2014-02-18
1621
Регулирование координат в замкнутых структурах
Наличие в электроприводе управляемого преобразователя, питающего якорную цепь или цепь возбуждения, имеющего один или несколько входов и достаточно высокий коэффициент передачи, открывает широкие возможности формирования требуемых искусственных характеристик за счет замыкания системы, т.е. подачи на вход как задающего сигнала, так и сигнала обратной связи по координате, которая должна регулироваться.
Принцип действия замкнутых систем автоматического регулирования координаты рассмотрим на нескольких простейших примерах.
Если жесткость характеристик в разомкнутой системе УП-Д оказывается недостаточной для какого-либо технологического процесса, она может быть повышена посредством замыкания системы по скорости, т.е. использования отрицательной обратной связи по скорости - рис. 2.14,а. К разомкнутой системе добавлен измерительный орган - тахогенератор ТГ, сигнал которого ЕТГ = gw сравнивается с задающим сигналом U’з, а разность U’з - gw подается на вход преобразователя (отрицательная обратная связь по скорости). Благодаря этому ЭДС преобразователя теперь определяется не только заданием, но и фактической скоростью вращения. Пусть привод работал в установившемся режиме а затем момент сопротивления увеличился до значения Мс2. В разомкнутой схеме этому изменению соответствовала бы точка 2’, так как изменение Мс не приводило бы к изменению ЭДС преобразователя. В замкнутой системе уменьшение скорости повлечет за собой рост входного сигнала
|
|
|
а)
б)
Рис. 2.14. Схема (а) и характеристики (б) электропривода постоянного
тока, замкнутого по скорости
2.5.2. Система УП-Д с нелинейной обратной связью по моменту .
Пусть требуется ограничить момент, развиваемый двигателем, некоторой предельной величины Мпред .. В системе УП-Д эту задачу можно решить, снижая ЭДС преобразователя при достижении моментом величины Мпред. Как уже было показано выше, эта операция выполняется автоматически, если использовать соответствующую обратную связь. В данном случае целесообразно использовать обратную связь по моменту или по току, который ему пропорционален (Ф = const), причем эта связь должна вступать в действие лишь при достижении током некоторого заданного значения. Такие обратные связи называют нелинейными или связями с отсечкой. Простейшая схема системы УП-Д с отрицательной обратной связью по току с отсечкой показана на рис. 2.15,а.
а)
б)
Рис. 2.15. Схема (а) и характеристики (б) электропривода постоянного тока с отрицательной обратной связью по току с отсечкой
На вход управляемого преобразователя при I < Iпред поступает лишь сигнал задания, поскольку сигнал обратной связи по току заперт вентилем В (IRос < Uоп). При достижении моментом величины Мпред отрицательная обратная связь по току начинает действовать, т.е.
|
|
|
Uвх = Uз - aI,
благодаря чему снижается Еп и рост момента ограничивается. Изменением Uз можно установить требуемую характеристику - рис. 2.15,б, а изменением Uоп - задать нужный предельный момент.
2.5.3. Система Генератор-Двигатель постоянного тока
Управляемый преобразователь УП в электроприводах, регулируемых изменением напряжения, может быть выполнен на основе либо регулируемого электромашинного агрегата, либо управляемого выпрямителя.
В первом случае электропривод носит название “система генератор-двигатель” (Г-Д) - рис. 2.16. Это традиционное техническое решение, обычно применявшееся при значительных мощностях (сотни кВт и выше). ЭДС генератора Г, вращаемого с практически неизменной скоростью w г приводным асинхронным или синхронным двигателем ПД, служит источником питания якорной цепи двигателя Д. Поскольку
Eг = kгФгwг,
то ее можно изменять, воздействуя на напряжение цепи возбуждения Uвг = Uвх. Таким образом происходит 2-х зонное регулирование скорости: напряжением и магнитным потоком.
Рис. 2.16. Система генератор – двигатель
К очевидным и важным достоинствам такой реализации УП относятся двусторонняя проводимость генератора, т.е. естественная возможность работы во всех четырех квадрантах, отсутствие искажений питающей сети, высокий коэффициент мощности.
Недостатки - две дополнительные вращающиеся машины, необходимость обслуживать генератор, инерционность цепи управления.
Система Г-Д до настоящего времени находит применение в металлургии, мощных экскаваторах и т.п.
Выводы по разделу
1. Существуют два режима работы ДПТ двигательный и генераторный.
2. Механическую характеристику можно построить по каталожным данным двигателя.
3.Торможение ДПТ осуществляется тремя способами: рекуперативное, динамическое, противовключением.
4. Существуют три основных способа регулирования скорости ДПТ.
5.В электроприводах различного назначения широкое применяются различные обратные связи.
6. Электропривода постоянного тока применяются для точного регулирования скорости.
