Структурная схема и передаточная функция САУ ЭП с ОС по ω. Устойчивость САУ

В состав схемы эп постоянного тока с обратной связью по скорости входят двигатель постоянного тока М, питаемы от преобразователя П, усилитель-регулятор скорости У, датчик скорости-тахогенератор Тг и потенциомер скорости R1.

Если преобразователь П тиристорный или транзисторный, то в его состав входит и система управления силовыми полупроводниковыми приборами. Входным напряжением преобразователя Uу будем считать напряжение, подаваемое на систему управления силовыми полупроводниковыми приборами преобразователя. В качестве выходного напряжения преобразователя примем среднее значение выпрямленного напряжения за период в режиме холостого хода, которое будем называть эдс преобразователя. Эта величина имеет обозначение Ud принятое в преобразовательной технике.

Вид зависимости Еп (или Ud) от Uу определяется схемами силовой части и системы управления преобразователем. В случае трехфазной симметричной схемы и синусоидального опорного напряжения эта зависимость линейна. В других случаях имеется некоторая нелинейность, однако для выявления основных закономерностей в природе с замкнутой системой управления будем считать, что статическом режиме

, где kп – коэффициент передачи преобразователя.

Двигатель постоянного тока как элемент системы автоматического регулирования в статическом режиме характеризуется уравнением его электромеханической характеристики. В этом случае, когда ток якоря непрерывен, это уравнение при Ф=const имеет вид

(1)

где U и I – средние значения напряжения на якоре и тока якоря за период; с – постоянная двигателя

Если двигатель питается от тиристорного преобразователя, то при малых нагрузках на валу и работе в зоне малых скоростей ток якоря имеет прерывистый характер. В этом режиме уравнение 1 непригодно, так как нужно оперировать со средними значениями напряжения и тока не за период, а за интервалы проводимости тиристоров.

Уравнение для преобразователя и двигателя принимают в виде

где R=Rя+Rп – общее эквивалентное сопротивление силовой цепи, I – среднее значение тока якоря за период.

Отсюда следует, что поддержания скорости при увеличении нагрузки необходимо автоматически увеличить напряжение преобразователя.

Характеристика усилителя считаем линейной

Напряжение тахогенератора Uтг пропорционально скорости двигателя:

Напряжение обратной связи:

Устойчивая САУ — система, в которой переходные процессы являются затухающими.

(a ₀ pⁿ + a ₁ p^{n − 1} +... + a_n) y = (b ₀ p^m + b ₁ p^{m − 1} +... + b_m) g — операторная форма записи линеаризированного уравнения.

y(t) = y _уст (t)+y _п = y _вын (t)+y _св

y _уст (y _вын) — частное решение линеаризированного уравнения.

y _п (y _св) — общее решение линеаризированного уравнения как однородного дифференциального уравнения, то есть D (p) = (a ₀ pⁿ + a ₁ p^{n − 1} +... + a_n) y = 0

САУ устойчива, если переходные процессы у_n(t), вызываемые любыми возмущениями, будут затухающими с течением времени, то есть при .

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: