Главная Промышленная автоматика.

Главная обратная связь этих систем выполняется обычно по скорости двигателя с помощью тахогеиератора или тахометриче-ского моста. В некоторых стучаях для уменьшения необ.хх)Л11мого коэффициента усиления отрицательная обратная связь по скорости допатняется положительной обратной связью по току, компенсирующей падение напряжения в сопротивлении главной цепн

Рис 2.1. Система Г-Д с ЭМУ в качестве генератора

привода. Применяется также комбинация отрицательной обратной связи по напряжению двигателя и положительной обратной связи по току главной цепн.

В качестве примеров на рис. 2.1 приведены принципиальные схемы с отрицательной обратной связью по напряжению и положительной по току (о) и отрицательной обратной связью по скорости (б). В схеме рис. 2.1,6 положительная обратная связь по току может отсутствовать. Прн набросе нагрузки (см. рис. 2.1, а) увеличивается ток главной цепи и вследствие увеличения внутреннего падения напряжения ЭМУ уменьшается его выходное напряжение. Результирующее напряжение на входе усилителя ПУ Ll-увеличивается, что приводит к увеличению напряжения на обмотке ОМ электромашинного усилителя. Напряжение на обмотке TOKOBOii обратной связи ОТ также увеличивается вследствие увеличения падения напряжения в измерительном сопротивлении Л„. Совместное действие обмоток ОН и ОТ способствует увеличению э. д с. Э.МУ. и скорость двигателя поддерживается на заданном уровне.

Для формирования требуемого переходного процесса системы при набросе (сбросе) нагрузки применена гибкая отрицате-льная


обратная связь по напряжению (обмотка ОС), осуществляемая при помощи емкостного дифференцирующего контура. Структурная схема и операторное уравнение системы приведены в гл. 4.

Отличие схемы рис. 2.1,6 от изображенной на рис 2.1, а состоит в том, что вместо отрицательной обратной связи по напряжению используется отрицательная обратная связь по скорости. При набросе нагрузки э. д. с. тахогеиератора ег,=\е (е - э. д. с. двигателя, а у коэффициент пропорциональности между е и fT.r) уменьшается, а разность Ut-Ст.г {Ut - задающее напряжение) увеличивается. При этом увеличивается напряжение на обмотке обратной связи по скорости ОСк. Совместное действие обмоток ОСк и ОТ приводит к увеличению э. д. с. ЭМУ и поддержанию скорости двигателя иа заданном уровне.

Структурная схема может быть получеиа из рис. 4.2, если звено Ки отсоединить от точки с сигналом О и присоединить к точке с сигналом е. На схеме рис. 2.1,6 отсутствует контур по.чо-жительной обратной связи по току. В остальном принцип ее работы аналогичен описанному для схемы рис. 2.1, а.

Выбор жестких обратных связей. Выбор системы регулирую щих обратных связей и необходимых коэффициентов усиления производится из условия обеспечения требуемой стабильности поддержания заданной скорости во всем диапазоне регулирования. При этом относительное отклонение скорости в установившемся режиме (нестабильность 6п) не должно превосходить до пустимого значения, т. е.

6П= - бПдоп,

где Дп = п„о-и отклонение скорости от заданного значения;

n„D - заданное значение скорости при расчетноГ! ч (номинальной) нагрузке двигателя, соответст-

вующее низшему пределу диапазона регулирования D (Л = п„/п„в); и - фактическое значение скорости двигателя. Диализ действия обратных связей и практические расчеты показывают [6], что применение комбинированной - отрицатель-нон по напряжению и положительной по току - обратной связи возможно и целесообразно при сравнительно небольших диапазонах регулирования (£><40) и допустимой нестабильности (6Пд„„=5-10%).

Системы с обратной связью по скорости с использованием тахогеиератора могут применяться при любом диапазоне регулирования и любых значениях бПдоп. С возрастанием п и умень шениеч 6пд„„ увеличивается необходимый коэффициент усиления



сЛ1-(-тР.)

(2.1)

где Pi, vPb Pj- коэффициенты усиления разомкнутой системы по отношению к задающему напряжению, напряжению двигателя и падению напряжения в измерительном сопротивлении главной цепи.

Для схемы с Отрицательной обратной связью по скорости и положительной по току следует в уравнении (2.1) положить /?д==0. Уравнение статической характеристики для этого случая примет вид

1р1-/сД((х-Ртр.,)

•(l+VPi)

(2.2)

где vPi означает теперь коэффициент усиления отрицательной обратной связи по э. д. с. двигателя. Обратная связь по э. д. с. двигателя е при постоянстве его потока эквивалентна обратной связи по скорости, так как е-СеП. Аналогично уравнение статической характеристики может быть получено и для системы с одной отрицательной обратной связью по скорости, если в \равнении (2.2) положить р,=0. При этом

с.(1-Ьур.)

Статические характеристики линеаризованной системы представляют собой прямые линии, наклон которых определяется величиной статизма .Чх.

Из уравнения для статизма характеристики на низшей скорости заданного диапазона регулирования

найдем

An„D.

Подставив в это выражение значение

, /в/?о(-]-уР1Рл-РтР„) с..{1+уР0

[13 чравнения (2.1) для схемы с отрицательной обратной связью но напряжению и положительной по току после преобразования no.ix чилг

£>(*ф,-р„р;--1Рф„)

Положив в уравнении (2.3) рд=0, найдем выражение статизма для схемы с отрицательной обратной связью по скорости и положительной по току:

S !--. (2.4)

(l-Po)il±Ypil ,

£(*ф„-р„р;)

Выражение статизма с отрицательной обратной связью по скорости получим, положив в формуле (2.4) р,[=0:

0-p„)ji-)-jvP.)

(2.5)

Вследствие нелинейной зависимости сопротивления главной цепи от нагрузки, обусл<«1Лениой изменением сопротивления щеточного контакта, а также из-за нелиненности характеристики холостого хода статические характеристики отклоняются от линейной зависимости. Большинство подобных систем выполняется с большими коэффициентами усиления. Поэтому отклонение действительных характеристик от характеристик, выраженных линейной зависимостью, получается незначительным, и имеющиеся нелинейности при приближенном построении статических характеристик могут не учитываться. При более точных расчетах влия-

цепи обратной связи. Прн обычны.\ значеиия.х 6n„oii=5% диапа-зон регулирования достигает значений 1000-2000.

При применении та.хометрического моста [23] диапазон регулирования ограничивается значением Д<10-40.

Определение коэффициентов усиления регулирующих обратных связей производится на основании требуемых величин ста-тизма характеристики и диапазона регулирования D. Под статической характеристикой системы будем понимать зависимость скорости двигателя от тока нагрузки. Для системы ЭМУ-Д с отрицательной обратной связью по напряжению и положительной по току уравнение статической характеристики имеет вид



ние нелинейности иа статические характеристики может быть учтено методом, изложенным в работе [6].

Требуемый коэффициент усиления системы с отрицатетьнон обратной связью по скорости в зависимости отзаданных значений Si и D может быть определен из выражения (2.5):

ОАф,(1-5.)

"--РоГ-

Коэффициенты усиления системы с отрицательной обратной связью по напряжению и положительной по току могут быть определены методом, приведенным в работах [6, 7]. Однако для получения удовлетворительных динамических свойств системы в ряде случаев (при диапазонах регулирования Л>-5-10) целесообразно коэффициенты усиления выбирать из условия РнР=РдУР1. При этом предположении система с двумя обратными связями оказывается эквивалентной системе с одной отрицательной обратной связью по скорости. Исходя из этого коэффициент усиления отрицательной обратно!* связи по напряжению определяется на основании уравнения (2.3) при РпР=уР1рд. Коэффициент усиления отрицательной обратной связи по току находится из соотношения

VPiPs

Ограничение форсировки при пуске и торможении. В большинстве случаев в электроприводах, работающих в режиме П(:д-держания заданной скорости двигателя, требуются значительные коэффициенты усиления. Если не будут приняты специальные защитные меры, то при пуске и торможении величина сигнала, поступающего на вход усилителя, в первый момент будет намного больше допустимой.

Так, в схеме с отрицательной обратной связью по скорости коэффициент форсировки а при пуске двигателя связан с коэффициентом усиления уР в цепи обратной связи формулой

(l-Po)(l+YPl ,

- +Р..

Например, при уР=100; р„=0,1; fti=l,2 коэффициент форсировки ct = 75.

Для ограничения начальной форсировки используются схемы нелинейными элементами. На рис. 2.2, а показана схема с нелинейным сопротивлением (с. н.) первого рода, включенным последовательно с обмоткой управления ЭМУ. Величина с. н. воз-

растает с увеличением приложенного напряжения, вследствие чего ток в обмотке управления остается ограниченным допустимым значением.

На рис. 2-2, б приведена схема с защитными полупроводниковыми диодами, шунтирующими обмотку управления ЭМУ. При значительном увеличении тока, протекающего через диод В. паде-

-Г h

Рпс. 2.2. Схемы ограничения входного сигнала.

ние напряжения в нем остается практически постоянным, вследствие чего остается постоянным и напряжение, подводимое к обмотке управлеиия.

В схеме, изображенной на рис 2.2, в, применено полупроводниковое устройство - стабилитрон. Стабилитрон СВ при малых напряжениях практически не проводит электрического тока. При повышении напряжения происходит пробой стабилитрона, после чего напряжение на его зажимах (а следовательно, и на обмотке управлеиия ОУ) остается постоянным, независимо от величины тока.

Параметры днодов, шунтирующих вход уси-тителя, подбираются на основании вольт-амперных характеристик диодов, которые для упрощения могут быть заменены двумя прямолинейными отрезками (рис. 2.2,г). При протекании через диоды значительного тока / сопротивление вентиля (группы диодов) R, остается практически постоянным.

Необходимо, чтобы сопротивление вентиля было значительно меньше входного сопротивления усилитстя:

Л„0,03У?„.

10 зав. 1231





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 [23] 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55

0.0038