Главная  Журналы 

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

Y== (2+/?з)/2 И параметрах регулятора (Ос,с= {2Гцс)~, = 4Гцс> соответствующих так называемому симметричному оптимуму [27].

Зона прерывистого тока. При работе в зоне прерывистого тока характеристики контура регулирования скорости изменяются. Наиболее существенным является изменение динамических характеристик подчиненного контура тока. Из (6.15) следует, что при применении ПИ-регулятора скорости система устойчива при Т\1с<Тз. При уменьщении длительности протекания тока К постоянная времени Гц с увеличивается, что при некотором значении А, приводит к неустойчивости. Качественно границу неустойчивости можно оценить следующим образом. Пусть частота среза контура тока при непрерывном токе равна (Ос.т. Тогда при неизменной постоянной интегрирования регулятора тока частота среза в режиме прерывистого тока будет равна (при £ = 0, а = я/2)

(Ос. т = Хо)е, А2щТ),

так что, предполагая Гцс = Гт = а)т. имеем условие устойчивости

< (Ос. тГз/(2(Оо7н)- (6.22)

Очевидно, что всегда существует значение Я«р, при котором это условие нарущается. Во многих случаях неустойчивость не имеет большого значения, так как амплитуда колебаний тока ограничивается /гр. Однако в электроприводах, где зона прерывистого тока достаточно велика, например листовые прокатные станы, эта неустойчивость может заметно ухудшить характеристики электропривода. Различные методы адаптации контура тока увеличивают (Ост в режиме прерывистого тока и тем самым уменьшают Хкр, при которой наступает неустойчивость. Радикальным решением является переход на П-регулятор при малых токах. Это может быть выполнено по схеме, изображенной на рис. 6.5. При малых сигналах задания тока Из. т, соответствующих режиму прерывистых токов, ток через диоды VI, V2 мал и регулятор имеет передаточную ()ункцию вида (6.6). При увеличении «з, т диоды переходят в режим насыщения, напряжение на них стабилизируется и регулятор становится интегропропорциональным. Недостатком схемы является ее статизм, определяемый из условия

Более точно анализ работы в зоне прерывистого тока может быть выполнен методами теории импульсных систем. Нелинейные разностные уравнения, полученные, например, в [10], позволяют построить переходный процесс шаг за шагом без решения дифференциальных уравнений, определить устойчивость в малом и в большом. Использование методов линейных импульсных систем [8] позволяет оценить устойчивость только в малом, а также качество системы при малых отклонениях [8]. Условия устойчивости, полученные в [8 и 10], имеют вид

Ш<(Ос.с<Ш, (6.23)




Рис. 6.5. Регулятор скорости с изменяющейся структурой , ,

с, с

где fi и /г, кроме длительности протекания тока л, зависят от параметров системы. Значения функций ft и /2 уменьшаются при увеличении л. Поэтому правую часть неравенства (6.23), которое .характеризует устойчивость на основной субгармонике, необходимо проверить при Х = 2п/т. В [10] получено следующее выражение для fa:

DT(l+TJ2T,)

тш. Ti sin - , .

D= • " A-.ctgiL-V

(6.24)

Выражение для /2. полученное в [8], несколько отличается от выражения (6.24) из-за различных принятых при их выводе допущений. Анализ выражения показывает, что с этим условием устойчивости надо считаться только в том случае, когда при работе в зоне прерывистого тока осуществляется адаптация со значительным увеличением коэффициента усиления регулятора тока, однако если одновременно уменьшается Га. как в системе с внутренним апериодическим регулятором напряжения или внутренним контуром тока, то это условие устойчивости, как правило, выполняется.

Так как /1 увеличивается при уменьшении к, то всегда существует величина Якр, при которой нарушается левая часть неравенства (6.23). Расчеты показывают, что формулы для ft, приведенные в {8 и 10], при реальных значениях параметров дают близкие результаты. В частности, из соотношений, приведенных в [8], следует

4а)оГ„ sin -

(6.25)

Так как при уменьшении Гг условия устойчивости ухудшаются, то необходимо в процессе адаптации одновременно с уменьшением Г2 увеличивать (Ос, т, как это имеет место в системе с внутренними контурами напряжения или тока или в системе фирмы «Сименс» (см. гл. 1). Отметим, что при нарушении левой части неравенства (6.23) возникают низкочастотные колебания.

Другой особенностью работы в режиме прерывистого тока является увеличение времени восстановления скорости при набросе нагрузки и увеличение ударного падения скорости. Это объясняется тем, что до тех пор, пока под действием нагрузки ЭДС двигателя не уменьшится до такого значения, что ток якоря станет



гранично-непрерывным, система остается практически разомкнутой и можно рассматривать зону прерывистого тока как зону нечувствительности [6]. Нужно также учесть, что при наличии регулятора скорости процесс уменьшения скорости сопровождается увеличением напряжения на входе СИФУ, что уменьшает время прохождения зоны нечувствительности. Произведем оценку времени прохождения зоны нечувствительности t„.

Пусть работа электропривода до приложения нагрузки характеризовалась ЭДС £„ач Н углом проводимости Янач. Из (1.82)

P, = arccos-s . (6.26)

Если бы ЭДС не изменилась, то в момент /н Рноно= arccosssi--

Umax

а при изменении ЭДС на Л£

Umax т Umax

АР - Ркон. - Рна, = arccos -И - 4- arccos +

я Д« 5„,, = £/f/,; Аб = Д£/£/,„„,.(6.27)

В даииом случае Е=-ayt, где замедление

а, = !МТ. (6.28)

В наихудшем случае Лнач = 0. Обычно бнач<0,71. Тогда последнее слагаемое в (6.27) при /ст = /ном, У=Л, 7м>0,04 с и н<0,03 с не превосходит 0,1, и им можно в первом приближении пренебречь по сравнению с я/т.

Изменение входного напряжения СИФУ ДЫу в наихудшем случае не превосходит t/оптаж/З.

Примем регулятор скорости пропорциональным. Тогда .. s*.

ДЫу = а,Лде&р. с

(и + ± hdt\ = lil"-(r, + 0,5у. (6.29)

Га Т„

Приравнивая (6.29) t/onmaJ3, получаем уравнение для на-•хождения /н. которое после преобразований с учетом (6.28) при ст=/вом запишем в виде

4+2гл->.5.;,;, =-0. - (6.30)

откуда

А = I-f 1/l +-!--. (6.31)





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