САР положения с линейным регулятором

Функциональная схема одной из САР положения, функциони- рующих в режиме малых перемещений, приведена на рис. 8.2. САР содержит двигатель постоянного тока ДПТ с независимым возбуж-

дением, управляемый по цепи якоря от тиристорного преобразова- теля ТП, редуктор Р, регуляторы и датчики тока, скорости и поло- жения (РТ, РС, РП, ДТ, ДС, СП), фазочувствительный выпрямитель ФЧВ. В качестве датчика скорости используется тахогенератор по- стоянного или переменного тока (на схеме изображен тахогенератор постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов). В каче- стве датчика положения применен сельсин-приемник (СП), а в каче- стве задатчика положения – сельсин-датчик (СД). Сельсины рабо- тают в трансформаторном режиме (их обмотки возбуждения не со- единены друг с другом, и синхронизирующий момент не возникает). При возникновении рассогласования Dj = j_з – j в положении роторов сельсинов, т.е. при возникновении ошибки регулирования положения в выходной однофазной обмотке сельси- на-приемника, наводится ЭДС U _Dj = U _{Dj max}sin Dj.

~                                                                                                                ~

 

Рис. 8.2. Функциональная схема САР положения

 

При малых рассогласованиях в угловых положениях (<3°) сельсинов величина наведенной ЭДС будет практически пропор- циональна величине рассогласования, т.е.

U Dj = K DjDj,

где K _Dj – коэффициент передачи сельсина-приемника в линейной зоне измерения углового положения, K _Dj = U _{Dj лин}/Dj_лин; U _{Dj лин},

Dj_лин – отклонения координат в линейной зоне измерения углового положения.

Фазочувствительный выпрямитель ФЧВ позволяет выявить знак (фазу) рассогласования, формируя напряжение, пропорцио- нальное ошибке регулирования положения, т.е.

D U п = K фчв U Dj = K фчв K DjDj,

где K _фчв – коэффициент передачи ФЧВ.

Замкнутые контуры регулирования тока якоря и скорости двигателя (ЗКРТ и ЗКРС) настраиваются так же, как и в системе регулирования скорости ТП – Д: ЗКРТ – на технический оптимум (ТО), ЗКРС – на технический или симметричный оптимум (СО). При этом регулятор тока якоря имеет ПИ-структуру, регулятор скорости – П- или ПИ-структуры.

В зоне малых перемещений контур регулирования положения настраивают, как правило, на технический (ТО) или апериодиче- ский (АО) оптимум. Структурная схема замкнутого контура регу- лирования положения приведена на рис. 8.3. Передаточную функцию ЗКРС аппроксимируют звеном первого порядка:

 

W зкрс

(Р) =                       »          =

2 T P + 1

T P + 1,

 

где T _c – постоянная времени ЗКРС.

mc                      c

 

U зп

D U _п

 

U зс                                                       w                         j

 

 

 

U п                  Фильтры	K п

Рис. 8.3. Структурная схема контура регулирования положения

 

Коэффициент передачи силового редуктора K _j определяется как отношение выходной скорости редуктора к входной. Коэффи- циент передачи K _п цепи обратной связи по положению представ- ляет собой отношение

K п = D U п лин / Djлин.

При использовании в качестве датчика положения сельсина или вращающегося трансформатора K _п рассчитывают по формуле

K п = K фчв K Dj = K фчв U Dj лин / Djлин.

Эквивалентная малая постоянная времени замкнутого контура регулирования положения (ЗКРП) представляет собой сумму малых постоянных времени ЗКРС и фильтров на выходах регулятора по- ложения (РП) и датчика положения (на выходе ФЧВ при использо- вании сельсина в качестве датчика положения) – см. рис. 8.3:

T mп = T с + T фрп + T фдп.

Применяя типовую методику синтеза к контуру, настраиваемо- му на АО, получим передаточную функцию регулятора положения:

 

W рп

(Р) =

K c

4 T K K

= K рп.

 

(8.1)

mп j п