4.6. Автоматическая система стабилизации тока

Функциональная схема системы показана на рис. 4.9. На схеме обозначено: ЗУ – задающее устройство; ЭС – элемент сравнения; Ф – сглаживающий фильтр; РУ – регулирующее устройство; ФСУ – фазосдвигающее устройство; ТП – тиристорный преобразователь (трехфазный нулевой управляемый выпрямитель); – сопротивление нагрузки; RS – шунт; УТ – усилитель сигнала шунта.

Рис. 4.9. Функциональная схема автоматической

системы стабилизации тока

Структурная схема непрерывной модели системы приведена на рис. 4.10. На схеме обозначено:

Рис. 4.10. Структурная схема автоматической системы

стабилизации тока

– сигнал задания;

ε – oшибка регулирования;

– передаточная функция сглаживающего фильтра,

, – коэффициент передачи и постоянная времени фильтра;

– передаточная функция регулирующего устройства,

, – коэффициент передачи и постоянная времени регулирующего устройства;

– статическая характеристика фазосдвигающего устройства;

– угол включения тиристоров;

– выходной сигнал регулирующего устройства;

– коэффициент пропорциональности;

– статическая характеристика тиристорного управляемого выпрямителя;

- напряжение питающей сети;

- среднее значение напряжения на нагрузке;

- действующее значение фазного напряжения;

r, L - активное сопротивление и индуктивность нагрузки;

- коэффициент передачи цепи обратной связи.

Данные для расчетов приведены в табл. 4.5.

Таблица 4.5

Данные для расчетов автоматической системы стабилизации тока

Параметр	Вариант
	1	2	3	4	5	6	7	8
, B	5	6	5	5	5	8	7,5	5
	1	1	0,8	2,0	1	1	1	2
, с	0,05	0,05	0,05	0,02	0,04	0,05	0,04	0,05
	0,2	0,2	0,1	0,4	1	0,2	0,2	1
, с	0,05	0,05	0,02	0,08	0,04	0,05	0,08	0,15
, 1/В	0,2	0,4	0,5	0,25	0,1	0,2	0,2	0,4
, Ом	2	2,5	1	1	1	2	0,02	2
, Гн	0,16	0,1	0,05	0,1	0,05	0,08	0,002	0,4
, В	220	220	220	180	150	220	48	220
, В/А	0,1	0,1	0,05	0,05	0,04	0,05	0,01	0,2

Примечания:

1. В табл. 4.5 указаны значения и , соответствующие рабочей точке.

2. При выполнении оптимизации линеаризованной системы определите наилучшие значения параметров регулирующего устройства и в смысле минимума интегральной квадратичной оценки.

3. Область устойчивости системы постройте в плоскости параметров , .

4. Постройте графики нелинейных зависимостей:

• угла включения тиристоров  от управляющего напряжения ;

• среднего значения напряжения на нагрузке от угла включения тиристоров  и управляющего напряжения ;

5. При исследовании динамических характеристик линеаризованной системы определите зависимости изменений тока и ошибки регулирования от изменений напряжения задания и напряжения питающей сети .

6. Для нелинейной системы определите зависимости:

• угла включения тиристоров  от напряжения задания при различных значениях напряжения сети;

• угла включения тиристоров от напряжения питающей сети при различных значениях напряжения задания;

• ошибки регулирования тока от изменений напряжения питающей сети.

Контрольные вопросы

1. Объясните физическую сущность всех нелинейностей в системе.

2. Какую роль выполняет фильтр в системе? Как зависят динамические свойства системы от ?

3. Как изменятся свойства системы, если вместо ПИ-регулирующего устройства использовать П- или ПД-регулятор?

4. Проанализируйте процессы в системе при резком уменьшении (на 30%) напряжения питающей сети.

5. Проанализируйте работу системы при резком увеличении сопротивления нагрузки r (в 2 раза) и резком уменьшении сопротивления нагрузки (в 5 раз).