Курсовая работа: Система стабилизации скорости вращения двигателя постоянного тока

W_тп - передаточная функция тиристорного преобразователя;

W₁ - передаточная функция электромагнитной части двигателя;

W₂ - передаточная функция электромеханической части двигателя;

W₃ - передаточная функция внутренней обратной связи в двигателе постоянного тока, учитывающая противо-ЭДС двигателя.

При составлении структурной схемы использовались следующие допущения: магнитный поток двигателя постоянен, при работе двигателя сопротивление его обмоток не изменяется, нелинейные элементы структурной схемы линеаризованы, тиристорный преобразователь работает в режиме непрерывного тока, пульсациями выпрямленного напряжения пренебрегаем.

Распишем передаточные функции звеньев, входящих в структурную схему электропривода.

W₁ = 1/[R_э · (T_я ·p + 1)] ;

W₂ = R_э / (к_е ·T_м ·p);

W₃ = к_е ;

W_тп = к_тп / (T_тп ·p + 1),

где R_э - эквивалентное активное сопротивление выпрямленной цепи, Ом;

T_я - электромагнитная постоянная времени якорной цепи двигателя, с:

T_я = L_я / R_я = 0,013/0,516 = 0,025 с;

к_e - коэффициент передачи двигателя по управляющему воздействию, Вб:

к_e = к·Ф_н = (U_н - I_н ·R_дв ) /ω_н = (220 -26,2·0,516) /79 = 2,61 Вб;

T_м - электромеханическая постоянная времени электродвигателя, с:

T_м = J_∑ ·R_я / к_e = 0,01625·0,516/2,61 = 0,003 с;

J_∑ = J_дв + J_мех = 0,013 + 0,00325 = 0,01625 Гн.

T_тп - постоянная времени тиристорного преобразователя, с:

T_тп = L_d / R_э = 0,035/2,631 = 0,013 с;

к_тп - коэффициент передачи тиристорного преобразователя:

к_тп = U_dmax / U_{рт max} = 500,719/10 = 50,0719,

где U_{рт max} - максимальное напряжение на выводе регулятора тока, принимаем в расчетах равным 10 В;

U_dmax = U_{2ф m} = 500,719 В.

В предварительных расчетах нам не известны передаточные функции регуляторов скорости и тока, поэтому мы их принимаем пропорциональными безинерционными звеньями, причем общий коэффициент усиления этих звеньев определим из коэффициента усиления всей системы. Известно, что в режиме непрерывного тока требуемый коэффициент усиления разомкнутой системы автоматического регулирования определится по формуле:

к = [ (1,15÷1,2) ·I_н ·R_э ·D / (к_e ·ω_н ·d)] - 1, (5.1)

где D- диапазон регулирования; d - относительная погрешность регулирования;

к = [ (1,15·26,2·2,631·50) / (2,61·79·0,5)] - 1 = 37,4.

Так как общий коэффициент усиления равен произведению коэффициентов усиления всех звеньев основного контура регулирования, то