и параметрами, определяемыми для начала намотки тамбура по формулам:

л/ L

02 =

7м2зу0202

(2.81)

При этом частота среза разомкнутого контура натяжения = составляет в среднем 0,5-1 с~.

Полученное быстродействие АСРН не всегда оказывается достаточным по технологическим условиям, что требует введения в АСРН коррекции для подавления упругих колебаний наката. Рациональным решением является введение /?С-коррекции

Гкз (Р) - Ркз-(2.82)

на вход PC (рис. 2.15) с параметрами:

20 V2 k(p23

Ч;3 -

(2.83)

В данном случае Тз = що1, а параметры РН с передаточной функцией (2.80) выбираются по условиям:

. ..JW 2.84)

ЧТО обеспечивает высокое быстродействие АСРН (частота среза контура натяжения сосо tOyo2/4) и малую зависимость переходных процессов в АСРН от изменения режима работы электропривода [611.

Переходя к оптимизации СЭП каландра, следует заметить, что упругие колебания бумажного полотка, будучи подавленными АСРН раската и наката, не влияют на динамику АСРС каландра. При этом контур тока якоря главного двигателя настраивается на ОМ, а контур скорости - на СО. С целью минимизации отклонений натяжения полотна Ф23 в процессах пуска и торможения суперкаландра желательно иметь Тэ2 = Тэз- Так как возможна работа каландра с поднятыми валами, т. е. при существенном снижении величины Гм22, то для стабилизации динамики АСРС можно ввести корректирующее ПД-звено W2 (р) (рис. 2.15), переводящее настройку контура скорости из СО в ОМ. Параметры звена выбираются аналогично изложенному выше.

Для более полного изучения возможностей рассматриваемой системы, поиска оптимальных структур и способов управления электроприводом было проведено исследование на ЦВМ взаимосвязанного вентильного ЭП высокопроизводительного суперкаландра (ширина 7,5 м, верхняя рабочая скорость 800 м/мин) как «в малом», так и в «большом». Расчет на ЦВМ выполнялся структур-

ным методом по НСС, показанной на рис. 2.15. Исследования подтвердили эффективное подавление упругих колебаний в системе с помощью предложенных способов коррекции АСРН и достаточно стабильную работу СЭП суперкалалндра во всем диапазоне рабочих скоростей (был выбран диапазон 1:10) как в начале, так и в конце f цикла перемотки полотна.

Пуск и торможение суперкалакдра происходят с помощью задатчика интенсивности, на выходе которого включают фильтр с постоянной времени Тф > 10 Тэг, что ограничивает рывок при трогании СК. В существующих системах ЭП суперкаландра УКИМ чаще всего управляется напряжением Uy (рис. 2.15). Недостатки

Рис. 2.16. Переходные процессы изменения натяжения бумажного полотна при пуске СК и гармоническом возмущении Х

сог-

такого включения УКИМ рассматривались выше. Поэтому более целесообразным является включение входа УКИМ не на Uy, а на (практически на выход датчика скорости каландра). На рис.2.16, а показаны переходные процессы изменения при пуске суперкаландра с существующим и предлагаемым УКИМ, а на рис. 2.16,6 - соответствующие графики Афз при гармоническом изменении Ксо2 = 10% с частотой соуоз, что является случаем механического резонанса двухмассовой системы накат - каландр. Сравнение переходных процессов подтверждает целесообразность принятого решения. Вместе с тем на рис. 2.16, б видно, что отклонение натяжения Аф.23 остается значительным при возмущении 02 (см. штриховую характеристику Афд). Для улучшения динамики целесообразно вьшолнить ЭП наката двухконтурным (с контурами тока и натяжения), т. е. аналогичным СЭП раската. Для заправки

бумажного полотна на накат может быть введен вспомогательный контур ЭДС или напряжения двигателя. Коррекция динамики электропривода наката в данном случае производится аналогично коррекции электропривода раската.

Для оптимизации процессов пуска и торможения, а также для компенсации возмущения (или fxoa) на вход контура тока наката следует включить УКИМ, управляемое по Vg (от датчика скорости каландра). Рассматриваемое УКИМ может быть выполнено аналогично УКИМ раската. Исследование динамики СЭП суперкаландра с двухконтурным накатом при пуске и гармоническом возмущении оа показало перспективность такой структуры (см. на рис. 2.16 сплошные характеристики Афаз)-

В связи с развитием микропроцессорного управления динамический ток как раската, так и наката 1я.дин может задаваться микропроцессором в соответствии с выражением

j,.vJ = k-,iTucpiTiP.\)v, t-1, 3, (2.85)

что обеспечивает инвариантность натяжений Ф12 и фзз к управляющему Uy и возмущающему Vg воздействиям. Поскольку практическая реализация выражения (2.85) затруднительна, то величина я. Дин может быть рассчитана по условию

(2.86)

где -; Тк---При этом на микропроцессор воз-

лагаются функции УКИМ, что позволяет обеспечить более гибкое управление электроприводом СК. Если на раскате (накате) наблюдается значительное влияние эксцентриситета тамбура, то это возмущение также может быть скомпенсировано с помощью микропроцессора, получающего информацию от датчика радиуса тамбура Арт

2.4. ОПТИМИЗАЦИЯ ДИНАМИКИ МНОГОДВИГАТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОПРИВОДА С ЗАМКНУТЫМИ УПРУГИМИ СВЯЗЯМИ ВТОРОГО РОДА

Отдельные секции непрерывно-поточных агрегатов, например секции «мокрой» части бумаго- и картоноделательных машин, часто приводятся во вращение от нескольких электродвигателей, питаемых от общего или индивидуальных тиристорных преобразователей. При этом валы двигателей соединены с секцией упругими механическими передачами (упругими связями первого рода), а рабочие валы секции связаны натянутой замкнутой лентой (сукно, металлическая или синтетическая сетка), образующей замкнутую упругую связь второго рода. АСР таких электроприводов строятся по принципу подчиненного регулирования как по цепи якорей, так и по цепи возбуждения двигателей [59]. Системы электропривода оказываются весьма сложными, и их исследование и оптимизация являются достаточно трудными задачами.

При математическом описании рассматриваемых систем будем использовать НСС типовых узлов многодвигательных СЭП с упругими связями первого и второго рода, приведенные в § 1.2. При этом вводятся следующие допущения: крутильные механические системы с упругими связями первого рода считаются двухмассовыми, упругие связи первого и второго рода - невесомыми, однородными и обладающими постоянной жесткостью; проскальзывание упругой ленты по валу секции в зоне сцепления отсутствует [65].

На рис. 2.17 представлена НСС п-двигательного привода при параллельном подключении двигателей к общему преобразователю ТПо. АСР содержит датчик скорости ДС (тахогенератор с фильтром) на валу основного двигателя Д1 (основным, или главным, двигателем секции обычно считается наиболее нагруженный двигатель), регулятор скорости PC, ПИ-регулятор РЯо и датчик ДЯо общего тока двигателей. Для поддержания соотношения нагрузок введены АСР потоков вспомогательных двигателей Д2, . . . , Дп, содержащие замкнутые контуры токов возбуждения КВ2, . . . , КВп, ПИ-регуляторы РЯ2, . . . , РЯп и датчики ДЯ2, . . . , ДЯп токов якорей двигателей. На рисунке введены обозначения: Wp.c (Р), д.с(р). (р) ~~ передаточные функции PC, ДС и корректирующего звена (iC-коррекции); k,o,Tj.n, kr, Гд.я, йр. в - коэффициенты передачи и постоянные времени РЯ, ТП, ДЯ и тиристорных возбудителей; - коэффициенты пропорциональности между током и потоком возбуждения; k, ki, - коэффициенты ЭДС, нагрузок по токам и жесткости механических характеристик двигателей; Тд, Тп - постоянные времени якорных цепей двигателей и силовой цепи ГД •. 7,. д, - механические постоянные времени двигателей и валов секции; Т, - постоянные времени, характеризующие жесткость и демпфирование упругих связей первого рода; k, k, - коэффициенты передачи и постоянные времени, характеризующие свойства упругих связей второго рода.

Механическая часть привода. Представленная НСС дает возможность исследовать динамику взаимосвязанного ЭП при произвольном числе приводных двигателей. Механическая система (обведена на рис. 2.17, а штриховыми линиями) в общем случае является 2/г-массовой и имеет 2п частот свободных упругих колебаний, причем п частот обусловлены упругими связями первого рода, а другие п частот-упругими связями второго рода. Поскольку секции имеют нередко два крупных двигателя и несколько двигателей относительно малой мошнссти, то, учитывая возможности эквивалентирования многомассовых механических систем с замкнутыми упругими связями второго рода, изложенные в § 1.2, рассмотрим двухдвигательрый ЭП. Вместе с тем исследование динамики двухдвигательной СЭП позволит установить ряд общих закономерностей, которые будут справедливы и для многодвигательных приводов таких секций.

4 Заказ № 24

«а

На вход РЙ1

Т 1 «то

1<тО

РЯо TfJo , 5 т. п

ZzPI

in о

*- Ггл p

РЯп КВп

-{кт([г,рЩ

кг.вп(Тт.пР)

ТдмрЧ

Рис. 2.17. Нормированные структурные схемы СЭП с общим преобразователем

Считая 12 = 021 - к\ ф12 = ф21 = 612 = 7621 = Tg

вследствие близости параметров ветвей упругой ленты, можно с помощью теоремы Мэзона получить передаточные функции между основными переменными механической системы в следующем виде:

\{Р)

Фо1 (Р)

Si2 = 0

©MS (Р)Р

(Р) (Р) ТмДаТб ц 2(P)g2(P) Туъг

2/гуАф

2/гиАф

2fej;fe<p 2/г11гф

Ф02 (Р) =

5(Р)

г, (/) /;,)• ./л

©MS (Р) Р 2Л,/гф

и VI {/) /m.Vj

/ 1 I

(2.87)

{J НМ)

»Л1.Р

7drp+/ ЛУ-

+ 1+

Ал

dnP*1

T»nP

I

Ф12(Р) =

= Ф21 (Р) =

5l (P)S2(P)

0mS(P)P

Qsi (P) TtA22T± 2 ц 92i (P) Тмаг j

2А1ф 2г1;ф

©MS {P) = A, (P) Si (p) rsi + 2 (P) 2 (P) 22;

Q (n) - l(P)Sj (P)2(P)B2(P) TmSi .

A, (p) (p) rs, + A, ip) Вг (P)

(P) I .-=1.2 = iTuiTciP + Td.-P + 1; fi.-(p) = 7MtTciP + 7d«P + i;

Тм.дг .

(2.89)

Коэффициенты выражений (2.87) - (2.89) являются частотно-ч.чписпмымн. Эти выражения можно упростить, полагая, что в об-лмсти частоты упругих колебаний второго рода соуз

1,(Р)Д,(Р)

Ai(P) IU(P)

fi но iMo/hMn при (ii , t>v I, ЧТО ()Г.!Ч1[) т.ию.итспч ii ссктии! Ним iipimiMic fi\M,ii......,ip и piioiuvi.i 11, ii.m.i Ч мипии При m ч

innill.li- IM ir l.i II Illll.li ф\.П1П1 lllM\l 11(1 I