Dziś jest niedziela, 8 grudzień 2019 r.
Energoelektronika.pl na stronach Facebook REKLAMA MAPA SERWISU KONTAKT
Strona główna Załóż konto Artykuły branżowe Katalog firm Seminaria FAQ Kalendarium Słownik Oferta
Wyszukaj
1USD 3.85 -0.17% 1EUR 4.2721 -0.13% 1GBP 5.0527 -0.24%
Zaloguj się
Login (adres e-mail):
Haslo:
  Rejestracja
  Zapomniałem hasła
Reklama

Aktualności
IIX edycja Targów Energetycznych ENERGETICS już w listopadzie!
więcej
Przyszłość sektora motoryzacji w Polsce ? raport Banku Pekao S.A.
więcej
Produkcja w Polsce w kontekście Czwartej Rewolucji Przemysłowej
więcej
Cykl szkoleń z zakresu programowania sterowników SIMATIC S7-300, S7-1200
więcej

Zobacz archiwum

Kalendarium
12 grudzień 2019
XII EDYCJA SEMINARIUM Z ZAKRESU "Eksploatacji urządzeń elektrycznych w strefach zagrożenia wybuchem Ex ATEX" 
więcej
Newsletter
Jeżeli chcesz otrzymywać aktualne informacje o wydarzeniach w branży.
Podaj e-mail do subskrypcji:


Artykuły branżowe
2 maj 2005.

Układy regulacji napędów z silnikami obcowzbudnymi prądu stałego w programie Matlab cz. 2

3. Metodyka doboru układu regulacji.

W układach napędowych najczęściej stosowane są regulatory typu PI. Zastosowanie regulatorów typu P (proporcjonalnych) nie jest zalecane ze względu na brak astatyzmu, natomiast regulator typu I charakteryzuje wydłużony czas reakcji, a zatem jest gorsza dynamika układu. Regulator PID zalecany jest w przypadku obiektów o dwóch dominiujących stałych czasowych. Jeśli chodzi o dobór nastaw regulatorów to w praktyce na ogół korzysta się z kryterium optimum modułu i kryterium optimum symetrii. Oba zastały opracowane w latach pięćdziesiątych przez Kesslera. Układ regulacji z regulatorem dobranym według kryterium optimum modułu charakteryzuje się dość dużym tłumieniem przebiegów przejściowych i wynikającym z tego niewielkim przeregulowaniem. W przypadku układu regulacji z regulatorem dobranym według kryterium symetrii mamy do czynienia z dużym przeregulowaniem w odpowiedzi na skok jednostkowy wielkości zadanej, zaletą natomiast jest szybsza reakcja na zakłócenie. Przeregulowanie można ograniczyć przez niedopuszczenie do skokowych zmian sygnału zadanego (np. liniowe w czasie narastanie sygnału) lub zastosowanie filtru inercyjnego. Dobór parametrów układu regulacji zaczynamy od najbardziej wewnętrznego, czyli od obwodu regulacji prądu. Transmitancja otwartego obiektu regulacji prądu (pomija się wewnętrzne sprzężenie zwrotne silnika):

Regulator prądu dobieramy na podstawie kryterium optimum modułu otrzymując:

gdzie: T,t - stałe czasowe obiektu regulacji kolejno duża i mała, ko - wzmocnienie obiektu regulacji, ksz - współczynnik sprzężenia. Transmitancja zamkniętego obwodu regulacji prądu po uproszczeniach jest zadana wzorem:

Transmitancja otwartego obiektu regulacji przy uwzględnieniu powyższej zależności przyjmie postać:

Regulator prędkości dobieramy na podstawie kryterium optimum symetrii:

Sygnał wyjściowy regulatora prędkości jest sygnałem wejściowym regulatora prądu, zatem ograniczenie regulatora prędkości wpływa na maksymalną i minimalną wartość prądu w obwodzie. W przypadku doboru ograniczenia regulatora prądu należy wziąć pod uwagę znamionowe napięcie zasilania silnika oraz wzmocnienie prostownika.

4. Układy regulacji napędów z silnikami obcowzbudnymi w Simulinku.

Model regulatora PI z ograniczeniem sygnału wyjściowego w programie Simulink przedstawia rys. 4. Warto zaznaczyć, że aby uzyskać poprawne działanie ograniczenia należy oprócz elementu Saturation ustawić nasycenie elementu całkującego Integrator.

Rys. 4. Regulator PI z ograniczeniem sygnału wyjściowego w programie Simulink

W celu uzyskania przejrzystości schematów oraz bardziej komfortowej pracy z programem utworzono podsystemy (Subsystems), które następnie zamaskowano. Uzyskano tym samym elementy, których wybrane parametry można dowolnie zmieniać w jednym oknie dialogowym. Układy regulacji przy zastosowaniu wspomnianego maskowania podsystemów w stosunku do silnika obcowzbudnego oraz regulatorów PI przedstawiają rys.5 oraz rys.6.

Rys. 5. Układ regulacji silnika obcowzbudnego z szeregowym połączeniem regulatorów w programie Simulink

Rys. 6. Układ regulacji silnika obcowzbudnego z równoległym połączeniem regulatorów w programie Simulink

5. Badania symulacyjne układu regulacji.

Badania symulacyjne przeprowadzono dla następujących parametrów napędu:
- silnik PZb74b, Pn=16kW, nn=1500obr/min, In=41.2A, Un=440V, Mn=102Nm, J=0.325kgm2,
- prostownik trójfazowy mostkowy, układ wyzwalania z poziomowaniem cosinusoidy, to=1,67ms, kPT = 40 V/V,
- dławik dodatkowy w obwodzie twornika silnika Ld=10mH.
Współczynniki wzmocnienia układów pomiarowych dobrano tak, aby maksymalnej wartości mierzonej odpowiadała wartość 10 w układzie regulacji.
Wartości poszczególnych parametrów napędu (silnik, prostownik) oraz momentu obciążenia Mm zawiera m-plik. W pliku tym wyznaczane są również wielkości pomocnicze (rezystancja i indukcyjność silnika, stała silnika, stałe czasowe silnika) oraz obliczane są nastawy regulatorów zgodnie z zależnościami przedstawionymi powyżej. Do rozwiązywania równań różniczkowych wybrano wielkokrokową metodę Geara oznaczaną jako ode15s. Przedstawione wyniki badań dotyczą układu z szeregowym połączeniem regulatorów z uwagi na jego najczęstsze występowanie w praktyce.

5.1. Rozruch silnika. Moment obciążenia Mm=Mn dla trzech wartości wielkości zadanej 500 ,1000 i 1500obr/min.

Rys. 7. Przebiegi prędkości i prądu podczas rozruchu silnika

5.2. Skokowa zmiana momentu obciążenia. Rozruch silnika przy Mm=0,1Mn, po czasie jednej sekundy skokowa zmiana wartości momentu obciążenia Mm=Mn, wartość prędkości nz=nn.

Rys. 8. Przebiegi prędkości i prądu silnika dla skokowej zmiany momentu obciążenia

5.3. Zmiana kierunku obrotów. Moment obciążenia czynny. Parametry symulacji: Mm=Mn, nz1=nn, nz2=-nn.

Rys.9.Prędkość i prąd silnika w trakcie zmiany obrotów dla czynnego momentu obciążenia.

5.4. Zmiana kierunku obrotów. Moment obciążenia bierny. Parametry symulacji identyczne jak w punkcie poprzednim. W celu realizacji momentu biernego model układu napędowego rozbudowano o układ przedstawiony na rys.10.

Rys. 10.Silnik obciążony momentem biernym

Rys. 11. Prędkość i prąd silnika w trakcie zmiany obrotów dla biernego momentu obciążenia

------------koniec cz. 2----------                                                

Źródło: PowerControl.pl
O nas  ::  Regulamin  ::  Polityka prywatności (Cookies)  ::  Reklama  ::  Mapa stron  ::  FAQ  ::  Kontakt
Ciekawe linki: www.klimatyzacja.pl  |  www.strony.energoelektronika.pl  |  promienniki podczerwieni
Copyright © Energoelektronika.pl