Расчет элементов в ПИ-РТ

Схема ПИ-регулятора тока на операционном усилителе имеет вид (Рисунок 4.32):

где

(4.98)

В установившемся режиме ( ) при регуляторе, имеющем интегральный элемент должно иметь место соотношение:

(4.99)

(4.100)

где - максимальное значение задающего напряжения на входе регулятора тока, соответствующее максимальному установившемуся значение тока якоря .

В установившемся режиме ток , протекающий через резистор регулятора, равен по величине току , протекающему через входное сопротивление

Учитывая (4.99)

откуда

где - коэффициент приведения напряжения обратной связи по току к цепи задающего сигнала регулятора (при , ).

Полученные уравнения позволяют выбрать и рассчитать все параметры регулятора тока: , , , , С. Одним из таких параметров следует задаться:

1. В качестве него удобнее выбирать ёмкость С, поскольку шкала выпускаемых в промышленности конденсаторов имеет большой шаг чем резисторов. Величина С выбирается в приделах 0.1-2.0 мкФ. Исходя из этого можно найти .

2. Задаваясь допустимым значением тока (например, ) и соответствующим ему значением задающего напряжения . Находится величина коэффициента обратной связи контура тока .

3. Находим , задавшись величиной (обычно для ОМ ).

При настройке регулятора тока в соответствии с приведенными выражениями и с учетом сделанных допущений передаточные функции для разомкнутого контура тока представляются выражениями:

(4.101)

, (4.102)

из которых видно, что переходной процесс в контуре тока при изменении задающего воздействия не зависит от электромагнитной постоянной времени силовой цепи, а определяется лишь величиной малой постоянной времени контура тока и настройкой регулятора ( ).

ПИ - регулятор характеризуется двумя параметрами:

1. Коэффициентом пропорционального усиления .

2. Постоянной времени интегрирования .

Для настройки на ОМ выбирается и . Однако фактически выбирается лишь , т.к. согласно выражению:

(4.103)

постоянная интегрирования при заданной объекта однозначно выражается через . Это связано с тем, что с увеличением коэффициента усиления объекта , необходимо уменьшить коэффициент усиления регулятора:

(4.104)

При настройке на ОМ ( ) следует, что быстродействие определяется величиной . Для практической реализации высокого быстродействия контура регулирования тока и в области высоких скоростей необходимо, чтобы вентильный преобразователь обладал достаточным запасом по напряжению. Этот запас необходим для компенсации ЭДС самоиндукции , возникающей в силовой цепи при быстром возрастании тока.