Регулирование координат электропривода в замкнутой системе «источник тока – двигатель» (ИТ-Д)

При питании ДПТ от источника тока величина тока, протекаемого по якорю, неизменна и не зависит от ЭДС, что определяет вид электромеханических и механических характеристик.

На рис. 6.13 представлена схема питания якоря ДПТ от источника тока (ИТ), обеспечивающего /= const. Ток в обмотке возбуждения может изменяться в широких пределах по величине, а также по направлению потенциометром П.

На рис. 6.14, а представлена электромеханическая характеристика ДПТ при питании от ИТ, а на рис. 6.14, б — семейство механических характеристик ДПТ при различных значениях тока возбуждения и, следовательно, магнитного потока (Ф, Ф, Ф,). Данные характеристики обеспечивают постоянство момента на валу ДПТ при любой скорости. Если в данную схему ввести отрицательную обратную связь по скорости, то можно получить наклонные механические характеристики ДПТ независимого возбуждения.

Рис. 6.14. Электромеханическая и механические характеристики «источник тока — двигатель»

Как показано на рис. 6.15, обмотка возбуждения ДПТ питается от рабочей обмотки магнитного усилителя, МДС которого создается дву.

Рис. 6.13

мя обмотками управления ОУМ (обмотка управления момента) и ОУС (обмотка управления скорости). Последняя включена в цепь нелинейной обратной связи, которую образует тахогенератор BR, вентиль VD и задающий потенциометр скорости ЗПС.

Рис. 6.15. Замкнутая система по схеме «источник тока — двигатель»

Вентиль V начинает пропускать /с при определенной ЭДС тахогеиератора, соответствующей скорости со,. В этот момент МДС магнитного усилителя уменьшается, снижается ток возбуждения /", магнитный поток Ф и момент, и механические характеристики при представляют собой наклонные линии, как показано на рис. 6.16.

Так как при скоростях со < со, ЭДС тахогснератора меньше Ux, ток /с и МДС /¦' равны нулю, система разомкнута и механические характеристики ДПТ — вертикальные прямые.

При , если считать линейными зависимости.

то уравнение механической характеристики будет иметь вид:

(6.8).

где - коэффициенты передачи цепи возбуждения, магнитного усилителя и цепи обратной связи.

Рис. 6.16

Изменяя уставку задающего потенциометра момента (ЗПМ), можно регулировать момент при

Рассмотренные в (6.2, 6.3) системы управления относятся к классу систем стабилизации. Их главный признак: неизменность задающего воздействия, точнее, более медленные темпы изменения задания, по сравнению со временем его отработки.

В общем случае введение обратных связей сопровождается включением в состав устройства управления не только компараторов (устройств сравнения), но и регуляторов (Р) — устройств, преобразующих сигнал рассогласования в управляющее воздействие по некоторому алгоритму (рис. 6.17).

Рис. 6.17. Замкнутая система управления с регулятором

Проведем теперь мысленно следующий эксперимент. Сделаем регулятор интегральным с передаточной функцией , где - постоянная интегрирования. Установившийся режим в системе наступит теперь только тогда, когда сигнал на входе интегратора станет равным нулю, т. е. при . Следовательно, регулируемая координата в установившемся режиме точно воспроизводит задание, и сигнал рассогласования равен нулю. Системы управления, в которых сигнал рассогласования при действии некоторого возмущения равен нулю, называются астатическими по отношению к этому возмущению, в противном случае — статическими.

В том случае, если между точкой приложения управляющего воздействия и регулируемой координатой существуют другие измеримые переменные, могут быть организованы обратные связи и по этим переменным, причем каждый внутренний контур управления является подсистемой — объектом управления для внешнего контура. На рис. 6.18 показана структура аналого-цифровой системы управления положением рабочего органа, построенной по принципу подчиненного управления с регуляторами тока РТ, скорости PC и положения РП.

Рис. 6.18. Структурная схема аналого-цифровой системы управления цифровым регулятором положения

Синтез структуры и параметров регуляторов в таких системах, нашедших широкое применение в электроприводе, подробно рассматриваются в разделах дисциплины «Системы управления электроприводов» .