4.3 Задающий блок

Узел сравнения реализует алгоритм:

ε = U_з – ( U_v + U_i ) = U_з – ( К_дс · V_п + К_дн · I_д ).

В правильно спроектированной системе величина ε должна сводиться к нулю, т.е.:

U_з ≈ ( К_дс · V_п + К_дн · I_д ).

4.4 Тахогенератор и его передаточная и комплексно – частотная

функции

Передаточная функция тахогенератора имеет вид безынерционного звена:

Комплексно – частотная функция тахогенератора имеет вид :

4.5 Асинхронный двигатель и его передаточная и комплексно –

частотная функции

По управляющему действию передаточная и комплексно – передаточная функции асинхронного двигателя имеют вид :

т.е. отношение скольжения от статического момента :

(4.1)

где ω_с = 2π · f – угловая частота сети;

N - число пар полюсов электродвигателя (вариант задания);

J- момент инерции привода, приведенный к валу двигателя :

J = J_Р + J_РЧ,

где J_Р - момент инерции ротора электродвигателя, кГм² (вариант задания);

J_РЧ - суммарный момент инерции режущей части, кГм² .

Диапазон (1.2 ÷ 1.7) кГм², при этом должно быть соблюдено соотношение :

J_РЧ = (1.1 ÷ 1.25) J_Р;

Т_м – механическая постоянная времени :

где S_К – критическое скольжение (вариант задания);

М_К – максимальный критический вращающий момент электродвигателя, или момент, соответствующий критическому скольжению, Н·м (вариант задания);

К_д - статический коэффициент усиления асинхронного двигателя;

Т_э – электрическая постоянная времени :

(вариант задания).

Передаточная и комплексно-частотная функции по возмущающему воздействию формируется контуром обратной связи по статическому моменту и усилиям резания, возникающим на исполнительном органе. Для этого контура входным возмущающим воздействием можно считать М_С или пропорциональное ему значение тока нагрузки, т.е.:

(4.2)

Соотношение (4.2) можно получить из уравнения механической цепи двигателя с учетом его скольжения :

М(р) = -J · (ω/N) · p · S(p) + М_С(р),

или

М(jω) = -J · (ω/N) · jω· S(jω) + М_С(jω). (4.3)

В выражение (4.3) вместо S(jω) можно подставить (4.1) тогда :

. (4.4)

После замены оператора Лапласа на оператор Фурье выражение (4.4) примет вид : .

Полагая, что ток статора меняется пропорционально моменту, можно записать :

или, в комплексной форме :

,

где К_Д – коэффициент пропорциональности, можно найти из рабочих характеристик электродвигателя (вариант задания);

I – ток нагрузки электродвигателя, контроль которого производится с помощью трансформатора тока. Напряжение, пропорциональное току нагрузки :

U_I = К_ТТ ·I,

где К_ТТ – коэффициент усиления блока измерения тока нагрузки (вариант задания).

Полагая, что ток статора меняется пропорционально моменту, запишем:

4. 6 Режущая и подающая части угледобывающего комбайна

Передаточная и комплексно – частотная функции одинаковы:

К_РЧ (р) = К_РЧ (jω) = К_РЧ = 0.95,

где К_рч = 1/i ,

i – передаточное число редуктора режущей части :

i = ω_Д / ω_ИО,

где ω_Д – угловая скорость вращения вала ротора электродвигателя :

ω_Д = ω₀ · (1– S_Н),

где ω₀ – синхронная угловая частота вращения вала ротора, для комбайнов ω₀ = 157 с^-1;

S_Н – номинальное скольжение ротора электродвигателя (вариант задания);

ω_ИО - угловая скорость вращения исполнительного органа :

ω_ИО = ,

где V_Р – скорость резания (вариант задания);

D_ИО – диаметр исполнительного органа комбайна (вариант задания).

4.7 Передаточная и комплексно – частотная функции исполнительного

органа

Скорость резания и усилия, возникающие на резцах исполнительного органа зависят, в основном, от сопротивляемости угла резанию А и скорости подачи на забой. Поэтому входом исполнительного органа, как звена САУ, можно считать скорость подачи (управляющее воздействие ). Выход -скорость резания :

где К_иo = 5.0 – коэффициент передачи исполнительного органа (статический коэффициент усиления);

τ – параметр стружкообразования, т.е. время пробега резцом расстояния между двумя соседними положениями резцов в одной линии резания.

К_ИО = Р_Ч / V_П,

где Р_Ч – часовая мощность электродвигателя комбайна (вариант задания);

V_П – скорость подачи, соответствующая заданному значению сопротивляемости угля резанию А (вариант задания);

где m – число резцов в одной линии резания (вариант задания);

V_Р – скорость резания (вариант задания).

В целях упрощения расчета принимаем передаточную функцию исполнительного органа равной:

К_ИО(р) = К_ИО = 5.0.