Статический расчет электропривода
Статический расчет сводится к определению передаточных коэффициентов, выбору ОС и построению электромеханических или механических характеристик электропривода.
Статическая настройка ЭП осуществляется в установившихся режимах, исходя из заданного статизма и требований нагрузки. Основная задача – это стабилизация скорости ЭД. Ее точность оценивается обычно по механической или электромеханической характеристикам, которые строятся при постоянном напряжении в сети и постоянной температуре окружающей среды. Колебания температуры и напряжения (если они есть) могут компенсироваться изменением коэффициента усиления усилителя. Уравнение электромеханической характеристики для случая действия трех основных ОС выглядит так:
(2.5)
Уровень стабилизации скорости в замкнутой системе определяется через ошибку регулирования в разомкнутой системе:
, (2.6)
где - ошибка регулирования в разомкнутой системе; (2.7)
- суммарное сопротивление якорной цепи.
Ошибка регулирования в замкнутой системе ЭП зависит от значений коэффициентов ОС и коэффициентов усиления преобразователя и усилителя. При этом возможности ОС различны. В большинстве случаев коэффициенты ОС определяются датчиками, а коэффициент усиления преобразователя – выбранным типом преобразователя. Значение ошибки таким образом будет определяться коэффициентом усиления суммирующего усилителя. При этом часто возникает необходимость либо в нахождении суммарного коэффициента усиления системы, либо коэффициента усиления суммирующего усилителя при заданной ошибке регулирования – . Кроме того, используется понятие ошибки на естественной характеристике двигателя:
. (2.8)
, , определяют значения коэффициентов ОС и коэффициентов усиления преобразователя и усилителя в системе с:
1) ООС по скорости: ; (2.9)
2) ООС по напряжению: ; (2.10)
3) ПОС по току: . (2.11)
На практике при расчете системы широко используется понятие статизма, причем статизм определяется по отношению к скорости идеального ХХ и может быть выражен в абсолютных единицах или процентах:
. (2.12)
С уменьшением скорости идеального ХХ при той же ошибке статизм растет.
В расчетах используют:
– диапазон регулирования скорости
,
– понятие статизма разомкнутой системы
,
– понятие статизма естественной характеристики ЭД
,
– понятие статизма замкнутой системы (он обычно равен заданному)
.
Исходя из определения статизма можно записать выражения 2.9-2.11:
1) для ООС по скорости: ; (2.13)
2) для ООС по напряжению: ; (2.14)
3) для ПОС по току: . (2.15)
Регулирование скорости в заданном диапазоне осуществляется изменением задающего сигнала. Значение задающего напряжения также зависит от коэффициентов ОС и коэффициентов усиления преобразователя и усилителя. Определяют значение из уравнения электромеханической характеристики при идеальном ХХ двигателя:
. (2.16)