Технические науки / 12. Автоматизированные системы управления на производстве

Брейдо И.В., Каверин В.В., Аскерова Л.С.

Карагандинский государственный технический университет,

Республика Казахстан

исследование дИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПОСТОЯННОГО ТОКА В РЕЖИМЕ ДИНАМИЧЕСКОГО ТОРМОЖЕНИЯ

В соответствии с технологическими требованиями и требованиями техники безопасности в регулируемом электроприводе горных машин необходимо обеспечить управляемое торможение с учетом величины начального значения угловой скорости. Одним из способов управления торможением посредством электропривода является динамическое торможение/1/.

С целью исследования динамических процессов в силовой части регулируемого электропривода постоянного тока в режиме динамического торможения разработана имитационная модель, представленная на рисунке 1.

Рисунок 1 − Имитационная модель электропривода постоянного тока

В имитационной работе были использованы 2 типа нелинейности: импульсный преобразователь в цепи якоря и обратная зависимость угловой скорости от сигнала управления.

Для линеаризации модели используется метод эквивалентных логарифмических амплитудно-частотных характеристик (ЛАЧХ). С целью построения семейства ЛАЧХ для различных значений скважности импульсного преобразователя на его управляющий вход подаётся суммарный сигнал постоянной величины задающего воздействия Step5 и гармонического сигнала синусоидальной формы Sine Wave Function блока 4 имитационной модели. С помощью блоков To Workspace3 и To Workspace4 осуществлялось определение величины амплитуды основной гармоники равной частоте входного гармонического сигнала. Построение ЛАЧХ осуществляется по методики предложенной в /2,3/.

В результате имитационных экспериментов получено семейство ЛАЧХ по каналу угловой скорости (рис. 3а) и электромагнитного момента (рис. 3б) для различных значений скважности импульсного преобразователя, представленных на рисунке 3.

Рисунок 3 – ЛАЧХ

Полученные эквивалентные ЛАЧХ соответствуют типовым звеньем 2-го порядка линейного типа, описываемые следующими передаточными функциями:

- для угловой скорости (1)

- для электромагнитного момента (2)

При изменении сигнала управления в передаточной функции по каналу угловой скорости (1) постоянные времени в знаменатели практически не изменяются, а статический коэффициент передачи уменьшается с увеличением сигнала управления.

При изменении сигнала управления в передаточной функции по каналу электромагнитного момента (2) постоянные времени в знаменатели практически не изменяются, а постоянные времени в числители уменьшается с увеличением сигнала управления.

В результате проведенной работы:

- сконфигурирована принципиальная схема силовой части регулируемого 4-х кварёхквадратного электропривода

- разработана методика использования метода эквивалентных ЛАЧХ на базе имитационных моделей

- разработаны имитационные модели для линеаризации силовой части ЭП в режиме непрерывного тока

- с использованием средств имитационного моделирования получены ЛАЧХ по каналу угловой скорости и электромагнитного момента

- определены линейные передаточные функции и влияние работы импульсного преобразователя на постоянные времени и статические коэффициенты передачи линейных передаточных функций

Литература

1. Эм Г. А. Элементы систем автоматики: Учеб. пособие. – Караганда: Изд-во КарГТУ, 2007. – 145с.

2. Бесекерскй Б.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования: Издательство «Наука» М.: 1972, 768 стр.

3. Каракулин М.Л., Каракулин Е.М., Лапина Л.М. Расширение диапазона регулирование выходного напряжения импульсного регулятора: Труды Международной конференции. − Изд-во КарГТУ, 2009, 594с., с.190-192