Главная  Развитие народного хозяйства 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [ 64 ] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] [131] [132] [133] [134] [135] [136]

§ 1-49]

Повышение стабильности работы нереверсивного электропривода

ходные процессы оказываются более медленными, чем переходные процессы при непрерывном токе.

Следует заметить, что когда в процессе изменения якорного тока ток вначале является прерывистым, а потом непрерывным, ухудшение динамики будет иметь

чения прерывистого тока значение эквивалентного сопротивления якорной цепи и зону нечувствительности, связанную с размыканием системы регулирования по току в моменты времени, когда э. д. с. двигателя становится больше, чем э.д.с. преобразователя. Наличие этих нелинейностей может


Рис. 1-256. Осциллограмма переходного процесса непрерывного тока.


Рис. 1-257. Осциллограмма переходного процесса прерывистого тока.

место и после того момента, когда ток станет непрерывным, так как и в этом случае имеет место потеря форсировочиой составляющей входного сигнала в зону прерывистого тока.

При анализе переходных процессов в прерывистом режиме не учитывается электромагнитная постоянная времени якорной цепи, так как в этом режиме это звено не оказывает демпфирующего действия при изменении среднего значения тока.

На рис. 1-256 и 1-257 приведены осциллограммы переходных процессов токового контура в режимах непрерывного и прерывистого тока для одной и той же настройки контура тока

1-49. ПОВЫШЕНИЕ СТАБИЛЬНОСТИ РАБОТЫ НЕРЕВЕРСИВНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПРИ МАЛЫХ НАГРУЗКАХ

Динамические процессы в системах регулирования с нереверсивными вентильными преобразователями в значительной степени определяются нелинейностями объекта регулирования.

К основным нелинейностям следует отнести меняющееся в функции среднего sHa-


Рис. 1-258. Регулировочная характеристика нереверсивного вентильного преобразо-вагеля при непрерывном и прерывистых токах.

/ - э. д. с. преобразователя прн непрерывном токе; 2 - э. д. с. преобразователя прн конечном значении прерывистого тока; Й - э. д. с. преобразователя прн идеальном холостом ходе; упр ~ управляющий сигнал системы фазового управления; э.д.с. преобразователя: ft-ко.эффи-циент усиления вентильного преобразователя.

вызвать неустойчивость системы регулирования скорости или неудовлетворительные переходные процессы при усилении, выбранном для идеализированной линейной системы.

Прн работе на холостом ходу и последующем ударном приложении нагрузки в системе регулирования скорости возникают повышенные динамические падения скорости. Это связано с тем, что регулятор тока должен значительно изменить угол регулирования преобразователя, прежде чем начнется, интенсивное нарастание непрерывного тока. Возникшее повышенное падение скорости вызывает затем появление дополнительной составляющей динамического тока, в результате чего перерегулирование суммарного тока двигателя может значительно возрасти. I

На рнс. 1-258 показаны регулировочные характеристики нереверсивного вентильного преобразователя при непрерывном и прерывистом токах. Если принять, что прерывистый ток достаточно мал, то прн ударном приложении нагрузки э.д.с. двигателя будет уменьшаться но линейному закону дд.х--р/СеФ Ьтэ-.д.с. хйЛосТО-



го хода Ед,% (точка А) до э.д.с. £д,зон= =£д,х-р/зонСсФ, при которой ток становится непрерывным и затем начинает форсированно нарастать (точка В). Коэффициент р определяется по выражению

/ст9,Б5смФ

Время прохождения зоны нечувствительности /son (прерывистый ток мал) для системы регулирования скорости, представленной иа рис. 1-192, можно определить по выражению

УПР.О в

ftp B.j. В,

СрФр

+

бт г.

(1-257)

В (1-257) ДС/упр.о зависит от уровня э. д. с. и начального значения прерывистого тока.

Максимальное значение ДС/упр,о, соответствующее идеальному холостому току, можно определить, построив внешние характеристики для непрерывного и прерывистого токов при арккосииусоидальной характеристике фазового управления.

Время /зон, за которое регулятор тока изменяет сигнал управления па величину

зависит, как следует из (1-257), от параметров системы регулирования. Чем меньше значения 5т и Вс, тем быстрее будет пройдена зона печупствятельностн.

К моменту замыкания по току к системе регулирования будут прнлозке1Ш1 следующие возмущения:

1) момент статической нагрузки Мст;

2) сигнал оишбки мезкду заданием на частоту вращения и реальной частотой вращения Д«зон=р/зон, приложенный ко входу;

3) отрицательный экспоненциальный

сигнал -р/зоиб , приложенный ко входу.

Налтше экспоненциального входного сигнала объясняется тем, что пропорциональная часть входного сигнала ДПзон к моменту замыкания системы по току тратится на прохождение зоны нечувствительности (см. § 1-48). .

Результирующие значения тока и просадки частоты вращения определяются как суммы отдельных составляющих от перечисленных трех возмущений. Составляющие от первых двух возмущений могут быть определены из кривых, приведенных на рис. 1-193 и 1-196, а составляющие от экспоиенцнальиого сигнала - из кривых, Н[щведенных в [1-19].

На рнс. 1-259 приведены переходные процессы частоты вращения и э. д. с. двигателя и преобразователя при подтор-маживаиии привода.

При уменьшении скачком задания частоты вращения от значения «о до Ki ток быстро пропадает и э.д.с. двигателя на-


Рис. 1-259. Переходные процессы частоты вращения, э. д. с, двигателя и преобразователя при подтормаживании.

чинает уменьшаться под действием статического момента по закону

£д = Се Ф«о - Се Фр/.

При этом для структуры на рнс. 1-192 э. д. с. преобразователя уменьшается скачком за счет пропорциональных частей регуляторов тока и частоты вращения и плавно за счет интегральной части регулятора тока до момента времени /i, когда частота вращения двигателя станет равной вновь заданной. Затем ошибка по частоте вращения сменит знак и э. д. с. преобразователя начнет возрастать.

В момент времени /зон возрастающая э. д. с. преобразователя станет равной уменьшающейся э.д.с. двигателя и система замкнется по току.

К моменту замыкания к системе приложены следующие возмущения: момент статической нагрузки Мст и сигнал ошибки между заданием частоты вращения и реальной частотой вращения Апзои = =р/зо11-(«о-«i), приложенный ко входу.

Когда изменение задания частоты вращения ие вызывает насыщения регулятора частоты вращения, время /зон для структуры на рис. 1-192 можно найти по выражению

/зон -

7 -z - 3 -

+ 2-fcr,.

Результирующие значения тока и частоты вращения определяются как суммы отдельных составляющих от указанных двух возмущений из кривых, приведенных на рис. 1-193 и 1-196.



Для улучшения демпфирования при высоком быстродействии для нереверсивных тиристорных приводов следует применять системы регулирования, описанные в § 1-50.

Вследствие того что прн ударном приложении нагрузки в зоне прерывистых то-


Рис. 1-260. Система регулирования частоты вращения с моделью контура тока для режима подтормаживания.

ков ошибка но частоте вращения меняется по линейному закону, в этих системах будет быстрее проходиться зона нечувствительности в регулировочной характеристике преобразователя за счет малого значения Вт, чем в системе с ПИ-регулятором тока (см. рнс. 1-192).

В системе регулирования с внутренним контуром регулирования напряжения зона нечувствительности проходится не только за счет сигнала ошибки в канале регулятора частоты вращения, но и за счет сигнала ошибки в канале регулятора напряжения.

Для улучшения динамических процессов прн подтормаживанни необходимо обеспечить прн выбеге двигателя под действием статического момента равенство э. д. с. двигателя и преобразователя. Это можно обеспечить прн фиксированном статическом моменте с помощью задатчнка интенсивности, через который поступает задание на пониженную частоту вращения. Если темп задатчнка выбрать равным темпу снижения частоты вращения под действием статического момента, то броски тока в момент замыкания системы по току будут исключены. Прн изменении статического момента эти броски тока не могут быть полностью исключены, но будут значительно уменьшены.

На рнс. 1-260 приведена система регулирования, в которой исключены броски тока, независимо от статического тока и вида входного сигнала в режиме подтормаживания.

В этой системе прн исчезновении тока в якорной цени прн подтормалсиванни моделируется контур тока с помощью введения усилителей 1 я 2.

Прн наличии тока, когда Ев>Еа, усилители не влияют на работу системы регулирования, так как диод VD в обратной связи усилителя 2 блокирует выход последнего. Постоянная времени CiRj выбирается приблизительно равной электромагнитной постоянной времени цепи якоря. Сопротивления Нь-Rto и коэффициент обратной связи по напряжению й„ выбираются так, чтобы имитировать коэффициенты реального контура тока, т е. их необходимо выбирать, исходя из уравнений:

Rz - «10".

Rh R»

Параметры обратной связи по э. д. с. двигателя выбираются по формуле

7 Rs

R «9

В режиме подтормаживания, когда отсутствует ток (дЯп), э.д.с. двигателя является заданием замкнутого контура модели, а сигнал с выхода регулятора тока, который при арккосннусоидальной характеристике системы фазового управления пропорционален э. д. с. преобразователя, является обратной связью.

Учитывая, что сигнал на выходе регулятора частоты вращения ограничен но значению, э. д. с. преобразователя будет следить за э. д. с. двигателя вплоть до момента замыкания системы по току. Таким образом, бросок тока будет исключен и система замкнется практически в момент времени, когда подающая скорость привода достигнет заданной скорости.

1-50. МЕТОДЫ УЛУЧШЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В СИСТЕМАХ С РАЗДЕЛЬНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ

Как показано в § 1-48, в системах регулирования с тиристорными преобразователями, работающими без уравнительных токов имеется зона нечувствительности в регулировочной характеристике преобразователя, коэффициент усиления преобразователя в зоне прерывистых токов fe.n меняется в зависимости от среднего значения тока и э. д. с, а эквивалентное сопротивление якорной цени Rs.D резко возрастает с уменьшением прерывистого тока. Можно считать, что в режиме прерывистого тока среднее значение тока при изменении углов открывания устанавливается без временных задержек, если в рассматриваемой снетеме время регулирования тока существенно больше времени проводимости вентиля. Поэтому электромагннтну19 постоянную времени цепн якоря Ts примени-



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [ 64 ] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] [131] [132] [133] [134] [135] [136]

0.001