Тема 8. Цифровая система программного управления

          тиристорным электроприводом (ЭП)

    Описание системы.

Цифровая система программного управления ЭП одной координаты с импульсным датчиком положения (ДОС) датчиком отрицательной обратной связи по положению для случая контурной обработки изделия содержит внутренний аналоговый контур регулирования скорости (РС), стабилизирующий работу системы, и главный (внешний) цифровой контур регулирования положения исполнительного органа (ИО) с ДОС (рис. П.1.8)                                                                     Исполнительный двигатель ИД управляется тиристорным усилителем мощности ТУ, управляющее воздействие на который формирует по типовому алгоритму (закону) регулятор скорости РС. Выходной вал ИД изменяет положение ИО через редуктор (Ред). Выходная (регулируемая) величина

                                          Рис. П.1.8                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              

угол поворота  измеряется импульсным датчиком положения ДОС, который преобразует значение перемещения ИО в унитарный код (подробнее см. в [1, п.7.4]). Чувствительные элементы ЧЭ, ЧЭ2 и усилители У1, У2 преобразуют импульсы в электрические сигналы. Логическая схема формирования импульсов отработки (СФИО) формирует из них последовательность импульсов , которая сравнивается в схеме сравнения системы, состоящей из схемы синхронизации (СС) и реверсивного счетчика (РСч). На входы СС поступает программная последовательность , с выхода РСч считывается разностная последовательность . Эта последовательность (сигнал рассогласования, ошибка позиционирования ) преобразуется далее преобразователем "код - напряжение" ПКН в аналоговый сигнал рассогласования . Напряжение рассогласования воздействует на вход регулятора положения РП. Внутренний стабилизирующий контур образован тахогенератором постоянного тока ТГ с фильтром (на рис. П.1.8 не показан), кинематически связанным с ротором ИД. Тахогенератор является датчиком скорости вращения ротора ИД и ИО. Выходной сигнал ТГ - напряжение постоянного тока - пропорционален скорости вращения (более подробно описание системы см. в [1]).

Исходные данные для расчета системы приведены в табл. П.1.8.

Таблица П.1.8.

Элементы системы	Передаточные функции	Параметры
Исполнительный двигатель (ИД)
Реверсивный тиристорный усилитель мощности (ТУ)
Регулятор скорости (РС)	ПИ-регулятор ПИД-регулятор
Регулятор положения (РП)		- подлежит расчету
Преобразователь ²код-напряжение² (ПКН)

                                                                              Окончание табл. П.1.8.

Редуктор
Датчик импульсов (ДОС) вместе с СФИО
Тахогенератор (ТГ) с фильтром

Примечание:  преобразование последовательности импульсов в схеме                                                                                                                                                                   сравнения (СС и РСч) осуществляется с коэффициентом 1.

Тема 9. Автоматическое регулирование скорости электропривода                    в системе с подчиненным токовым контуром                  

Описание состава и принципа работы системы.

Система автоматического регулирования скорости (рис. П.1.9) включает  в себя силовую часть в виде исполнительного двигателя (ИД) постоянного тока с независимым возбуждением
 (обмотка возбуждения ОВ),                                                 

                                               Рис.П.I.9.

получающего питание от управляемого тиристорного преобразователя (ТП); задатчик интенсивности (ЗИ) разгона и торможения привода; измерительно- преобра-зовательное устройство главной отрицательной обратной связи, состоящее из датчика скорости тахогенератора (ТГ) постоянного или переменного тока со сглаживающим фильтром (Ф) и управляющую часть в виде регулятора скорости (РС) и регулятора тока (РТ).    

 На входе РС сигнал от датчика скорости  сравнивается с предпи-санным значением  c выхода ЗИ, пропорциональным заданной скорости , т. е. . В качестве РС используется аналоговый ПИ- или ПИД -регулятор. Выходной сигнал РС является задающим для токового контура ЭП. Его значение сравнивается с сигналом  от датчика тока (ДТ). Назначением ДТ, включенного на шунт (Ш), является преобразование тока якоря  ИД в пропорциональное ему напряжение, соответствующее уровню напряжения в контуре управления, а также гальваническая развязка якорной цепи ИД и цепей управления. Выходное напряжение РТ  подается на вход схемы импульсно-фазового управления (СИФУ) блоком тиристоров (БТ), нагрузкой которого является якорная цепь ИД со сглаживающим дросселем (Др), необходимым для ограничения пульсаций тока в якорной цепи при коммутации тиристоров в БТ.

Задатчик интенсивности формирует на своем выходе линейно нарастающее напряжение  при ступенчатой форме задающего входного воздействия для обеспечения допустимого темпа разгона и торможения ИД. Он состоит из усилителя 1 с большим коэффициентом усиления (k₁ >>1), интегратора на усилителе 2 и инвертирующего усилителя 3 с коэффициентом передачи k=1. Передаточная функция ЗИ в этом случае соответствует апериодическому звену с единичным коэффициентом передачи и постоянной времени где  Предельное напряжение усилителя 1 ограничивается блоком ограничения (БО), представляющим собой диодную схему с источниками ограничивающего напряжения + , - так, что  (аналогичный БО включен в схему РС).   На начальном участке изменения сигнала после скачка напряжение , а ускорение при разгоне и торможении ИД определяется темпом изменения сигнала  и будет постоянной  величиной   Она определяется при , J=const, где , J − момент сил сопротивления нагрузки на валу ИД и приведенный к валу двигателя момент инерции. Из условия ограничения на допустимую величину тока якоря следует:

Здесь с'_д = определяется паспортными значениями конструктивной постоянной  и магнитным потоком , создаваемым обмоткой возбуждения.   

Исходные данные для расчета ЭП приведены в табл. П.I.9.                                                                                                                              

                                                                                             Таблица П.I.9.

Элементы

системы