Статические скорость и момент:

wс=144,67 1/с;

Мс.под=106,918 Нм;

Мс.сп=68,428 Нм.

Из уравнений для статических характеристик:

В/с

ЭДС преобразователя при wс и Мс.под:

В.

ЭДС преобразователя при wс и Мс.сп:

В.

Уравнение статической механической характеристики при Еп.необх.под:

;

.

Уравнение статической механической характеристики при Еп.необх.сп:

;

.

Максимальная ЭДС преобразователя при a=0:

В.

Уравнение статической характеристики при Еп.max:

;

.

Статическая характеристика при Еп=0:

;

.

Естественная статическая характеристика:

;

.

Рис.5. Статические и динамические характеристики в разомкнутой системе.

Рассчитаем нагрузочную диаграмму двигателя за цикл при линейном изменении ЭДС преобразователя.

Жесткость статической механической характеристики:

В2с2/Ом

Электромеханическая постоянная времени:

с

Расчетная суммарная индуктивность цепи якоря:

Гн

Электромагнитная постоянная времени:

с

Соотношение постоянных времени:

Для построения нагрузочной диаграммы двигателя за цикл при линейном изменении ЭДС, используем ЭВМ и программу 20-sim. Для моделирования введем в компьютер схему, представленную на рис. 6. Параметры для моделирования представлены в приложении 1.

Нагрузочная диаграмма процесса представлена на рис. 7

Рис. 6. Схема для расчета нагрузочной диаграммы двигателя при линейном изменении ЭДС.

2.2. Выбор структуры замкнутой системы электропривода, расчет ее параметров.

В соответствии с рекомендациями выберем систему ТП-Д с подчиненным регулированием координат с настройкой на технический оптимум.

Рис. 8. Принципиальная схема подчиненного регулирования тока и скорости в системе ТП-Д.

2.2.1. Расчет контура тока

Рис. 9. Структурная схема регулирования тока.

Отнесем время запаздывания тиристорного преобразователя tп и инерционность фильтров Тф к некомпенсированным постоянным времени, т.е. Тm=tп+ Тф=0,01 с. Тогда, если не учитывать внутреннюю обратную связь по ЭДС двигателя, можно записать передаточную функцию объекта регулирования тока:

,

где kп – коэффициент усиления преобразователя.

Желаемая передаточная функция прямого канала разомкнутого контура при настройке на технический оптимум:

,

где ат=Тот/Тm - соотношение постоянных времени контура.

Отношение Wраз.п к Wорт есть передаточная функция регулятора тока:

,

где Тит – постоянная интегрирования регулятора тока:

Из выражения для Wр.т. видно, что необходим ПИ-регулятор тока.

Коэффициент усиления пропорциональной части:

kут=Тя/Тпт или kут=Rост/Rзт

Постоянная времени ПИ-регулятора:

Тпт=RзтСост

Компенсируемая постоянная времени регулятора:

Отсюда,

Ом,

где Тя=Тэ – электромагнитная постоянная времени.

Коэффициент обратной связи по току:

,

где kш – коэффициент передачи шунта;

kут – коэффициент усиления датчика тока.

Шунт выбираем с условием Iшн>Iяmax

А

Выбираем шунт типа ШС-75. Его параметры: Iшн=100 А Uшн=75 мВ

Коэффициент передачи датчика тока:

Примем Rот=Rзт, тогда

В/А

Коэффициент усиления преобразователя:

Постоянная интегрирования ПИ-регулятора:

Коэффициент усиления регулятора:

Ом

Стопорный ток:

А

Номинальное значение задания:

В

2.2.2. Расчет контура скорости.

Рис. 10. Структурная схема контура скорости.

Объект регулирования скорости состоит из замкнутого контура регулирования тока и механического звена электропривода и имеет вид