может быть выполнено на основе шунта в якорной цепи электродвигателя, блока гальванической развязки и нормирующего усилителя сигнала. Максимальное значение тока в якорной цепи определяется перегрузочной способностью двигателя МИГ-550ДТ, который может кратковременно выдерживать перегрузку по току 8· I ном. Примем выходной сигнал нормирующего усилителя
U от.max = 10 В при максимальном токе якоря I я.max =40 А. Тогда получим:
=0,25 В/А. (П4-5)
Затем по формулам (3-7) и (3-11) находим:
= 0,0026 с;
= 0,71.
