Автоматизированный электропривод

Пример электромеханической системы регулирования скорости вращения вала электродвигателя постоянного тока независимого возбуждения показан на рис. 6.

Объектом управления в этой системе является электродвигатель постоянного тока независимого возбуждения Д. Управляемая величина - скорость вращения w(t) вала двигателя. Использован способ регулирования скорости путем изменения напряжения Uд в цепи якоря двигателя.

Напряжение питания двигателя Uд формируется регулируемым источником напряжения РИН, который может быть выполнен на основе электронной тиристорной или транзисторной схемы, а также в виде различных электрических машин (генератор постоянного тока, электромеханический усилитель ЭМУ или электромагнитный усилитель). Напряжением на выходе РИН можно управлять, изменяя входное напряжение управления Uу.

Для получения информации о текущем значении скорости w(t) вращения вала электродвигателя используется тахогенератор Тг (датчик скорости), вал которого кинематически соединён с валом электродвигателя. Выходное напряжение тахогенератора Uтг пропорционально скорости вращения его вала.

Напряжение тахогенератора Uтг (измерительный сигнал) сравнивается с напряжением задания Uз, значение которого устанавливается потенциометром Rз. Результатом сравнения будет сигнал ошибки (или отклонения)

ΔU = Uз - Uтг.

Сигнал ошибки подаётся на вход усилителя, на выходе которого формируется напряжение Uу управления для РИН. Таким образом, усилитель будет определять связь управляющего воздействия с величиной изменения скорости вращения вала электродвигателя.

Если в установившемся режиме вращения вала электродвигателя с постоянной скоростью, например, вследствие изменения нагрузки на валу, изменится скорость вращения вала (например, уменьшится), то уменьшится напряжение на выходе тахогенератора и возрастёт сигнал ошибки.

Увеличение сигнала ошибки приведёт к увеличению напряжения Uу управления РИН и к увеличению напряжения Uд, подаваемого на якорь электродвигателя. При этом скорость вращения вала электродвигателя увеличится и восстановится её прежнее значение, существовавшее до увеличения нагрузки. Электродвигатель будет работать с постоянной скоростью вращения вала при автоматически изменяющемся в зависимости от нагрузки напряжении питания якоря.

Скорость вращения вала электродвигателя в системе будет определяться величиной напряжения задания Uз. Изменяя это напряжение с помощью потенциометра Rз, можно дистанционно регулировать скорость вращения вала электродвигателя. Установленное значение скорости вращения будет автоматически поддерживаться регулятором независимо от изменения нагрузки на валу. В рассматриваемой системе происходит автоматическая стабилизация скорости вращения вала электродвигателя.