ПРАКТИЧЕСКАЯ работа №5 Изучение принципов подчиненного регулирования в системах ТГВ.

1. Цель работы: настройка двух контурной САУ с каскадным включением регуляторов.

2. Задачи работы: Приобретение навыков по настройке двух контурной САУ с каскадным включением регуляторов.

3. КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Система подчиненного регулирования представляет собой многоконтурную систему с каскадным включением регуляторов. При этом число регуляторов и контуров регулирования равно числу регулируемых параметров. Название системы объясняется тем, что выходной сигнал регулятора, включенного во внешний контур, является задающим для регулятора, включенного во внутренний контур, т.е. один регулятор подчинен другому.

Важным преимуществом системы является то, что настройка ре­гуляторов производится независимо и последовательно от внутреннего контура к внешнему. Применительно к приводу постоянного тока сис­тема подчиненного регулирования содержит основной контур регулиро­вания скорости и внутренний, подчиненный контур регулирования то­ка.

Схема электропривода, выполненного по системе подчиненного регулирования, представлена на рис. 1. Двигатель постоянного тока М с независимым возбуждением питается от тиристорного преобразо­вателя U и регулируется по цепи якоря. Сигнал обратной связи по току снимается с датчика тока ВА, включенного в цепь якоря двигателя, и поступает на регулятор тока РТ.

В реальных электроприводах сигнал, пропорциональный току якоря, снимается с шунта, включенного в цепь якоря. Поскольку напряжение, снимаемое с шунта, невелико, оно усиливается предварительным усилителем. Обратную связь по скорости осуществляют с помощью тахогенератора ВR, напряжение которого подается на вход регулятора скорости (PC). На этот же регулятор подается управляю­щее (задающее) напряжение.

Система подчиненного регулирования обеспечивает высокие ста­тические и динамические характеристики электропривода. Она отлича­ется высокой степенью стандартизации и унификаций структуры и эле­ментов привода, что упрощает его изготовление, наладку и ремонт.

Структурная схема системы подчиненного регулирования пред­ставлена на рис. 2. Здесь видны два контура регулирования, замкну­тых независимыми обратными связями. Контур тока состоит из объекта регулирования - цепи якоря двигателя, силового преобразователя и регулятора тока. Контур замыкается обратной связью по величине напряжения, снимаемого с датчика тока, включенного в цепь якоря. Ко­эффициент преобразования цепи обратной связи по току равен К_т. Усложнение структурной схемы контура тока связано с проявлением внутренней обратной связи по ЭДС, показанной пунктиром на рис. 2. Во многих случаях внутренней связью пренебрегают и рассматривают упрощенную структуру контура тока.

Рис. 1. Схема регулируемого привода, выполненного по системе под­чиненного регулирования

Рис. 2. Структурная схема системы подчиненного регулирования

Объектом регулирования внешнего контура скорости являются замкнутый контур тока и звено, описывающее механическое со­противление двигателя. Контур замыкается безынерционной обратной связью по скорости с коэффициентом преобразования К_с. В системе подчиненного регулирования не только применяют стандартные регуляторы, но и используют стандартные настройки этих регуляторов.

Чаще всего применяют ПИ-регуляторы в контуре тока и контуре скорости. Такие системы привода называют двукратно интегрирующими. Они обеспечивают широкий диапазон регулирования и практически ну­левую статическую ошибку при возмущении по моменту сопротивления.

Системы подчиненного регулирования с ПИ-регулятором скорости являются однократно интегрирующими. Они имеют достаточно высокое быстродействие и малое перерегулирование переходных процессов, од­нако обладают значительным статизмом. Такие системы привода способны обеспечить большой диапазон регулирования скорости. Рас­смотрим стандартные настройки двукратно интегрирующей системы ре­гулируемого электропривода с двумя ПИ-регуляторами.