Автоматизированное управление ЭП. Понятие замкнутых и разомкнутых систем управления. Обратные связи в ЭП.

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 11Следующая ⇒

Возможны два способа регулирования скорости электропривода: параметрический и с помощью обратных связей в разомкнутых системах. Первый способ предусматривает получение искусственных механических характеристик с помощью изменения параметров электродвигателя или его цепей, второй обеспечивает формирование требуемых механических характеристик с помощью различных обратных связей (по току, скорости, моменту).

Регулирование скорости электропривода характеризуется рядом показателей.

Диапазон регулирования указывает возможные при данном способе пределы изменения скорости.

Точность регулирования определяется возможными отклонениями скорости от ее заданного значения под воздействием возмущающих факторов.

Плавность регулирования характеризуется числом значений регулируемой скорости, реализуемых в данном диапазоне.

Стабильность частоты вращения определяется диапазоном ее изменения при заданном отклонении момента статической нагрузки. Показатель стабильности зависит от жесткости механической характеристики (чем выше жесткость, тем выше стабильность).

Экономичность регулирования оценивается затратами на сооружение привода и его эксплуатацию. Экономичность является комплексным показателем, отражающим производительность привода, его надежность, затраты энергии при регулировании.

Допустимая нагрузка — это наибольшее значение момента статической нагрузки, который двигатель способен продолжительно развивать на любой искусственной характеристике, не перегреваясь.

В простых системах управления электроприводом применяются разомкнутые структуры, не содержащие обратных связей между исполнительными и управляющими органами. Такие системы применяются при невысоких требованиях к показателям регулирования параметров движения исполнительных органов рабочих машин.

На рис. 1 приведена схема разомкнутой системы регулирования скорости электропривода с ДПТ НВ. Якорь двигателя подключен к выходу управляемого выпрямителя УВ, получающего питание от трехфазной сети переменного тока. Выходное напряжение выпрямителя Uув устанавливается с помощью задатчика Rз Контроль частоты вращения вала электродвигателя осуществляется по измерительному прибору (ИП), получающему питание от тахогенератора (ТГ), механически связанного с валом электродвигателя. Отклонение скорости электропривода от заданной при изменении нагрузки на валу двигателя устанавливается оператором вручную с помощью задатчика.

Разомкнутые приводы, осуществляющие параметрическое регулирование, просты по исполнению, но не обеспечивают стабильность частоты вращения вала двигателя при изменении нагрузки и имеют малый диапазон регулирования скорости.

Если необходим широкий диапазон регулирования, схему электропривода усложняют введением одной или нескольких обратных связей, переходя таким образом к замкнутой системе регулирования.

Замкнутые структуры электроприводов строятся по принципу компенсации возмущения и отклонения (по принципу обратной связи). Схема замкнутой структуры электропривода с компенсацией возмущения представлена на рис. 2, где приняты следующие обозначения: U_з.с— задающий сигнал скорости; U_м=k_мМ_c — сигнал, пропорциональный моменту нагрузки Мс; U_∆ — суммарный сигнал

управления, который автоматически изменяется в нужную сторону при колебаниях момента нагрузки, обеспечивая с помощью системы управления поддержание скорости электропривода на заданном уровне.

Электропривод, построенный по схеме, приведенной на рис. 2, эффективен, но требует применения надежных датчиков вращающего момента.

Большинство замкнутых структур управления строится по принципу отклонения. Пример автоматического регулирования скорости по отклонению с ОС по скорости показан на рис. 3, где приняты следующие обозначения: U_oc=k_ocω — сигнал обратной связи, который вычитается из U_з.с; U_∆ — суммарный сигнал управления, который автоматически изменяется в зависимости от рассогласования сигнала задания скорости и сигнала ОС и с помощью системы управления электроприводом устраняет отклонение скорости.

Обратные связи, применяемые в электроприводе, делятся на положительные и отрицательные, жесткие и гибкие, линейные и нелинейные.

Положительной называется такая ОС, сигнал которой направлен согласно (складывается) с заданием, в то время как сигнал отрицательной ОС направлен встречно ему.

Жесткая ОС действует в установившемся и переходном режимах работы электропривода. Сигнал гибкой ОС вырабатывается только в переходных режимах и служит для обеспечения требуемого их качества, например устойчивости движения, допустимого перерегулирования и т.д.

Линейная ОС характеризуется пропорциональной зависимостью между регулируемой координатой и сигналом обратной связи; при реализации нелинейной зависимости эта связь нелинейна.

В зависимости от вида регулирования координаты в электроприводе применяются ОС по скорости, положению, току, напряжению, моменту и т.д.

В замкнутой системе регулирования скорости ДПТ НВ (рис. 4) тахогенератор включен в цепь управления УВ последовательно с управляющим напряжением U_упр, в результате чего образуется отрицательная обратная связь по скорости. Ток, создаваемый тахогенератором, направлен встречно току управления, и в цепи управления действует разность напряжений, U_ТГ — напряжение тахогенератора, пропорциональное частоте вращения вала ДПТ.

Потенциометром (задатчиком) R₃ устанавливается такое значение ∆U, при котором обеспечивается необходимая частота вращения. В дальнейшем система автоматически поддерживает с определенной погрешностью заданную частоту вращения. Так, при возра-

стании момента сопротивления на валу ДПТ его скорость уменьшается, что приводит к уменьшению ЭДС тахогенератора; при этом ∆U возрастает и увеличивает выходное напряжение U_УВ управляемого выпрямителя. Соответственно возрастают напряжение на якоре ДПТ и частота его вращения. Процесс возрастания скорости будет продолжаться тех пор, пока ∆U и скорость вала двигателя не достигнут заданных значений. Аналогичные процессы происходят при уменьшении нагрузки на валу.

Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 929; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 7 8 9 10 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!