Лекція 27 Системи автоматичного регулювання швидкості та моменту зі зворотними зв’язками за швидкістю, напругою, струмом, з підлеглим регулюванням параметрів
У темі 4 при розгляді способів регулювання кутової швидкості двигунів було відзначено, що для отримання великого діапазону регулювання необхідно мати замкнені автоматичні системи. У цих системах за допомогою перетворювачів енергії, підсилювачів і сигналів зворотних зв'язків отримують не тільки зміну кутової швидкості та її стабілізацію, але й підтримку або обмеження моменту двигуна.
В якості силових перетворювачів енергії використовуються електромашинний генератор (система Г-Д), статичний вентильний перетворювач (системи КВ-Д і ПЧ-Д), магнітний підсилювач. Для підсумовування задавальних сигналів, сигналів зворотних зв'язків і вироблення результуючого керуючого сигналу силовим перетворювачем застосовуються підсилювачі як з магнітним (електромашинні та магнітні), так і з потенційним підсумовуванням сигналів (електронні).
Використовуючи необхідні датчики, вимірювальні вузли, задавальні елементи, формуючі пристрої, підсилювачі та силові перетворювачі, можна складати замкнені системи керування електроприводами з заданими параметрами.
Для автоматичного регулювання та підтримки кутової швидкості двигуна застосовуються наступні замкнені системи: з негативним зворотнім зв'язком за напругою перетворювача, з негативним зворотнім зв'язком за швидкістю двигуна, з позитивним зворотнім зв'язком за струмом навантаження та їх комбінації — з негативним зв'язком за напругою перетворювача і позитивним зв'язком за струмом навантаження, з негативним зворотнім зв'язком за швидкістю та позитивним зв'язком за струмом навантаження.
|
|
|
Основний принцип регулювання та підтримки швидкості в замкненій системі електропривода з використанням тахогенератора розглянутий у лекції 25.
Рисунок 13.7 – Схема автоматичного регулювання та підтримки швидкості електроприводу
На рис. 13.7 представлена структурна схема автоматичного регулювання та підтримки швидкості електропривода постійного струму з жорстким негативним зворотнім зв'язком за напругою та позитивним за струмом навантаження. Зворотній зв'язок за напругою здійснюється з датчика ДН, що представляє собою поділювач напруги, а зв'язок за струмом – з датчика ДС (шунта). Задавальна напруга Uз,яка надходить з потенціометра R1, і напруга зворотного зв'язку Uд.н підсумовуються на елементі порівняння сигналів ЕПС. Тому що зворотній зв'язок за напругою негативний, то на вхід підсилювача П надходить різницевий сигнал Uвх = Uз — Uд.н. Перетворювач електричної енергії Пр може бути будь-яким з розглянутих у темі 4. Під дією сигналу керування Uкер на виході перетворювача утвориться деяка позитивна напруга Uпр і двигун починає розганятися. По мірі збільшення напруги Uпр і, отже, кутової швидкості двигуна w сигнал зворотного зв'язку Uд.н збільшується. Результуючий вхідний сигнал Uвх зменшується. Так як при цьому починає діяти зворотній зв'язок за струмом, то під час розгону електропривода потрібно обмеження Uкер. При використанні заспокійливих пристроїв і задавача інтенсивності на схемі не показаних, швидкість двигуна і напруга перетворювача встановляться відповідно до заданого значення.
|
|
|
Якщо під час роботи електропривода навантаження на двигун збільшиться, то це викликає зростання падіння напруги в силовому кола двигуна та зниження його кутової швидкості. Сигнал зворотного зв'язку Uд.н зменшиться пропорційно зміні напруги на якорі, а це викликає збільшення Uвх підсилювача. Зі зростанням струму навантаження сигнал позитивного зворотного зв'язку за струмом Uд.с збільшиться. У результаті спільної дії сигналів Uвх і Uд.с на виході підсилювача напруга керування перетворювачем зросте, що викликає збільшення напруги Uпр і кутової швидкості двигуна w до заданого значення.
Реверс двигуна здійснюється зміною полярності задавальної напруги за допомогою контактів К1 i К2.
|
|
|
У розглянутій схемі з негативним зворотнiм зв'язком за напругою та позитивним за струмом навантаження в період розгону електропривода сигнал Uвх значно перевищує той же сигнал при усталеному русі. Тому в цей період можливе збільшення Uпр і струму якоря Ія понад допустимого за умовами комутації. Для обмеження пускових струмів і струмів перевантаження, а отже, і моменту двигуна в систему вводиться струмове відсічення – негативний зворотній зв'язок за струмом з регулюванням початку його дії.
Структурна схема автоматичної системи електропривода зі струмовим відсіченням наведена на рис. 13.8, а. Принцип дії її при регулюванні та стабілізації швидкості з негативним зворотнім зв'язком за швидкістю розглянутий у лекції 25. Робоча кутова швидкість і відповідно швидкість ідеального холостого ходу w0 (рис. 13.8, б) визначаються задавальною напругою Uз. Для струмів навантаження, менших заданого струму відсічення Івідс, схема працює так, як описано в лекції 25.
Рисунок 13.8 – Схема електропривода зі струмовим відсіченням (а) та електромеханічні характеристики (б)
Застосований в схемі жорсткий негативний зворотній зв'язок за струмом починає діяти в той момент, коли струм навантаження перевищить струм Івідс. У цей час напруга Uд.с, яка знімається з датчика струму ДС, стане більше заданої напруги порівняння Uпорівн. і в колі через VD1 почне протікати струм Ід.c. Отриманий сигнал надходить на вхід підсилювача П та діє назустріч Uвх. Сумарний вхідний сигнал підсилювача зменшиться, а отже, напруги Uкер, Uпр і кутова швидкість двигуна w зменшаться. Зростання струму в силовому колі майже припиниться (рис. 13.8, б).
|
|
|
При перевантаженні двигуна, яке не знімається, сигнал з датчика струму буде таким, що ЕРС перетворювача, весь час знижуючись, викличе стопоріння (зупинку) двигуна. При нерухомому стані двигуна в його якірному колі протікає струм стопоріння Іс, а ЕРС перетворювача дорівнює добутку стопорного струму на опір силового кола «перетворювач – двигун».
Змінюючи за допомогою потенціометра R2 Uпорівн., можна змінити струм Ід.с, при якому вступає в дію негативний зворотній зв'язок за струмом навантаження, а отже, і граничний момент двигуна.
При реверсуванні електропривода полярність сигналів керування змінюється на протилежну і струм Ід.с буде протікати через діод VD2, який проводить в іншому напрямку.
Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 924; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!