Настройка контура регулирования тока возбуждения

, (7.4)

где - максимальное значение тока возбуждения, обычно принимаемое за номинальное, т.к. в большей величине тока возбуждения нет необходимости; А.

Тиристорный возбудитель ТВ выбирается с учетом обеспечения максимального быстродействия контура регулирования тока возбуждения (потока) с коэффициентом форсировки α = 2…4, для чего применяют ТВ с максимально возможным выпрямленным напряжением 440 – 460 В.

Рис.7.9. Структурная схема контура регулирования тока возбуждения (а) и магнитного потока (б)

Объектом регулирования в контуре регулирования тока возбуждения является обмотка возбуждения с передаточной функцией

, (7.5)

где - электромагнитная постоянная времени контура вихревых токов, с;

- суммарная электромагнитная постоянная времени цепи возбуждения, с;

- электромагнитная постоянная времени обмотки возбуждения, с;

- индуктивность тиристорного возбудителя, Гн;

- активное сопротивление тиристорного возбудителя, Ом;

- активное сопротивление цепи возбуждения, Ом;

- активное сопротивление обмотки возбуждения, Ом.

Электромагнитная постоянная времени обмотки возбуждения двигателя рассчитывается по формуле:

, (7.6)

где – число пар главных полюсов электродвигателя,

– число параллельных ветвей обмотки возбуждения;

- активное сопротивление обмотки возбуждения, приведенное к рабочей температуре, Ом;

– номинальный магнитный поток и намагничивающая сила, приходящиеся на один главный полюс двигателя, соответственно, Вб, А;

=(1,1…1,2) – коэффициент рассеяния;

– число витков обмотки возбуждения, приходящееся на один главный полюс электродвигателя.

При учете контура вихревых токов постоянная времени принимается равной:

. (7.7)

Если подойти к настройке контура регулирования тока возбуждения так же, как это рассматривалось при реализации контура регулирования якорного тока в 5.1, то в этом случае передаточная функция регулятора тока возбуждения будет определяться в соответствии со структурной схемой на рис.7.9,а выражением:

. (7.8)

При получившейся передаточной функции (7.8) затрудняется техническая реализация как самого регулятора тока возбуждения, так и контура регулирования ЭДС.

Поэтому на практике поступают следующим образом: в цепь обратной связи по току возбуждения вводят фильтр Ф с постоянной времени контура вихревых токов и нелинейный элемент (функциональный преобразователь) ФП, моделирующий кривую намагничивания двигателя (рис.7.9,б) (данные элементы образуют датчик магнитного потока ДМП). В этом случае сигнал обратной связи с выхода ФП оказывается пропорциональным величине магнитного потока двигателя, что позволяет перейти к регулированию магнитного потока (обратная связь с коэффициентом по величине магнитного потока показана пунктирной линией на рис.7.9,б) и регулятор тока возбуждения становится регулятором магнитного потока.

Коэффициент обратной связи по магнитному потоку рассчитывается по следующему выражению:

. (7.9)

Поскольку магнитный поток при регулировании изменяется от номинального значения до минимального, то для упрощения реализации регулятора потока можно линеаризовать кривую намагничивания двигателя, введя коэффициент линеаризации , равный:

, (7.10)

где - номинальный ток возбуждения и соответствующий ему магнитный поток, А, Вб;

- минимальный ток возбуждения и соответствующий ему магнитный поток, А, Вб.

Тогда передаточная функция регулятора тока возбуждения (регулятора магнитного потока) будет иметь следующий вид:

. (7.11)

Т. е. регулятор получился пропорционально – интегральным, реализация которого не вызывает затруднения. В этом случае на МО настраивается контур регулирования магнитного потока, следовательно, магнитный поток будет иметь оптимальный переходный процесс для первого контура регулирования в соответствии с таблицей 1.

Если принять коэффициенты пропорциональности и обратной связи по потоку равными следующим выражениям:

; ,

то в этом случае их произведение равно значению коэффициента обратной связи по току возбуждения:

, (7.12)

и передаточная функция регулятора тока возбуждения (7.11) будет равна:

. (7.13)

При реализации контура регулирования тока возбуждения (потока) необходимо предусмотреть меры по предотвращению снижения тока возбуждения меньше минимального значения.