НАСТРОЙКА СИСТЕМЫ СТАБИЛИЗАЦИИ ЧАСТОТЫ СИНХРОННОГО ГЕНЕРАТОРА НА СИММЕТРИЧНЫЙ ОПТИМУМ

 Система стабилизации частоты синхронного генератора (ССЧСГ), настроенная на оптимум по модулю (ОМ) при отработке линейно возрастающего воздействия по цепи якоря имеет значительную величину погрешности [1]. Для её устранения представляется целесообразным применить настройку на симметричный оптимум (СО), что позволит повысить порядок астатизма системы.

Задачей исследования является синтез регулятора частоты, обеспечивающего настройку ССЧСГ, структурная схема динамической модели (ССДМ) которого показана на рис.1, на симметричный оптимум.

Для определения структуры регулятора частоты необходимо рассчитать передаточную функцию разомкнутой ССЧСГ с учётом включенного последовательно с усилителем регулятора частоты и сопоставить полученное выражение с известной передаточной функцией настроенного на СО контура [2]

Из полученного выражения следует, что структура регулятора частоты представляет собой последовательное соединение двух ПИ-регуляторов.

ССДМ ССЧСГ с рассчитанным регулятором частоты представлена на рис. 2.

В  результате  моделирования  получены:  график  переходной  характеристики  при  отработке задающего воздействия f0 = 500 Гц (рис. 3),график переходной характеристики контура скорости при отработке линейно возрастающего напряжения на якоре  = 2 В/с (рис. 4) и графики ЛЧХ (рис. 5).

Как видно из анализа графика переходной характеристики при отработке задающего воздействия (см. рис. 3), появление в структуре ССЧСГ, настроенной на СО, дополнительного интегрирующего звена по сравнению с ССЧСГ, настроенной на ОМ, увеличило перерегулирование

Из графика переходной характеристики контура скорости при отработке линейно возрастающего напряжения на якоре   (см. рис. 4) видно, что за время 2,5 с составляющая ошибки становится равной нулю. Это свидетельствует о том, что система, настроенная на СО, стала точнее, чем система, настроенная на ОМ.




Запасы устойчивости по фазе qз = 35,3o (Phase Margin) и амплитуде Lз = 16 дБ (Gain Margin), полученные на основе анализа графика ЛЧХ ССЧСГ (см. рис. 5) подтверждают правильность расчёта параметров регулятора скорости.

Список литературы

1.     Бутаков В.М., Дудкин И.М, Самигуллин Р.Р. Настройка системы стабилизации частоты синхронного генератора на оптимум по модулю // Технические науки: научные приоритеты учёных: Сборник научных трудов по итогам международной научно-практической конференции. № 2. – Пермь, 2017. – с. 59–62.

2.      Бутаков В.М.,  Гатин  Б.Ф.,  Хрисанов  А.А.  Настройка  замкнутого  электропривода   на симметричный оптимум // Проблемы и достижения в науке и технике: Сборник научных трудов по итогам международной научно-практической конференции. № 3. – Омск, 2016. – с. 175–177.