CC BY
35
66.012-52
СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ УГЛОВОЙ СКОРОСТИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА С УЛУЧШЕННЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ И УПРУГИМ ВАЛОПРОВОДОМ
Ю.П. ДОБРОБАБА, С.В. НЕСТЕРОВ, А.Г. МУРЛИН, В.А. МУРЛИНА, А.Ю. ЧУМАК
Кубанский государственный технологический университет
В работе [ 1 ] разработана система автоматического регулирования САР угловой скорости электропривода с улучшенными характеристиками и идеальным валопроводом. Реальные механизмы (наклонные диффузионные аппараты, центрифуги [2-4]) имеют упругие валопроводы. Поэтому разработка САР угловой скорости электропривода с улучшенными характеристиками и упругим валопроводом весьма актуальна.
Структурная схема такой САР, отдельные блоки которой защищены авторскими свидетельствами [5-9], представлена на рисунке. Приняты следующие обозначения: АЗ — апериодическое звено; РС — регулятор скорости; РМУ— регулятор упругого момента; 777 — тиристорный преобразователь;
(Р) =
1Г (р)= в
рму'-г / Г
рму
7РМУ Р + 1
V УР
и
р+ і
ТРС Р
Тцр + 1
иЗМУ — задающее напряжение контуров скорости механизма и упругого момента, В;
и — напряжение, приложенное к якорной цепи электродвигателя, В; и — напряжение ограничения, В;
1 — ток якорной цепи электродвигателя, А;
&>2 — угловые скорости электродвигателя и механизма, рад/с; о»),, (и2, — условные угловые скорости электродвигателя и механизма, рад/с; М , М , — упругий (в валопроводе) и условный упругий моменты, Н-м;
Мс — момент сопротивления электропривода, Н-м;
рС К п**— коэффициенты динамические РС, РМУ и 777;
рс Т/Г— постоянные времени РС, РМУ и 777, с;
ь
Лт!»
Пр:
мент< В С00'
А
ГР
к.
перед;
приш
012-52
ЇЙ
нтуров ого мо-
Іякор-
В;
шгате-
шгате-
элект-
зд/с;
услов-
У
ектро-іе РС,
т и
I
I
і
се, ксс — коэффициенты электродвигателя и обратной связи по угловой скорости, В-с/рад ; сш — коэффициент электродвигателя, В-с;
7?я — сопротивление якорной цепи электродвигателя, Ом;
— индуктивность якорной цепи электродвигателя, Гн;
/р /2 — моменты инерции электродвигателя и механизма, кг-м2;
Су — жесткость валопровода, Н-м/рад; кшу — коэффициент обратной связи по упругому моменту, 1 /(А-с);
&т1> ^т2’ И *С1.
кл — коэффициенты обратной связи по току, Ом, и по угловой скорости электродвигателя, В-с/рад, на входы РМУ и РС.; кжу — коэффициент обратной связи по упругому моменту на вход РС, 1 / (А-с);
Тму, — постоянные времени гибкой обратной связи по упругому моменту и по угловой скорости, с.
При выборе параметров регулятора упругого момента и блоков корректирующих обратных связей в соответствии с выражениями
П,
й — М ----------—------- •
рму к 6 с с Тиг ’
^тп^ому+^м^у 1Г'
2
гРму= т /*;
1 Киу*С*СуТР
У
1 -1^г 8 Iй
к,, =
1
2','ОМу*~у*Г*- 02
1 с с
і ем
I с„(У, + Л)
321я У, ^ ] ; х[1-
8
У, /2
'Л
7>!]
і£іг 2 л.______
2 /2 ^ 64
1 "^г) су 4
-----------"7>
У.Уо У,
1 с„ „ і с(/. + У )
I 1 - £ І-Тц* + 77 г >
2 У2 64 У1 /2
(о
-7>4]
передаточные функции контура упругого момента принимают вид
Мч (р) • '
1
^ЗМУ Л.
ому* \
^ гтч 4 4, ^ '■р 33.
— Т/*р +-^Т[лр +
. +
±ТрУ + Тцр+і)~ ;
(2)
Му 00_ 1 С
мс о,) « '
1,
2/ї*-а 1327>‘У + 47>*/,+
+
[■
1 су(У, + У2)
32
Л Л
^7>У+|т>У+|7)*У+7>/’+1| (з)
Передаточная функция контура упругого момента по каналу управления (2) является эталонной.
При выборе параметров регулятора скорости и блоков корректирующих обратных связей в соответствии с выражениями
• _ 128 ^ому*^2
- 5 к,Тц ;
, _ 75 к0сТц
т2 256 Jl У2
к„ о
315, с.
х7>2!1 -
с2 128 0СУ,
1 ^’у(^і Уг)
І68 У, У2
7>;
1275 Лос7)* г, 1 су(У1+У2),
| 1 - 7Г7
128 У2 I 34 У, У.
512 У,
4096
Су(У] Л) С-
І'Г і
І
■Т/и:
.(4)
Jl J2 ^ 2
передаточные функции контура скорости механизма принимают вид
ы2(р) = _і
^зс (Р) к
1 с - 1
А т* Ь Ь , А 5 о ,
ІТРР + 7^7 Т^Р +
^32768 г г ' 1024'
• + ^хг^р‘+ \т^рг + 2Ти'2р2 + Тцр + 0 1 ^
64
Щ{Р)
Мс(р)
1 Т[і I 1 т 5 5 1 т 4 4
2 У0 1 163884 ^ Р 512
+ 1
7>2)^7>У +
512 У2 г /32
+ 1 -
_1_£і 128 У,
Г^2){7>У +
32 У9 1
16384 У,У2 У2
32768
7>У +
1024
>У + +
(6)
Передаточная функция контура скорости механизма по каналу управления (5) является эталонной.
ВЫВОДЫ
1. Проведен структурный и параметрический синтез САР угловой скорости электропривода с улучшенными характеристиками и упругим валопроводом.
2. Сопоставление соответственно передаточных функций САР угловой скорости электропривода с
улучшенными характеристиками и идеальным валопроводом [1] с САР угловой скорости электропривода с улучшенными характеристиками и упругим валопроводом показывает, что они имеют примерно одинаковые характеристики, т.е. в последней системе удалось компенсировать влияние упругости валопровода.
ЛИТЕРАТУРА
1. Добробаба Ю.П., Фомина Н.И., Мурлин А.Г., Мурли-на В.А., Кошкин Г.А. Система автоматического регулирования угловой скорости электропривода с улучшенными характеристиками // Изв. вузов. Пищевая технология. — 1996. — № 3-4. — С. 62-65.
2. Добробаба Ю.П. Влияние пульсаций скорости шнеков на потери сахара в жоме / / Изв. вузов. Пищевая технология. — 1977. — № 6. — С. 159-І60.
3. Раннев Г. Г., Сибирский В. А., Добробаба Ю.П. Интенсификация экстрагирования в наклонных диффузионных аппаратах. — М.: Агропромиздат, 1985. — 56 с.
4. Сибирским В. А., Добробаба Ю.П. Оптимизация по быстродействию привода циклических центрифуг с учетом упругих связей / Тр. Ивановского энерг. ин-та, 1975. — Вып. 3. — С. 46-50.
5. А. с. 1534718 СССР, МКл И 02 Р 5/06. Электропривод /
Ю.П. Добробаба, С.В. Нестеров, А.В. Нестеров, С.Ю. Хижняк (СССР). — № 4301696/24-07; Заявл. 09.09.87; Опубл. 07.01.90. .
6. А. с. 1704260 СССР, МКл Н 02 Р 5/06. Электропривод постоянного тока / П.П. Шпак, Ю.П. Добробаба, С.В. Нестеров, А.Н. Миоошниченко (СССР). —
№ 4714686/24-07; Заявл. 05.07.89; Опубл. 07.01.92.
7. А. с. 1704261 СССР, МКлс Н 02 Р 5/06. Устройство управления электродвигателем постоянного тока и упруго связанным с ним механизмом с переменным моментом инерции / П.П. Шпак, Ю.П. Добробаба, С.В. Нестеров, А.Н. Мирошниченко (СССР). — № 4714704/24-07; Заявл. 05.07.89; Опубл. 07.01.92.
8. А. с. 1760622 СССР, МКл Н 02 Р 5/06. Электропривод постоянного тока / Ю.П. Добробаба, А.В. Нестеров, С.В. Нестеров, Д.Э. Черкезов (СССР). — № 4787268/24-07; Заявл. 28.11.89; Опубл. 07.09.92.
9. А. с. 1769336 СССР, МКл4 Н 02 Р 5/06. Электропривод постоянного тока / Ю.П. Добробаба, А.В. Нестеров, С. В. Нестеров. Д.Э. Черкезов (СССР). — № 4755208/24-07; Заявл. 01.11.89; Опубл. 15.10.92.
Кафедра электроснабжения промышленных предприятий
Поступила 10.02.97
