Регулятор скорости

Адаптивный регулятор тока

Адаптивный регулятор тока включает в себя: основной ПИ-регулятор (на А2), нелинейное звено (на А4), функциональный преобразователь ЭДС (на А3) (рисунок 8.10).

Основной РТ выполняет функцию суммирования сигналов задания и обратной связи, а так же формирует требуемые статические и динамические характеристики системы. С помощью регулируемого резистора R33 осуществляется ограничение выходного сигнала от 0 до 10 В. Этим резистором осуществляется установка второй ступени ограничения тока (аналог упреждающего токового ограничения).

Нелинейное звено выполняет функции:

- суммирование сигналов РТ и ФПЕ;

- функция нелинейного преобразования сигнала РТ (для малых сигналов РТ коэффициент большой, для больших сигналов коэффициент усиления уменьшается и становится неизменным). Изменение коэффициента осуществляется за счет включения нелинейных элементов в цепь обратной связи (V9–V14). При правильно настроенном ФПЕ сигнал РТ пропорционален выпрямленному току. ФПЕ служит для ввода положительной обратной связи по ЭДС. ФПЕ формирует на входе СИФУ такой сигнал управления, при котором в режиме идеального х.х. управляющие импульсы формируются в такой момент времени, при котором мгновенное значение выпрямленной ЭДС равно ЭДС двигателя. Настройка ФПЕ осуществляется при номинальной скорости на х.х. с помощью R16. При правильно настроенном ФПЕ сигнал с РТ равен нулю.

Для диапазона 1:1000 регулятор скорости строится на операционном усилителе А1 (рисунок 8.11). Для диапазона 1:10000 на входе А1 устанавливается предварительный усилитель регулятора скорости (ПУРС), построенный по схеме модулятор–усилитель–демодулятор. Это термо- и времястабильный усилитель с коэффициентом усиления»80, а А1 переводится в режим интегратора с малой постоянной времени, и все это охватывается общей обратной связью. Установка тока осуществляется R17. Смещение нуля РС компенсируется с помощью специальной схемы (используется R3). Для электропривода с высокомоментными двигателями, на входе РС подключается узел зависимого токоограничения, который меняет установку токового ограничения в зависимости от скорости. Когда сигнал РС превышает уровень сигнала, формируемого на входе А1 и А2 УЗТ, включаются диоды V4 или V5, которые фиксируют потенциал у РС на уровне сигнала А1, А2. Для снижения уставки максимального тока (применяется для работы одного преобразователя на несколько двигателей) к клемнику преобразователя, через соответствующие контакты, должно быть подключено сопротивление, шунтирующее R17.

Источник питания (БП) состоит из трехфазного трехобмоточного трансформатора, выпрямителей (мостовых и нулевых) и двух параметрических стабилизаторов (рисунок 8.12).

БП формирует:

- синхронизируещее напряжение для СИФУ;

- напряжение ±24В и ±12В, отфильтрованное стабилизированное ±15В, а так же сигнал U_с (служит для контроля выходного переменного напряжения (см.рисунок 8.13), при посадке напряжения в одной из фаз более чем на 50%). Этот сигнал имеет нулевой логический уровень и через узел защиты и блокировки снимает управляющие импульсы в СИФУ. В параметрических стабилизаторах уровень выходного напряжения определяется стабилитронами 32 и 37, для подстройки последовательно включены диоды. Когда питающее напряжение нормальное – сигнал U_c>7,5В, когда в одной из фаз напряжение уменьшается на 50% появляются провалы в U_c, сигнал будет восприниматься как нулевой логический.

Осуществляются защиты: максимальная токовая (от перегрузки по току), тепловая, от снижения напряжения в питающей сети, а так же блокировка, которая снимает управляющие импульсы при отсутствии контактного сигнала деблокировки. За счет последнего осуществляется трехпозиционная работа двухпозиционного ЛПУ.

В соответствии с рисунком 8.14, максимальная токовая защита построена на транзисторе V47, RS-триггере (D2.2, D2.4). Когда ток нагрузки превышает максимальное значение, транзистор V47 открывается и перебрасывает триггер, в положение, при котором в контрольной точке 48 будет единичный уровень. При этом загорается сигнальная лампа L2, угол управления a переводится в a_max, включается реле “К”, шунтирующее РТ и РС, и тут же сигналом U_p снимаются управляющие импульсы в СИФУ. Задание максимального тока осуществляется резистором R60. Взвод триггера в исходное состояние осуществляется кратковременным отключением преобразователя. При включении преобразователя в течение короткого времени (периода) напряжение на С27 воспринимается входом D2.2 за нулевой уровень.

Тепловая защита (рисунок 8.14) построена на интеграторе (ОУ6), на вход которого подается сигнал –I_d и +I_d с потенциометра R72, если установлена перемычка на клеммнике. При превышении тока номинального уровня интегратор изменяет свой сигнал от –U_нас в положительную область, и когда этот уровень достигает порогового значения, равного половине напряжения питания, триггер защиты перебрасывается в противоположное состояние. Загорается лампа аварийной ситуации, как при максимальной токовой защите и т.д. Интенсивность изменения сигнала интегратора зависит от величины превышения. Взвод в исходное состояние защитного триггера осуществляется кратковременным отключением напряжения питания.

Для построения защиты при снижении напряжения (рисунок 8.14) используется сигнал от блока питания. Если U_c> U_пор (7,5В), при U_c > 0,5U_н. Когда U_c< 0,5U_н и хотя бы в одной фазе сигнал U_c будет восприниматься как нулевой (U_c< U_пор, U_c < 0,5U_н). При этом нулевым сигналом включается реле, шунтирующее регуляторы и срывается подача сигналов с СИФУ. Если периодичность этих нулевых сигналов равна периоду сети, то конденсатор С21 не будет успевать заряжаться до U_пор.

Блокировка осуществляется контактным сигналом S, который должен быть замкнут по сигналу начала работы. При разомкнутом контакте S конденсатор С20 заряжен от источника –15В до напряжения –1В, т.е. на вход микросхемы подается сигнал –1В, что воспринимается как ноль, а далее по каналу реверса дается сигнал запрета формирователя импульсов в СИФУ и включается реле К, шунтирующее регуляторы.

Замыкание контакта S вызывает быстрый заряд конденсатора от источника +15В, при напряжении на С20 больше чем 7,5В, разрешается формирование управляющего импульсов и расшунтируются регуляторы. При размыкании контакта S запрет формирования и шунтирования регуляторов произойдет»7с. Этого времени должно быть достаточно для торможения двигателя с максимальной скорости.

Схема подключения представлена на рисунке 8.15. При подключении преобразователя особое внимание надо уделить правильной синхронизации, т.е. А3 и 1(А1) должны иметь одинаковый фазовый сдвиг, и не забыть включить перемычку, включить тепловую защиту (7(28) – 8(15)). Необходимо правильно подключить тахогенератор, при положительной обратной связи двигатель будет разгоняться до максимально возможной, при данном питающем напряжении, скорости.