CC BY
27
Евразийский Союз Ученых (ЕСУ) # 10 (19), 2015 | ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
179
Таким образом, предложенный подход для расчета предельного состояния микронеоднородных материалов позволяет учитывать стохастическую природу механических характеристик субструктурных элементов и определять область значений внешней нагрузки, в которой разрушение композита будет происходить с заданной вероятностью в зависимости от количества статистических испытаний и величины доверительной вероятности.
Список литературы
1. Резников Б.С., Шеремет О.В. Анализ влияния различных критериев прочности элементов композиции на начальное разрушение макронеоднородных сред // Сборник научных трудов SWorld по материалам международной научно-практической конференции «Современные проблемы и пути их решения в науке, транспорте, производстве и образовании 2011», Том
11. Физика и математика. — Одесса, 2011. — С. 8592.
2. Максименко В.Н., Резников Б.С., Шеремет О.В. Структурный анализ прочности макронеоднородных сред при плоском напряженном состоянии// Вестник Сибирского государственного университета им. ак. М.Ф. Решетнева, Красноярск, 2012. Вып. 1(41). — С. 31-34.
3. Метод статистических испытаний (метод Монте -Карло) / Н.П. Бусленко, Д.И. Голенко, И.М. Соболь, В.Г. Срагович, Ю.А. Шрейдер. — М.:Физматгиз, 1962. — 332 с.
4. Резников Б.С. Расчет на прочность конструкций из армированных материалов методом Монте-Карло//
Механика композитных материалов, 1986. — №6. — С. 1059-1063.
5. Резников Б.С. Прогнозирование разрушения кольцевых пластин с учетом реальной структуры и стохастической природы армированного материала // Краевые задачи и их приложения: межвузовский сборник научных трудов. — Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 1989. — С. 89-99.
6. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. — М.: Наука, 1964. — 576 с.
7. Математическая статистика: учебник / В.М. Иванова, В.Н. Калинина, Л.А. Нешумова, И.О. Решетникова. — 2-е изд. перераб. и доп. — М.: Высшая школа, 1981. — 371 с.
8. Скудра А.М., Булавс Ф.Я., Роценс Н.А. Ползучесть и статическая усталость армированных пластиков. — Рига: Зинатне, 1971. — 238 с.
9. Игнатов И.В., Стрельченко И.Г., Юрьев С.В. Статистические характеристики механических констант стеклопластиков// Механика полимеров, 1972. — №6 — С. 1025-1028.
10. Тарнопольский Ю.М., Скудра А.Н. Конструкционая прочность и деформативность стеклопластиков — Рига: Зинатне, 1966. — 260 с.
11. Тарнопольский Ю.М., Розе А.В. Особенности расчета деталей из армированных пластиков. — Рига: Зинатне, 1969. — 274 с.
12. Дубровский И.М., Егоров Б.В., Рябошапка К.П. Справочник по физике. — Киев: Наукова думка, 1986. — 558 с.
МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА С П И ПИ - РЕГУЛЯТОРАМИ СКОРОСТИ И ОДНОФАЗНЫМ ПОЛНОСТЬЮ УПРАВЛЯЕМЫМ ТИРИСТОРНЫМ
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ
Лебедева Валентина Васильевна
Преподаватель спецдисциплин, Омский институт водного транспорта (филиал) ФГБОУ ВО «СГУВТ»
Шитик Татьяна Вацлавовна
Преподаватель спецдисциплин, Омский институт водного транспорта (филиал) ФГБОУ ВО «СГУВТ»
АННОТАЦИЯ: статья предназначена для сравнения применения регуляторов c П и ПИ- регуляторами скорости. ПИ-регулятор является одним из наиболее универсальных регуляторов. Фактически ПИ-регулятор - это Регулятор с дополнительной интегральной составляющей. И- составляющая, дополняющая алгоритм, в первую очередь нужна для устранения статической ошибки, которая характерна для пропорционального регулятора. По сути, интегральная часть является накопительной, и таким образом позволяет осуществить то, что ПИ-регулятор учитывает в данный момент времени предыдущую историю изменения входной величины.
Цель работы: изучение принципа действия, статических и динамических свойств тиристорного электропривода СП и ПИ - регуляторами скорости.
Ключевые слова
Принцип действия электропривода, выходное напряжение, моделирование электроприводов, статическая ошибка.
180
Евразийский Союз Ученых (ЕСУ) # 10 (19), 2015 | ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ABSTRACT
This article is intended to compare the use of proportional regulators to proportional integrable - speed controls. Proportional-integrated regulator is one of the most versatile controllers. In fact, a proportional-integrate controller is a Controller with additional integral component. Integrate component which complements the algorithm, we need to eliminate the static error, which is characteristic of a proportional controller. In fact, the integral part is cumulative, and thus allows that the PI controller takes into account in a given time the previous history of changes of the input variable.
Objective: to study the principle of operation, static and dynamic properties of thyristor P and PI speed controllers.
Keywords
The principle of operation of the actuator, the output voltage, simulation electric drives, static error
Структурная схема ТП приведена на рисунке 2.
Евразийский Союз Ученых (ЕСУ) # 10 (19), 2015 | ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
181
Она состоит из системы импульсно-фазового управления (СИФУ) и силовой части. Назначение СИФУ - преобразование входного непрерывного напряжения управления U в угол управления а, отсчитываемого от момента естественного отпирания тиристоров.
Силовая часть однофазного полностью управляемого тиристорного преобразователя приведена на рисунок 3.
i ^ср / \ / \
Е fi(a) \ ' г (а) \
а \1 7=180°
Рисунок 4. Временные диаграммы работы ТП в режиме непрерывных токов
Здесь а - угол управления,
Y = 180 - угол проводимости тиристоров.
Гпр 'тт-грр rmcmpwiTP RT.Tvmunm upnmrwpmTg 2Q ттрп^дц (рИС 2 ■
4) и.
0)
где Um - амплитуда выходного напряжения вторичной обмотки силового трансформатора.
Тогда при а = 0 величина , при .
2-U
Ucp----™,при«=90" t7„„ = 0.
Отсюда видно, что для осуществления пропорциональной зависимости между напряжением управления и величиной . необходимо обеспечить: при угол управления ОС должен быть
при и -U а 0
2 , при величина а = 0. Такое со-
отношение между U и С( можно выполнить применением ГЛИН с формой выходного напряжения и показанной на рисунке 5.
Рисунок 3. Силовая часть однофазного полностью управляемого тиристорного преобразователя
Временные диаграммы работы ТП в режиме непрерывных токов приведена на рисунке 4.
Рисунок 5. ГЛИН с формой выходного напряжения
иа
182
Евразийский Союз Ученых (ЕСУ) # 10 (19), 2015 | ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
Определим связь между углом управления а и напряжением управления U:
Формирование импульса напряжения, открывающего тиристор, происходит, когда
Uy=U..=k\ ~-g) = 2;7unmf--g). (2)
) я \2
Решая (2) относительно а, получим
Тогда, с учетом (1), окончательно получим
Рисунок 8. Временные диаграммы работы блоков модели ТП
Это напряжение обеспечиваются минимальным углом управления:
(5)
- коэффициент передачи ТП.
Найдем амплитуду выходного напряжения вторичной обмотки трансформатора, необходимую для обеспечения вращения вала двигателя в заданном диапазоне скооости о), — ) и момента сопротивления
Мс =(Мстш..Мсшш ). Тогда среднее значение за период выходного напряжения ТП:
Результат расчета Um по (7) зависит от интуиции проектировщика (удачного выбора amin).
Необходимо учитывать, что тиристоры ТП могут открыться, только если величина напряжения сети больше противо-ЭДС двигателя
Uт sin а > lms. (8)
Поэтому величину Um, рассчитанную на основании (7), необходимо проверить на выполнение условия (8).
Возможен расчет Um без предварительной оценки величины а™п . Из (8):
иср=ишж=г-}^ + ке-юзшж.
(б)
Евразийский Союз Ученых (ЕСУ) # 10 (19), 2015 | ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
183
■ К -
sill (9)
^ т
Учитывая (7), (9) и
sin2 а + cos2 а = 1:
получим:
ит>0,5-4{и^-4+{2-К-т,^ш (ю)
Выражение (10) позволяет определить амплитуду выходного напряжения вторичной обмотки трансформатора, достаточную для обеспечения вращения вала двигателя со скоростью и момента сопротивлениям^^ .
Моделирование исследуемых электроприводов на ЭВМ производится с помощью программного пакета «СИМ-ТЕХ». Структурная схема привода с П - регулятором приведена на рисунке 7.
Временные диаграммы работы блоков модели ТП приведены на рисунке 8.
Система импульсно-фазного управления (СИФУ) состоит из блоков 20 - 29. Выходное напряжение генератора линейно изменяющегося напряжения (блок 21) сравнивается с напряжением управления (блок 19) в сумматоре 22, выходной сигнал которого приведен на рисунок 8. Одновибратор 23 формирует короткий импульс в момент перехода входного напряжения из отрицательной области в положительную. Этот импульс поступает на вход элемента И (блок 5). Синусоидальный генератор (блок 6) имитирует вторичную обмотку силового трансформатора, выходное напряжение
которого с помощью реле (блок 4) преобразуется в последовательность прямоугольных импульсов (рис. 8). Эти импульсы подаются на второй вход элемента И (блок 5). В момент совпадения входных импульсов на выходе блока 5 формируется импульс, который устанавливает триггер 3 в единичное состояние. Последний замыкает контакты реле 8 через которые напряжение со вторичной обмотки трансформатора (блок 6) подается на якорь двигателя (блок 10). Ток якоря инвертируется блоком 11. В момент перехода напряжения блока 11 из отрицательной области в положительную (он соответствует уменьшению тока якоря до нуля) однови-братор 12 формирует короткий импульс, который подается на первый вход элемента И (блок 1). На второй вход блока 1 поступает выходное напряжение триггера 3. Поскольку оба сигнала находятся в единичном состоянии, на выходе блока 1 формируется импульс, который сбрасывает триггер 3 в нулевое состояние. Последний размыкает контакты реле 8, что соответствует закрытому состоянию тиристоров преобразователя.
Список литературы:
1. Михайлов О.П. Автоматизированный электропривод станков и промышленных роботов. - М.: Машиностроение, 1990.
2. Зимин Е.Н., Яковлев В.И. Автоматическое управление электроприводами. - М.: Высшая школа, 1979.
3. Справочник по автоматизированному электроприводу / Под ред. В.А. Елисеева.
