Файл: Основы автоматизированного электропривода учеб. пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 244

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

ставляет собой геометрическое место точек, каждая из которых принадлежит определенной характеристике разом­ кнутой системы, соответствующей неизменному значению регулирующей величины, в данном случае э. д. с. гене­ ратора.

Для реализации рассматриваемого способа управле­ ния Ег питание обмотки возбуждения генератора, как правило, осуществляется от усилителя У (рис. 5-10), в качестве которого могут использоваться электромашинный или магнитный усилитель или усилитель, выполненный иа базе управляемых вентилей — тиристоров, тиратро­ нов, ртутных выпрямителей и т. п. Выбор типа усили­ теля определяется мощностью генератора и особенно­ стями его работы. В частности, для электроприводов мощ­

ностью до 10 кВт электро-

 

мангииный усилитель попе­

 

речного поля

может ис­

 

пользоваться

 

непосред­

 

ственно в качестве генера­

 

тора. На вход

усилителя

 

подаются постоянное за­

 

дающее напряжение £/30 и

Рис. 5-10. Принципиальная схема

напряжение

U0 т,

пропор­

системы Г — Д с положительной

циональное

току

якоря.

обратной связью по току.

Последнее снимается либо с дополнительных полюсов двигателя и генератора, либо с

шунта, включаемого в якорную цепь. В ряде случаев для этой цели используется специальный магнитный усилитель, по обмотке управления которого проходит ток / я. Преиму­ ществом такого устройства является отсутствие гальва­ нической связи цепей управления с главной цепью элект­ рических машин. Полярность напряжений на входе уси­ лителя такова, что они арифметически складываются, т. е. суммарное входное напряжение усилителя

UBSL — U -f- U0чт.

При такрм согласовании иа входе системы электропри­ вода задающего сигнала и сигнала, пропорционального току якоря, имеет место положительная обратная связь по току.

Рабочий участок характеристики «вход — выход» уси­

лителя, как правило, линейный, в связи с чем

UBr —

= EJиых = /суиf/Ex — куи (t/3Q-{- U0 т), где куц

коэффи­

циент усиления усилителя по напряжению.

 

239



Учитывая, что зоне низких скоростей электропривода соответствует Ег < Ег_н, можно считать характеристику намагничивания генератора линейной. Тогда с учетом (5-9)

и. •R a.r/i

Дц. г

Е

 

аАгсо,-

Г!

где ктц — коэффициент усиления генератора по напряже­ нию.

Из последних двух выражений следует:

Ег = кРцку ц (Uзо“Ь Z70.t).

Так как Uo r = кт’1п, где /4 — постоянный коэффи­ циент, определяемый параметрами цепи обратной связи, то

Ег= к?[jку ии зо-j- ку цку i,~kyl}1.

Сопоставляя полученное выражение с (5-23), можно найти:

 

®30

срр (АФН) _

 

 

 

 

 

 

кг икуи

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кт= кг С:ку икт-

 

 

 

 

 

Соответствующий подбор параметров системы привода

(кги, куи, Щ и задающего напряжения позволяет обеспе­

 

 

чить регулирование скорости

 

 

в заданном диапазоне при не­

 

 

обходимой жесткости механи­

 

 

ческих характеристик.

 

 

 

При использовании поло­

 

 

жительной

обратной

связи

 

 

по току якоря

можно полу­

 

 

чить характеристики 2

и 3,

 

 

приведенные

на рис.

5-9, б.

 

 

Однако практически

харак­

Рис. 5-11. К принципу управ­

теристики вида 3

с

поло­

жительной

жесткостью

не

ления э. д. с,-

генератора в

используются

по

условиям

функции

скорости.

 

 

обеспечения

устойчивой

ра­

 

 

боты электропривода.

 

 

Увеличения модуля жесткости механических характе­ ристик можно также добиться путем управления э. д. с. генератора в функции скорости двигателя. Для любого значения момепта на валу перепад скорости (рис. 5-11)

составляет

Дш3 =

М /\ | и ДыР_д = М / \ рР_д |. Следо­

вательно,

Дсо3 =

Дюг_д | рг_д |/| рз |.

240


По определению

 

 

 

 

Асог_д= -^^ —ш.

 

Отсюда

 

 

 

 

Acoa = i b 4

f ^ 7 -

«в .

3

| Рз I

 

\ ^Фц

 

С другой стороны,

 

 

 

 

Отсюда

*ф„

Рз |

\ *Фн

 

 

 

 

г'- т ы г'” - ( й - , )‘ф-“

или

Ер = EpQ &с(о.

(5-25)

Очевидно, что для получения механической характери­ стики с жесткостью | Рз I > I Рг-д I э. д. с. генератора

Рис. 5-12. Изменение э. д. с. генератора от ско­ рости двигателя (а) и механические характери­ стики системы Г — Д (б) с отрицательной обрат­ ной связью по скорости, kpi < ксг-

должна изменяться по линейному закону (рис. 5-12, а). Подстановка полученного значения Ег (со) в (5-8) дает:

© ==

о" -кс©

Rя2 м.

 

Отсюда

кфа

(6Фи)2

 

 

*®н

 

^ГО

 

.(5-26)

© = ^Фн+ ^С 1Рг-д|(*Фн+ *с) м.

 

Жесткость механических характеристик при управле­ нии э. д. с. генератора в функции скорости

| Рг-д(С) | = I Рг-д I (1 + &с/^Фн)

241


растет с увеличением кс. Однако она не может расти без­ гранично, так как при кс оо зависимость Ег (со) отобра­ жается вертикальной прямой (рис. 5-12, а), а это значит, что незначительному изменению со должно соответство­ вать бесконечно большое изменение Ег — см. (5-25). Необ­ ходимо также иметь в виду, что с ростом /сс увеличивается и значение Е'п , так как из (5-25) следует:

 

^ о= тйЦ - £ го= (АФ.. + *с) ио.

 

 

I Рг-Д I

 

 

 

 

Механические характеристики при управлении э. д. с.

генераторов. в функции

скорости даны

на

рис. 5-12,6.

 

 

 

Указанный принцип уп­

 

 

 

равления

реализуется

 

 

 

в системе

Г — Д, со­

 

 

 

держащей

отрицатель­

 

 

 

ную обратную связь по

 

 

 

скорости и показанной

 

 

 

на рис. 5-13. В этом

 

 

 

случае на вход усили­

 

 

 

тельного

устройства в

Рпс. 5-13.

Принципиальная

схема

соответствии с (5-25) по­

системы Г — Д с отрицательной об­

даются с противополож­

ратной

связью по скорости.

ной полярностью задаю­

 

 

 

щее напряжение U30 и

напряжение U0 с, пропорциональное скорости. Напряже­

ние Uo c

снимается с зажимов

якоря

тахогенератора,

представляющего собой электрическую машипу постоян­ ного тока с неизменным потоком. Вал тахогенератора

жестко

связан с валом двигателя. При

этих условиях

С/о.о =

кса. Таким образом, суммарное

напряжение на

входе усилителя

 

 

 

Uвх — U-зо Uо.с — Uзо кс(й.

Тогда

 

 

 

Ег = ку 1]к?и (Н*зо кссо).

 

Сопоставление полученного выражения с (5-25) по­

зволяет найти:

 

 

 

и эо - у ■^го - . “ о (* Ф н + А'с)

 

 

у и К и

UkгU

 

кс куцкс пре­

следует отметить, что напряжение, пропорциональное скорости, можно получить без применения специальной

242