- •Ответы на вопросы к экзамену по курсу
- •I. Релейно-контакторные системы автоматизированного электропривода
- •3. Схема прямого пуска синхронного двигателя с включением возбудителя в функции скорости.
- •6. Cтанция управления пу - 1321. Состав оборудования, установившиеся режимы в 1, 2 и 3 положении ключа правления.
- •7. Cтанция управления пу- 1321. Работа схемы при пуске ( ключ управления переводится в 3 положение).
- •8. Станция управления пу -1321. Работа схемы при динамическом торможении из второй зоны регулирования.
- •9. Станция управления пу - 1321. Работа схемы при реверсе из второй зоны регулирования.
- •10. Электрические защиты и блокировки в схеме станции пу - 1321.
- •11. Станция управления пу - 6520. Состав оборудования, установившиеся режимы в 1, 2 и 3 положении ключа управления.
- •12. Станция управления пу - 6520. Работа схемы при пуске.
- •13. Станция управления пу - 6520. Работа схемы при динамическом торможении с прерыванием и пуском в прежнем направлении.
- •14. Станция управления пу - 6520. Работа схемы при реверсе.
- •15. Электрические защиты и блокировки в схеме станции пу – 6520.
- •II. Элементы замкнутых систем аэп постоянного тока
- •1. Двигатель постоянного тока как элемент замкнутых систем аэп. Вывод передаточной функции двигателя для однозонного аэп.
- •Передаточная функция при однозонном регулировании скорости
- •2. Развернутая структурная схема двигателя для однозонного аэп ( при идеальном и реальном преобразователе).
- •3. Полная развернутая структурная схема двигателя для двухзонного аэп с суммированием токов.
- •4. Полная развернутая структурная схема двигателя для двухзонного аэп с суммированием моментов.
- •5. Электромашинные преобразователи как элементы замкнутых систем аэп.
- •6. Тиристорные управляемые выпрямители как элементы замкнутых систем аэп. (принцип действия, внешние характеристики).
- •7. Регулировочные характеристики управляемого выпрямителя с пилообразным опорным напряжением в сифу в режиме непрерывного тока .
- •8. Регулировочные характеристики управляемого выпрямителя с синусоидальным опорным напряжением в сифу в режиме непрерывного тока.
- •9. Динамические свойства и передаточная характеристика управляемого выпрямителя в режиме непрерывного тока.
- •10. Функциональная схема реверсивного электропривода с раздельным управлением комплектами (состав схемы, назначение узлов, диаграммы сигналов, поясняющие работу схемы).
- •13. Внешние и регулировочные характеристики реверсивных преобразователей с раздельным управлением. Достоинства и недостатки реверсивных преобразователей с раздельным управлением.
- •17. Регуляторы как элементы замкнутых систем аэп. Основные схемы включения операционных усилителей и области их применения.
- •Основные схемы включения оу
- •18. Схемы включения оу с ограничением входного сигнала
- •19. Схемы с регулируемым ограничением выходного сигнала операционных усилителей. Принцип «классического» ограничения.
- •20. Включение операционных усилителей с частотно-зависимыми цепями. П, и, а — регуляторы (схемные реализации, передаточные функции, лачх, временные диаграммы).
- •22. Д, пд, пид — регуляторы (схемные реализации, передаточные функции, временные диаграммы).
- •23. Датчики регулируемых параметров как элементы замкнутых систем аэп. Основные требования к датчикам. Датчики постоянного тока.
- •Датчики постоянного тока Шунт
- •Датчик тока на базе шунта с усилителями постоянного тока
- •Датчик, построенные на базе трансформатора переменного тока
- •Датчик постоянного тока на базе магнитодиодов
- •Датчик постоянного тока на основе элементов Холла
- •24. Датчики скорости и эдс. Датчик скорости на базе тахогенератора постоянного тока
- •Датчик скорости на базе тахогенератора переменного тока
- •Импульсный датчик скорости (рисунок 3.74)
- •Датчики эдс
- •Датчик эдс на базе тахометрического моста
- •Датчик эдс с применением дн и дт
- •25. Датчики постоянного напряжения и потока двигателя.
- •Сельсинный задатчик
- •III. Замкнутые системы аэп постоянного тока.
- •1. Принципы построения замкнутых систем аэп. Виды обратных связей.
- •2. Принципиальная схема одноконтурной системы аэп с упреждающим токовым ограничением. Работа схемы, область применения.
- •3. Достоинства и недостатки одноконтурных систем аэп. Область применения.
- •Одноконтурной системы аэп с обратной связью по току
II. Элементы замкнутых систем аэп постоянного тока
1. Двигатель постоянного тока как элемент замкнутых систем аэп. Вывод передаточной функции двигателя для однозонного аэп.
Рисунок 3.1
Рисунок 3.2
Передаточная функция двигателя при однозонном регулировании скорости
.
Передаточная функция при однозонном регулировании скорости
Uя = var (изменяется от нуля до Uян); Uв = соnst (Uвн).
В соответствии со схемой замещения электродвигателя при питании от идеального источника, представленной на рисунке 3.2 можно записать систему уравнений
Принимаем Rn = 0; Ln = 0;
где – механическая постоянная времени;
–электромагнитная постоянная времени;
.
Перейдем к изображению по Лапласу при нулевых начальных условиях
При Мс = 0
–передаточная функция двигателя постоянного тока однозонного регулирования.
Из выражения видно, что ДПТ – колебательное звено второго порядка. Реакция на скачок задающего сигнала приведена на рисунке 3.3.
а) Тм > 4 Тэ
– апериодическое звено второго порядка.
Реакция на скачок задающего сигнала приведена на рисунке 3.4.
б) Тм >> Тэ; TэТм 0
Реакция на скачок задающего сигнала приведена на рисунке 3.5.
Такие передаточные функции и траектории отработки скачка (реакция на скачок задающего сигнала) будут иметь место только в том случае, когда не накладывается ограничений на внутреннюю координату (ток двигателя); реально ограничивают ток до определенного уровня. Такой вид передаточной функции используется только для систем АЭП с высокомоментным двигателем и микромашинами.
Как правило, применяют развернутую структурную схему, т.к. в процессе регулирования скорости осуществляется и контроль поддержания тока двигателя на допустимом уровне.
Рисунок 3.3
Рисунок 3.4 Рисунок
3.5
2. Развернутая структурная схема двигателя для однозонного аэп ( при идеальном и реальном преобразователе).
Развернутая структурная схема ДПТ представлена на рисунке 3.6, где принято обозначение – ДТЯ – датчик тока якоря.
Wяц(р) = ?
–пропорциональное звено.
Реально силовой преобразователь имеет внутреннее сопротивление не равное нулю (Rn 0; Ln 0).
Схема замещения электродвигателя с реальным преобразователем представлена на рисунке 3.7.
Рисунок 3.7
Рисунок 3.8
.
В этом случае сопротивления, вносимые преобразователем, включают в якорную цепь двигателя (рисунок 3.8).
В соответствии с рисунком 3.9, развернутая структурная схема ДПТ изменится.
,
где JПР – момент инерции привода (JПР 1.2 Jд);
Jм – момент инерции механизма.
Tм ПР 2.4 Тм.
3. Полная развернутая структурная схема двигателя для двухзонного аэп с суммированием токов.
С
Рисунок 3.10
Первая зона регулирования:
Uв = Uвн; Uя = var (изменяется от нуля до Uян).
Вторая зона регулирования:
Uя = Uян; Uв = var (изменяется от Uвн до Uв мин).
Для двухзонного регулирования найдем передаточную функцию звеньев, осуществляющих регулирование скорости за счет ослабления поля, и дополним ими структурную схему двигателя для однозонного регулирования.
Схема замещения
цепи обмотки возбуждения двигателя
представлена на рисунке 3.11, где приняты
обозначения: Ls
– индуктивность рассеивания; Lв
– индуктивность основного потокосцепления;
Rвт
– сопротивление, учитывающее действие
вихревых токов; Rв
– омическое сопротивление цепи обмотки
возбуждения; Lпв,
Rпв
– индуктивность и сопротивление
преобразовательной цепи обмотки
в
Рисунок 3.11 – Схема
замещения цепи обмотки возбуждения
Найдем связь между Eпв(р) и I(p).
Внутреннее сопротивление источника (активное и индуктивное) будут отнесены к обмотке возбуждения.
где – постоянная времени рассеяния;
–постоянная времени основного потокосцепления;
–постоянная времени контура вихревых токов.
Ts 0; TВТ 0 – этими постоянными времени можно пренебречь.
ТВ = ТВТ + Тs + Tв;
Врезультате получаем развернутую структурную схему цепи обмотки возбуждения (см. рисунок 3.12).
Равенство I(р) = Iв(р) – только в установившемся режиме, когда р = 0. В соответствии с рисунком 3.13, в динамических режимах ток I всегда отстает от тока Iв.
Рисунок
3.13
Полная структурная схема двигателя при двухзонном регулировании скорости представлена на рисунке 3.15, где приняты обозначения: ДП – датчик потока; МЦ – магнитная цепь обмотки возбуждения; Cе – множительное устройство; Tм’ – постоянная времени при ослабленном потоке.
.
Недостатки схемы:
– если поток уменьшить вдвое, то постоянная времени увеличится в четыре раза
.
– проблемы при суммировании:
при Мс = const
,
где IC(1), IC(2) – статические токи первой и второй зоны регулирования.
.