Принципы построения систем автоматического управления электроприводом Г-Д П.М

Для управления привода Г—Д с ТВ шахтного подъема при­меняются системы подчиненного управления параметрами привода на основе использования элементов унифицированной блочной си­стемы регуляторов

УБСР, УБСР-АИ.

Система подчиненного управления параметрами привода Г—Д с ТВ на элементах УБСР. Схема принципиальная электрическая этой системы с тремя контурами подчиненного регулирования — скорости, якорного тока, напряжения генератора приведена на рис. Обмотка возбуждения генератора Г питается от ревер­сивного тиристорного возбудителя ТВГ, а обмотка возбуждения подъемного двигателя ДП — от нереверсивного тиристорного воз­будителя ТВД. Изменение частоты вращения ДП при потоке Ф_{дв ном} = const осуществляется изменением напряжения Г, подво­димого к якорю ДП, регулированием тока возбуждения генератора I_вг через ТВГ.

Сдвигом управляющего импульса СИФУ ТВГ осуществляется управление U_d и U_вг. Согласование мощного входа ТВГ с магнитотранзисторной СИФУ с маломощным выходом САУ осущест­вляется через усилитель мощности УМ типа УПТ-5. Через такой же усилитель осуществляется согласование входа ТВД с САУ управ­ления током возбуждения двигателя I_вд,

Замкнутая система управляет возбуждением двигателя. Задание номинального тока возбуждения I_вдном осуществляется подачей напряжения U_звном от стабилизатора напряжения СН через вы­прямитель В на вход регулятора тока возбуждения двигателя РВТ.

Обратная связь по I_вд снимается с шунта и вводится на второй вход РВ. Точность поддержания I_вд достигается точностью зада­ния U_звном и коэффициентом усиления системы регулирования

I_вд .

Сигнал заданной скорости на выходе САУ изменяется по про­грамме функции времени с помощью задатчика интенсивности ЗИ.

В каждый контур входит одна компенсируемая постоянная вре­мени: в контур регулирования U_г—Т_г, в контур I_я—Т_я, в кон­тур n — Т_м. Некомпенсируемой постоянной Т_μ является электро­магнитная постоянная времени ТВГ. Внутренний контур управле­ния U_г подчинен контуру управления I_я : задающий вход регуля­тора напряжения РН включен на выход регулятора тока РТ. Об­ратная связь по U_г снимается с потенциометра R_п2 и подается через датчик напряжения ДН на второй вход РН. Контур управ­ления I_я подчинен контуру управления υ: задающий вход регуля­тора тока РТ включен на выход регулятора скорости PC. Обрат­ная связь по I_я снимается с шунта Ш и подается через датчик тока ДТ на второй вход РТ. Внешний контур управления скоростью является основным. Задающий сигнал на вход регулятора скорости PC подается от ЗИ. Обратная связь по υ , осуществляемая в виде напряжения тахогенератора U_тг, снимается с потенциометра R_п1 через датчик напряжения ДН подается на второй вход PC.

Регуляторы скорости, тока, напряжения, регулятор тока воз­буждения выполнены структурно пропорционально-интегральным (ПИ): PC—ПИ, РТ—ПИ, РН—ПИ, РВТ—ПИ. Структура регуля­торов обеспечивается соединением усилителей с сопротивлениями и емкостями по схеме, приведенной на рис., где соответственно обозначены: R_зн, R_зт, R_зс, R_зв — сопротивления задания на входах РН, РТ, PC, РВТ; С_он, С_от, С_ос, С_ов —емкости в це­пях обратных связей регуляторов; R_н, R_т, R_с, R_в — сопротивления в обратных связях контуров по U_г, I_я, υ, I_в. Основными пара­метрами, определяющими настройку ПИ-регуляторов, являются: постоянная времени обратной связи T_0i, постоянная времени ин­тегрирования Т_иi, передаточный коэффициент регулятора k_pi:

T_0i =R_0iC_0i ; Т_иi= R_зiC_0i ; k_pi= R_0i/R_зi ;

Все регуляторы выполнены на усилителях УПТ-3. Датчики на­пряжения ДН и тока ДТ осуществляют гальванические развязки цепей САУ от цепей Г—Д и ТГ. Усилители УПТ-3 и УПТ-5, дат­чики ДН-2 и ДТ получают питание от блоков-источников питания ИП-5—ИП-7.

Поступающее от ЗИ на вход PC напряжение U_зс заданной скорости υ_з сравнивается с направленным встречно напряжением U_ос — обратной связи по действительной скорости υ_д. При откло­нении υ_д от υ_з рассогласование определяет регулирующее воздейст­вие, равное ∆U= (U_зс—U_o.ck_c)- В соответствии с принятым законом регулирования PC «насыщается» до тех пор, пока не будет достигнуто заданное значение скорости. Как при реакции на скачок задающего напряжения, так и при программном его изменении вы­ходное напряжение регуляторов выходит до максимальных зна­чений. Напряжение на выходе PC является задающим напряже­нием РТ:U_рс = U_зт. При движении с установившейся υ_д дости­гается величина U_рс = U_зт . т, требуемая для создания тока якорной цепи привода, равного статическому I_я =I_c. При разгоне и замедлении в режиме установившегося слежения υ_д за υ_з дости­гается величина U_рс = U_зт для создания пускового тока, обеспе­чивающего заданное ускорение а_рз = const. При υ_з >> υ_д или υ_з < < υ_д рассогласование ∆U_υ возрастает настолько, что оказы­вается U_зт = U_{рс max} и обеспечивается задание на нарастание тока до заданной величины. Величина темпа нарастания тока di/dt определяется настройкой РТ и РН.

На входе РТ сравнивается величина напряжения заданного тока U_зт = U_р.с с напряжением обратной связи U_от, пропорциональ­ным действительному току: U_от = k_тI_я. Разность этих напряже­ний ∆U_т = (U_зт—U_oт) =U_р.с -k_т I_я определяет напряжение U_рт на выходе РТ. При отклонении действительного значения тока

от заданного и U_зт > < U_рс = U_от формируется регулирующее воздейст­вие U_рт = ∆U_т в соответствии с законом регулирования контура тока. Регулятор тока насыщается до тех пор, пока не будет достиг­нуто заданное значение I_я. Напряжение U_рт поступает на вход РН, где сравнивается с направленным встречно напряжением U_o.н — обратной связью по напряжению генератора U_г . При U_зн = U_рт><U_он k_н возникает регулирующее воздействие ∆U_н = (U_зн—U_oнk_н ). В соответствии с принятым законом регу­лирования может установиться U_{рн max} и сохраняться до тех пор, пока не будет достигнуто заданное значение напряжения генера­тора. Выходной сигнал РН через усилитель мощности УМ по­дается на вход СИФУ ТВГ.

Построение принципиальной схемы САУ должно увязываться с технологическими ограничениями параметров привода, например с ограничением I_{я max} (dI_я/dt). Трехконтурная САУ привода по си­стеме Г—Д при рекомендуемых в разделе настройках обеспечивает ограничение быстродействия dI_я/dt без дополнительных устройств. Время переходных процессов в приводе по системе Г—Д с ТВ и ста­тической системой подчиненного управления так же, как и в при­воде Г—Д с ТВ и САУ с параллельной коррекцией, определяется форсировкой изменения I_в.г и U_г, коэффициентом усиления, при астатической САУ — также постоянной времени интегрирования. В САУ с УБСР коэффициенты усиления усилителей k_y = 1000, датчиков — k_{д. т} = 400. Коэффициент усиления статической САУ для уменьшения статизма должен быть принят k_рс = 30, а в аста­тической САУ k_{р. с} = 5 - 10.

При движении с установившейся υ на входе PC U_{з. c} = U_{o. с}, требуемая величина U_{р. с} = U_{з. т} для обеспечения I_я = I_с со­храняется за счет действия интегратора PC. При отклонении υ_д от υ_з, изменяются U_рс , U_рт , U_рн для возвращения υ_д к υ_з и восстановления равновесия на входе PC.

Принятая САУ с PC, РТ, РН—ПИ, многократным интегрирова­нием обеспечивает отсутствие статической ошибки в периоды дви­жения с установившимися υ_max и υ_дот , наиболее влияющие на точ­ность выполнения цикловой диаграммы во времени.

Дата добавления: 2015-06-30; просмотров: 517; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!