(Хт я передаточвая функция системы электропривода равна:

lWy(p)W {p)]W{p)

l+[Wy (Р) Wn (Р)]з(Р) [Wc (P)-Wt (Р)1

где [Wy (р) Гц (p)]s - передаточная функция усилителя и преобразователя, замкнутых оч>ицательной о(таой связью по напряжению (составлянхцей во ЭДС преобразователя), равная

(р) Г (р)

(р) iF m.-YTw;)W7W)

Vy(p), W (p), W,(p), Wb(p), WtCP), Wc (p) - передаточные фуикции усилителя, преобразователя, двигателя и. обратных связей но напряжению, тас{.-ивдорости.

Значения коэффициентов Оз, о Oi, Og приведены в табл. 7.1.

Исследование работы электропривода производится отдельно от управляющего воздействия при Afс = О и от возмущающего воздействия нри Us - О или Ua = const.

Настройка электропривода обеспечивается по установившемуся и переходному режимам, исходя из требуемого заданного статизма и качества переходного процесса.

Стабилизация скорости двигателя в установившихся режимах электропривода производится в зависимости от нагрузки. Поэтому точность стабилизации оценивается механической или электромеханической характеристикой. Характеристики рассматриваются при постоянных значениях напряжения сети и температуры окружающей среды, влияние которых компенсируется изменением коэффициентов усиления прео(азователя и усилителя.

Т р+1

ТяТ Р--1,Р + 1

1<н1п(\г,Р+1)+1<г

Рис 7.14. Структурная схема электропривода постояваого тока.

При передаточных функциях, равных

(Р) = *у.

ш(р)

Уравнение электромеханической характеристики, записанное при действии всех трех связей, имеет вид:

7п(Р) + 1

W,(p) =

ТТ + ТиР+\ Wh (Р)=Ан, Wt (Р) = КЯп (ТяпР +1) + *т.

UkyKk-IRk

1+(Мд + Ан)*у*п

, , . Уравнения электромеханических харак-

с(Р)= с, передаточная функция системы теристик системы с каждой из обратных свя-

с каждой связью отдельно может быть запи- можио получить из общего уравнения

саиа в следующем виде: при сохранении коэффициентов используе-

© [р kyk k, мых связей или из дифференциального урав-

W(p)=Tu-r-r =-п--:-. нения системы электропривода при AI, =

Уровень стабилизации скорости в замкнутой системе как погрешность \е> определяется через погрешность в разомкнутой системе

Д(о

Дш = ДШп

где Дшр = ?Лд - погре&оёть в разомкнутой системе.

Погрешность в замкнутой снстеие электропривода зависит от значений коэффициентов обратных связей и коэффицнеитов усиления преобразователя и усилителя и тем . ниже, чем выше значения указанных коэффициентов. Однако возможности используемых обратных связей при этом различны. Обратная свизь по скорости является связью по выходному параметру и обеспечивает наибольшую точность стабилизации скорости (прн уАп -* , Дш -> 0). Обратная свявь по напряжению обеспечивает стабилизацию напряжения иа якоре двигателя, компенсируя падение напряжения в силовой цепи преобразователя. Предельной жесткостью характеристики является жесткость естественной характернстикн двигатели (при k ky -* оо, Дш -> IRfkf). Положительная обратная связь по току, как связь по нагрузке двигатели, обеспечивает высокую точность стабилизации скорости (при ktkyka/R = 1, Дш = = 0). Однако это возмсжно только в линейных системах. В реальных системах электропривода положительная связь по току не обеспечивает высокой точности стабилизации скорости из-за наличия нелинейностей в характеристиках усилителя и преобразователя, приводящих к криволинейвостн электрсшеханических характеристик. Кроме того, система с положительной связью по току имеет малый запас устойчивости и повышает схлоииость системы к колебаниям.

Заданная погрешность системы электропривода определяет зиачеиия коэффициентов обратных связей и коэффициентов усиления преобразователя и усилителя. В системе с обратной отрицательной связью по скорости

1 /Да)п

с отрицательной связью по напряжению , , , Дшр-Дшз

с положительной связью по току

krkyka = R (ДИр - Дв)з),

где Дшз - заданная погрешность в замкнутой фстеме; Дше = tRg - погрешность еете-етвениой характеристики двигателя.

В требованиях к электроприводам обычно г{адается статизм по отношению к скорости идеального холостого хода

б=Д©а/Шо или 6 % = (ДШз/0>о) 100.

При регулировании скорости двигателя вниз от основной в заданном диапазоне D

8 Закаа 43

сТатизм уменьшается в D раз. Поэтому выбор значения произведений коэффициентов, производится по уравнениям:

при отрицательной связи по скорости

пря отрицательной связи по напряжению бр 6з

при положительной связи по току

где вр = Дшр/шо max - статизм разомкнутой систеш по отношению к максимальной скорости идеального холостого хода; бе = (Ла/Щтах - статизм иа естественной характеристике двигателя по опюшеиию к максимальной скорости идеального холостого хода; 6з = Дшз/(1)вт - заданный статизм; = 4hmaxl<amla- заданный диапазон регулирования скорости.

Из приведенных уравнений обычно определяется требуемый коэффициент усиления промежуточного усилителя. Коэффициенты обратаых связей определяются возможвостя-мн датчиков, например тахогенератора, и верхним уровнем задающего напряжения. Коэффи1Ц(ент усиления преобразователя зависит от свойств преобразователя и при выбранном преобразователе бывает известным.

Регулирование скорости даигателя в заданном даапазоне осуществляется изменением задающего сигнала Ua- Значения U, как и статизм, зависят от коэффицнеитов обратных свизей и коэффициентов усиления преобразователя и усилителя. Определяется Ua обычно из уравнения электромеханической характеристики при идеальном холостом ходе даигателя. Уравнение £/3 условно при действии всех трех связей имеет вид:

Из комбинированных связей распространение получили комбинации отрицательной связи по скорости или напряжению и положительной по току. При этом свизь по напряжению (или скорости) принимается сильной, а связь по току - слабой. Поэтому иа верхних скоростях даапазона, где статизм удоалетворяет требованиям, действие токовой связи слабое, а иа нижних сиоростях, когда напряжение на яиоре даигателя снижено, основную роль играет связь потоку. Нелвней-иость характеристик усилителя и преобразователя при малых напряясеинях не сказывается.

Комбинации связей по иапряженяю и току получила широкое распространеиие в вид обратной связи по ЭДС даигатели, когда RnnlR = fh (см. уравневш алевтромехани-

ческой характеристики). Датчиком противо-ЭДС двигателя является уравновешенный тахометрический мост (RiRa, = /?2/?д) (рис. 7.16).

Рис. 7.15 Функциоиальвая схема электропривода с отрицательной обратной связью по ЭДО двигателя.

Напряжение обратной свизи по ЭДС равно:

k R2 \

o.c.e. = ft > = l-<D.

Уравнение электромеханической характеристики . .

t/afeyfenX IR\ 1 hkyh 1 ~{- hhykjj

Связь по ЭДС двигателя обеспечивает стабилизацию его скорости с точностью ниже, чем связь по скорости с тахогенератором, так как она не учитывает влияния переходного сопротивления щеточного контакта и реакции икоря двигателя. Используется такая связь при невозможности или нежелательности установки тахогенератора.

которая уменьшается по мере разгона или торможения двигателя. Поэтому процессы разбега или торможения двигателя получаются ускоренными в начале и замедленными в конце. В начале переходного процесса форсировки могут достигать больших значений, что может приводить к возрастанию тока двигателя до недопустимых значений. Это требует введения ограничения тока и момента двигателя.

Стабилизация момента двигателя в рассматриваемых системах электропривода осуществляется с помощью отрицательной обратной связи по току, обеспечивающей резкое снижение скорости двигателя при приблизительно постоянном моменте. Связь используется с отсечкой, задерживающей действие связи при низких нагрузках. Это обусловлено необходимостью защиты двигателя или механизма от недопустимых перегрузок в статических и динамических режимах. Стабилизация момента в установившихся режимах необходима в приводах механизмов, работающих с резко переменной нагрузкой или на упор. В большиистве же электроприводов стабилизация момента используется для осуществления необходимых динамических режимов. Отсечка осуществляется введением в цепь связи опорного напряжения £/о.т и вентиля V (рис. 7.16, а), обеспечивающего действие связи только при превышении сигналом связи Uf значения опорного напряжения (Wj > С/ол). Опорное напряжение снимается с опорного потенциометра RP, включенного в цепь связи (рис. 7. 6, а) или создается стабилитроном V (рис. 7.16, б). В реверсивных электроприводах используются

Uro VI V2

1+ т

I-о- V2 1-н

VZ -О

Ряс. 7.16. Функциональная схема электропривода с отрицательной обратной связью по току с отсечкой (а), узлы отсечек в нереверсисной (6) я реверсивной (в, г) схемах и электромеханическая характеристика (д).

В переходных процессах при подаче задающего напряжения скачком {U3 sign f) в замкнутых системах с обратными связями (отрицательной по скорости и напряжению и положительными по току) сигнал управлеиия в начале переходного процесса пуска или торможения обычно намного превышает его установившееся значение. При этом в этих системах электропривода возникает форси-ровка сигнала управления преобразователем,

схемы, приведенные на рис. 7.16, в, г. Применение стабилитронов исключает необходимость использования дополнительных источников напряжения.

Напряжение отрицательной обратной связи по току с отсечкой определяется следующим образом:

Ит.о = (Ит-1/о.т)1(А/) =

=*т(/-/отс)ЧД).