II. MODELE PENTRU TRADUCTOARE

MODELAREA IDENTIFICAEA ŞI SIMULAREA ACŢIONĂRILOR ELECTRICE

2.1 STRUCTURA GENERALĂ A UNUI SISTEM DE ACŢIONARE

Fig.2.1 Structura unui S.A.E. reglabil

xR

x*

Reţea

u*

M.L.O.T.M.E.C.S.

S.C.

Traductoare Traductoare

M.L. - maşina de lucru antrenată, reprezentând procesul tehnologic; O.T. - organul de transmisie - reductor mecanic, sisteme hidromecanice ş.a.; M.E. - maşina electrică; C.S. - convertorul static; Traductoare – curent, tensiune, viteză, poziţie, presiune, debit, cuplu etc.; S.C. - sistemul de control.

EXEMPLE:

a. MAŞINI UNELTE COMANDATE NUMERIC (CNC)

Fig. 2.2 Schema bloc a CNC

Program

ControlerNumeric

ConvertorStatic

Servomotorde c.c.

Masa maşiniiDeplasare

Tahogenerator

Reacţie de poziţie

Reacţie de viteză

ProgramRegulatorde poziţie

Encoder

Taho-generator

Convertorstatic

DC Servomotor

MasaMaşinii Integrator

Poziţie măsurată

Viteza măsurată

Tensiune Cuplu Viteza la arbore PoziţiaReferinţa de poziţie

Fig. 2.3 Subsistemul de control al CNC

EXEMPLE:

b. PILOTUL AUTOMAT AL UNEI NAVE

Fig. 2.4 Pilotul automat al unei nave. Schema bloc

Poziţia efectivă

Poziţia dorită

Eroarea Giro-compas Pilot automat Referinţa pentruunghiul cârmei

Unghiul măsurat al cârmei

Acţionarea cârmei

Traductor

Unghiul efectiv al cârmei

Fig. 2.5 Pilotul automat al unei nave. Subsistemul de control

Potenţiometru

Poziţiadorită

Pilot automat

Eroarea

Sistem de acţionare

Cârmă Carena

Traductorunghicârmă

Giro-compas

Cuplulcârmei

PerturbaţieUnghiul efectival cârmei

Unghiul cerutal cârmei

Poziţiamăsurată

Poziţiaefectivă

2.2 MODELE PENTRU TRADUCTOARE

Funcţii: compatibilizarea mărimilor măsurate cu semnalele unificate utilizate pentru reglarea automată; separarea galvanică între circuitul de forţă şi cel de comandă.

Traductoare

(parametri de proces)

mărimi de stare mărimi electrice

(semnal electriccalibrat)

PROCESSISTEM DE REGLARE AUTOMATĂ

2.2.1 Traductoare de curent

Traductoare utilizând măsurare în c.a.

I2I1

m1 m3m2

R1

R2

C

n

Convertor

UE

Fig. 2.6 Traductor de curent utilizând transformator de măsură

1

2

IK

I

1 21 2

1 21 2

1

( )1 1

R R R RsCZ ssC R RR R

sC

12 1 2

1 2 1 2( )

1EI sR R R

U sR R sC R R K

1

( )1

E TT

T

U s KY s

I s s

2( )TR

K sK

1 2( )T s R R C

Raportul de transformare :

Impedanţa operaţională:

rezultă:

Funcţia de transfer a traductorului :

Traductorul de curent este reprezentat printr-un element de întârziere de ordinul 1, constanta de timp τT fiind de ordinul milisecundelor.

Traductoare utilizând măsurare în c.c.

Fig. 2.7 Traductor de curent cu măsurare în c.c

f - şunt UI - tensiune de intrare proporţională cu I1 A - amplificator M – modulatorDM - demodulator (redresor)

M

R1

R2

CA DM

I1

UE

UIf

Amplificatorul de c.c. cu modulare-demodulare asigura izolarea galvanică.

Este necesară filtrarea semnalului de ieşire UE.

Funcţia de transfer este similară traductorului anterior

Fig. 2.8 Şunturi pentru măsurări

Traductoare de tip L.E.M.

I1

RE

+UC

-UC

Fig. 2.9 Traductor tip L.E.M. de curent

( ) .T TY s K

Funcţia de transfer - element de intârziere de ordinul 1.Constanta de timp τT - de ordinul μsec.

Rezultă:

Fig. 2.10 Traductoare tip L.E.M. de curent

Fig. 2.11 Traductoare tip L.E.M. de tensiune

2.2.2 Traductoare de viteză unghiulară (turaţie)

Φ=ct.TG=

e(t)

RT, LT

R1

R2 UE

R2

R1

iT

( ) .e t k t

2( ) .E Tu t R i t

1 2( ) 2 .T

T T Tdi t

e t R R R i t Ldt

( ) ,1

E TT

T

U s KY s

s s

1

1 2,

2TT

R kK

R R R

1 2.

2T

TT

L

R R R

Tensiunea electromotoare:

Tensiunea de ieşire:

Curentul debitat de tahogeneratorse determină din:

Funcţia de transfer a traductorului:

Fig. 2.13 Tahogeneratoare

Fig. 2.12 Traductor de turaţie

2.2.2 Traductoare de poziţie

Fig. 2.14 Traductor de poziţie

M=

DS NB

GT

DA

DA

P1

P2

αn+

αn-

α+

α-

(ω+)

(ω-)

TI

u(t)

TI - traductorul incremental DS - discriminator de sens NB - numărător bidirecţional GT - generator de tactP1, P2 - porţi logice αn

+, αn-- deplasările unghiulare numerice

D/A - convertoare numeric-analogice

Poate fi folosit şi ca traductor de viteză unghiulară (turaţie). Numărarea impulsurilor se face pentru perioade fixe, stabilite de generatorul de tact GT ieşirea numerică sau analogică fiind proporţională cu viteza unghiulară.