Модернизация электропривода прессовой части БДМ "Сухонского ЦБК"
4.2.1 Расчет и настройка контура тока
Так как для 2-ой и 3-ей приводных точек пресса выбраны два одинаковых электродвигателя, то настройку контура тока будем производить для одного электродвигателя, считая, что все расчеты и результаты справедливы и для второго.
Рис.8. Структурная схема контура тока.
В контур тока рассматриваемой системы входят регулятор, тиристорный преобразователь, якорная цепь двигателя и датчик тока. Задание, подаваемое на регулятор, примем равным 10(В) В.
В структурной схеме тиристорный преобразователь представлен апериодическим звеном 1-го порядка с передаточной функцией:
где,
- среднее значение ЭДС преобразователя при угле управления равном нулю (=440 В).
Постоянная времени где
- постоянная времени, учитывающая запаздывание в силовой цепи тиристорного преобразователя(=3,3мс).
Передаточная функция тиристорного преобразователя примет вид:
Модель датчика тока представим усилительным звеном с передаточной функцией:
где
- перегрузочная способность двигателя по току (=1,7).
Тогда получаем передаточную функцию датчика тока:
В структурной схеме якорная цепь ДПТ представляем апериодическим звеном с передаточной функцией:
Поскольку быстродействие контура тока высокое, это дает возможность пренебречь отрицательной обратной связью (ОС) по ЭДС и рассматривать динамику контура тока не зависимо от динамики контура ЭДС.
Где
- активное сопротивление якорной цепи при 1150С (=0,04 Ом).
Постоянная времени якорной цепи определяется по формуле:
где,
- индуктивность якорной цепи (=1,43 мГн).
Передаточная функция якорной цепи двигателя примет вид:
Рассчитаем параметры регулятора контура тока при условии, что контур будем настраивать на модульный оптимум.
Передаточная функция разомкнутого контура, настроенного на модульный оптимум имеет вид:
Используем ПИ-регулятор, который имеет передаточную функцию
;
где,
Тогда передаточная функция регулятора имеет вид:
Представим передаточную функцию в виде:
где, .
Окончательно передаточная функция регулятора тока примет вид:
Передаточная функция замкнутого контура тока имеет вид:
;
При подстановке переменных и её упрощении мы получим следующее выражение:
Что бы упростить дальнейшие вычисления, пренебрегают значительно малыми в сравнении с значениями . В итоге получается апериодическое звено:
Подставим значения и получим:
Рис.9. Переходные характеристики реального (1) и упрощенного контура токов (2).
На рис.9 представлены два переходных процесса: переходный процесс реального контура тока и переходный процесс упрощенного контура тока.
Как видим, динамика процессов практически одинакова. У переходного процесса упрощенного контура тока нет только перерегулирования, а в основном он повторяет переходный процесс реального контура тока, следовательно, мы можем использовать упрощенную передаточную функцию контура тока, в дальнейших расчетах.