Расчет статических характеристик СПР

Статические электромеханические характеристики электропривода (рис. 5.13) с однократно-интегрирующей системой регулирования (П-регулятором скорости) строятся по уравнению:

, (5.35)

где – угловая скорость холостого хода двигателя в СПР; – падение угловой скорости двигателя в СПР при изменении нагрузки от нуля до номинальной; Δω_р – статическое падение угловой скорости в разомкнутой системе; K_кω= 1/K_ω – коэффициент передачи контура скорости.

Рис. 5.13. Статические электромеханические характеристики электропривода с однократно и двухкратноинтегрирующей системой регулирования

При Т_м < 4Т_μ статический перепад угловой скорости в СПР будет больше, чем в разомкнутой системе Δω_з > Δω_р, при Т_м = 4Т_μ получим ,
а при Т_м > 4Т_μ получим Δω_з < Δω_р.

Для двухкратноинтегрирующей СПР с ПИ-регулятором скорости электромеханические характеристики (рис. 5.13) представляют собой линии, параллельные оси абцисс, уравнение которых имеет вид:

. (5.36)

При перегрузке (стопорении) резкое уменьшение угловой скорости двигателя переводит работу регулятора скорости в зону ограничения и электропривод тормозится при постоянном стопорном моменте М_стоп = I_стоп/K_д, где I_стоп= K_к.тU_зтмах. Электромеханические характеристики СПР в зоне ограничения I_стоп = I_отс представляют собой прямые параллельные оси ординат.

Электромеханические характеристики на рабочем участке (0 < I_я.ц < I_стоп) строятся для ω_{о мах} и ω_{о мin}.

Полная структурная схема системы ТП – Д с подчиненным регулированием переменных на примере двухкратноинтегрирующей приведена на рис. 5.14.

Рис. 5.14. Структурная схема двухкратноинтегрирующей системы
подчиненного регулирования

В СПР учтено влияние обратной связи по ЭДС двигателя и ограничение тока стопорным значением.

5.7. Моделирование и анализ переходных процессов
в замкнутой системе ТП – Д с подчиненным
регулированием переменных

Для получения переходных процессов в замкнутой системе ТП – Д
с подчиненным регулированием переменных по полученной структурной схеме (рис. 5.14) набираем модель в программе SIMULINK, Sim Power System (рис. 5.15, 5.16).

Настройку системы начинают с внутреннего контура – контура тока (рис. 5.2). Характер переходного процесса тока двигателя должен соответствовать расчетным параметрам (перерегулирование, время переходного процесса). Затем в контур тока вводят обратную отрицательную связь по ЭДС двигателя и анализируют степень влияния этой связи. При необходимости устраняют влияние обратной связи по ЭДС двигателя одним из рассмотренных способов в гл. 5 и определяют эффективность компенсации этого влияния по характеру переходного процесса тока двигателя.

Настройку контура скорости на модели осуществляют после подключения к контуру тока объекта регулирования, регулятора скорости, обратной связи по скорости и при отключенной обратной отрицательной связи по ЭДС двигателя.

Характер переходного процесса должен соответствовать расчетным параметрам настройки контура на модульный или симметричный оптимум. При настройке на симметричный оптимум при необходимости на входе контура скорости устанавливают фильтр и проверяют качество переходных процессов.

После настройки контура скорости на модели объекта регулирования подключают обратную связь по ЭДС двигателя. При необходимости осуществляют устранение влияния этой обратной связи. Затем настраивается отсеч-

Рис. 5.15. Модель двухконтурной системы подчиненного регулирования в Simulink

Рис. 5.16. Виртуальная модель двухконтурной скоростной системы подчиненного регулирования

ка, которая осуществляется на модели в результате ограничения выходного сигнала регулятора скорости с помощью нелинейного звена «насыщение» из библиотеки SIMULINK. На полностью набранной модели проводят анализ работоспособности СПР в режимах пуска и реверса с нагрузкой и без нагрузки, а также в режиме наброса нагрузки. Определяют работоспособность СПР при варьировании параметров двигателя (Т_я и Т_м) при их увеличении
и уменьшении в два раза.

Все полученные графики необходимо проанализировать по показателям качества регулирования, сделать соответствующие надписи и подписи к ним, а также выводы о работоспособности спроектированной системы в различных режимах работы.