Рис. 1-302. Структурная схема регулятора э.д.с. с последовательным включением регуляторов.

регуляторы э. д. с. и тока возбуждения соединены последовательно (рис. 1-302), а процесс реверса потока происходит при угловой частоте 2о)о (о)о - основная частота, соответствующая номинальному потоку Фн). При подаче на вход регулятра э. д. с. задающего сигнала обратной полярности произойдет размыкание системы и через некоторое время замыкание ее при ненулевых начальных условиях.

В процессе торможения двигателя момент статической нагрузки принят равным О, и действие обратной связи по э. д. с. проявится с момента достижения потоком после перемены знака значения 0,5Фн.

Действие обратной связи по току возбуждения проявится позднее после снилсе-ния сигнала на выходе регулятора э. д. с. до значения, при котором он сравняется с сигналом обратной связи по току возбуждения. Напряжение на выходе регулятора тока возбуждения i/р.т при этом равно напряжению на конденсаторе Сг цени обратной связи t/jo-

Напряжения конденсатора цепи обратной связи Ci, а таюке регулятора э. д. с. (РЭ) Uio и V20 являются дополнительными возмущающими воздействиями, соответствующими ненулевым условиям замыкания системы. Несоответствие тока возбуждения /воз.о в момент замыкания системы напряжению U20, обеспечивающему форсированное изменение, учтено в виде еще одного возмущающего воздействия, приложенного к входу звена: напряжение возбудителя- ток возбуждения.

Это воздействие определено из уравнения электрического равновесия возбздителя

= /воз (Р) (1 Л рТъоъ)-воз.о воз

(1-385)

и равно /воз.оГвоз.

к системе пршюжено управляющее воздействие £з (к входу усилителя РЭ) и три возмущающих воздействия ю, /20, /воз, овоз соответственно к входам усилителя РТ, возбудителя fee и к звену возбудитель - ток возбуждения двигателя.

Для управляющего воздействия пере-

даточная функция замкнутой системы имеет вид:

зам (Р) =

(1-386)

Р + «СЭ

Здесь о)с,э - частота среза регулятора

э. д. с:

"с,э • , „

2д,т и,э

(1-387)

Составляющая э. Д. с. двигателя, соответствующая этому воздействию,

ЕЧр)==.-- . (1-388)

pri Р -Ь Юс.э

Передаточная функция прямых звеньев ДЛЯ возмущающего воздействия ю

Яр (р) = - " . (1-389)

КД,Т P + 0)i..,.i

где о)с,т -частога среза разомкнутого регулятора тока возбулсдения:

кв /гд.т • и.т

(1-390)

Передаточная функция звеньев обратной связи

Я(р)= "--/э- (1-391)

Р/ И.э

Передаточная функция замкнутой системы

йдд (р + (Ос,т) (Р + (йс.э)

(1-392)

(получена с учетом равенства 7к,э= 1/о)с,т). Составляющая э. д. с. двигателя от воздействия tlo

£"(Р)=-

10 Шс.т <Дс,э Тя.э (Р + о>с,т) (Р + Юс,э)

(1-393)

Передаточная функция прямых звеньев для воздействия f 20

Г Р воз

Передаточная функция звеньев обратной связи

(1-395)

Передаточная футн<ция замкнутой системы

Язам (Р) =

Р + ;

Теоз X (Р + Ос.э)

(р + (Ос,т) X

(1-396)

Составляющая э. д. с. двигателя от воздействия С/го

f 20 fep фсюр

£"(Р)-

/ 1 \

Гвоз(р + г-

\ воз /

(р + Шс.т) X Х(р + о>с.э) (1-397)

Передаточная функция замкнутой системы для воздействия /поз, о Твоз отличается от (1-396) только отсутствием коэффициента кв-

Составляющая э. д. с. двигателя от воздействия /воз,0 7"воз

/ 1 \

р + -- Кр + юс.т) (р + юс,э)

\ воз /

Электродвижущая сила двигателя

Е (р) = Е (р) -1- Е" (р) + Е" (р) Ч- (р).

(1-398)

Оригинал этого выражения

Е (t) = £ (о + Е" (о + (о -Ь £"" (0;

(1-399)

ЕзГ2 \ ~<о.э Ц. (1.400)

Я (() =

Е" (о =

= Uio «ст ь>с,э Ти.э

(1-401)

Ткт 12

- (Ост б

1 \

г-- «ст

воз /

- ti>c.3 е

(«СЭ - Ь>с,т)

; (1-402)

-- Юс,э) (о)с,т - 0)с,э)

\ воз /

£""() = /воз,о/?возСфюХ ( Гвоз )

ё-"воз

1 \

"с,э-

;,э «сд)

-0),

с.,т

;,т - Шсэ) (--- «с,э)

V воз /J

. (1-403)

После преобразований Е=-г, + Ае~ + ве~ «с.т +

(1-404)

0)с,Т - «»С,Э

«о>с,т -

воз /

й>с,э -

(1-405)

В=£з

Юс,т -

-ПО),

воз

(1-406)

Тгоз е поз

£3 а

1 -m

<»с,э -

еоз

(1-407)

(1-408)

где /воз, зам - ТОК возбуждения, соответствующий моменту замыкания РТ;

JUcUno (1-409)

Iвозо R

т характеризует собой коэффициент форсировки возбудителя.

На рис. 1 303 приведены кривые Е= =f(t), которые свидетельствуют о значи-

Рис. 1-303. Кривые E/Es=f(t) при реверсе потока двигателя и о)с,т=60 1/с, (йс,э=30 1/с, Твоз=1 с.

7 -m=I; п=и 2 - m=i, п=!: 3 -т-=!; n=2; 4-m>=4, л=2; 5 -m-l, n=3; 6 - m-i, n=3; 7 -m=I, n=4; S - m=4, n=4.

тельном перерегулировании, опасном как для двигателя из-за возможности возникновения кругового огня на его коллекторе, так и для вентильного преобразователя из-за возможности опрокидывания инвертора. Перерегулирование существенно зависит от и и в меньшей степени от т.

3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОПРИВОДА

1-56. АНАЛОГОВОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

Назначение, методы. Принцип аналогового моделирования. Моделирование переходных процессов является составной частью работ по проектированию систем электропривода. С его помощью уточняются параметры и структура корректирующих звеньев, найденных расчетным путем для линеаризованных систем автоматического регулирования. Данные моделирования, про-

веденного на стадии проектирования, могут использоваться как справочный материал для сравнения и контроля переходных процессов в налаживаемых системах электропривода.

По своему методу моделирование может быть физическим и математическим.

В основу метода физического моделирования положено изучение процессов на моделях одной физической природы с оригиналом. Этот метод позволяет не только исследовать явления, не имеющие математического описания, но и дает возможность получить необходимые для такого описания данные. Физическое моделирование наиболее эффективно используется для исследования процессов при разработке отдельных регуляторов, входящих в комплекс системы автоматического регулирования. Прн этом остальные части системы могут моделироваться с помощью физических моделей или с помощью математических моделей на цифровых или аналоговых вычислительных машинах.

Математическое моделирование основано на тождественности дифференциальных уравнений, описывающих процессы в оригинале и функциональные зависимости между выходными величинами на модели. При этом физическая природа процессов, протекающих в модели, может быть не только отличной от таковой в оригинале, но и сами эти процессы могут описываться совершенно другими дифференциальными уравнениями.

Метод математического моделирования является универсальным, так как он позволяет с помощью одного вычислительного устройства решать практически любые задачи, имеющие математическое описание.

В практике проектирования систем автоматического регулирования и управления электроприводами наиболее успешно применяется математическое моделирование с использованием аналоговых вычислительных устройств, выполненных на электронных усиоштелях постоянного тока с большим коэффициентом усиления (примерно 40 000) и глубокой отрицательной обратной связью.

К достоинствам электронных моделирующих машин (аналоговых моделей) относятся быстрота и легкость перехода от решения одной задачи к решению другой, возможность введения переменных параметров и нелинейных зависимостей, простота введения различного рода систематических и случайных возмущений, а также возможность визуального наблюдения исследуемых процессов в широком диапазоне масштабов времени. В случае совместной работы с физической моделью другого объекта или с самим этим объектом масштаб времени на аналоговой модели принимается равным единице (процессы моделируются в натуральном времени). Сопряжение аналоговых моделей с реальной аппаратурой систем электропривода затруднений не вызывает, поскольку выходные величины модели и реального объекта обычно имеют одинако-