9.3. Обмеження моменту електропривода
Робота багатьох виробничих механізмів зв’язана з обмеженням динамічного моменту, який визначає прискорення. Прискорення са-мого електродвигуна також обмежене. Тому систему автоматичного регулювання швидкості необхідно доповнити системою обмеження моменту. Стосовно двигуна постійного струму незалежного збудже-ння систему обмеження моменту замінюють системою обмеження струму як більш просту в реалізації, бо момент двигуна пропорцій-ний струму .
Обмеження струму досягається затриманим від’ємним зворот-ним зв’язком за струмом, який називають «відсічкою» за струмом (рис.9.5). До контуру обмеження струму входять опір додаткових полюсів , спад наруги на якому пропорційний струму якоря, давач струму ДС і опорна напруга , яка направлена проти вихідної напруги давача.
Рис.9.5. Функціональна схема системи автоматичного регулювання швидкості з обмеженням струму якоря
Опорна напруга може створюватись окремим джерелом або стабілітроном з напругою стабілізації .
При струмі якоря зворотний зв’язок за струмом не діє, бо (рис.9.6). Коли струм досягне значення , то і вступає в дію від’ємний зворотний зв’язок за струмом. Напруга на вході підсилювача П2 з подальшим збільшенням струму зменшується, що призводить до зниження швидкості від до (ділянка на рис.9.6).
Щ оби зменшити коефіцієнт підсилення підсилювача П2, при вводиться обмеження на вході підсилювача П1 стабілітро-ном V1 і жорсткість характерис-тики зменшується (ді-лянка на рис.9.6).
Р Рис.9.6. Електромеханічна характери- стика в системі з обмеженням струму
На ділянці залежність описується рівнянням (9.2). Підставивши в (9.2) , обчислюють швидкість , при якій вступає в дію відсічка. При вступає в дію контур обмеження струму. Щоби знайти рівняння на ділянці , потрібно в системі рівняння (9.1) рівняння замінити двома рівняннями:
(9.15)
де . Розв’язок системи (9.1) з врахуванням (9.15) дає рівняння електромеханічної характеристики при у виді
. (9.16)
В (9.16) два невідомі: і , але відомий . Тому для обчислення , необхідно задатись співвідношенням між і . Для зменшення слід прийняти . Тоді і . За цією умови (9.16) буде таким:
(9.17)
Рівняння (9.17) описує зміну швидкості на ділянці . То-му, підставивши в нього і , отримаємо рівняння для обчислення коефіцієнта :
. (9.18)
Для зменшення слід прийняти , де – допустимий струм двигуна за умови комутації.
Підставивши в (9.16) значення , обчислюють швидкість , при якій вступає у дію обмеження напруги на вході підсилювача П1 (відсічка за швидкістю).
Напругу обмеження (напругу стабілізації стабілітрона V1) визна-чають з рівняння
. (9.19)
Величина струму визначає швидкість . Тому потрібно пе-реконатись, чи забезпечить відсічна за швидкістю стопорний струм . Це можна перевірити за рівнянням електромеханічної характеристики для .
На ділянці зворотній зв’язок за швидкістю не буде дія-ти, бо напруга на виході першого підсилювача . Тому на цій ділянці рівняння матиме вид
. (9.20)
Підставивши в (9.20) , отримаємо вираз для обчислення струму :
. (9.21)
Якщо , напруга відсічки за швидкістю розрахована вірно. Якщо , то згідно з (9.21) потрібно зменшити , збільшивши за рахунок зменшення .
Рис.9.7. Структурна схема системи регулювання швидкості
з контуром обмеження струму
Після цього обчислення повторити. Можна піти і зворотним шляхом: прийнявши , з (9.21) визначають , з (9.19) – і з (9.16) струм , який забезпечить . Можна забезпечити , змінивши відповідно співвідношення між коефіцієнтами підсилення і .
Результати розрахунків перевіряють моделюванням за структур-ною схемою рис.9.7. На схемі контур обмеження струму складаєть-ся з давача струму з коефіцієнтом передачі , порівняльної ланки, опорної напруги і електронного ключа , який спрацьовує при .
Контрольні запитання і задачі
1. Визначити спад кутової швидкості у замкненій системі регу-лювання при номінальному навантаженні, якщо , і .
2. Визначити коефіцієнт передачі розімкненої системи автома-тичного регулювання кутової швидкості, якщо ; ; і .
3. Визначити коефіцієнт зворотного зв’язку за швидкістю , якщо ; і .
4. Якими параметрами характеризується технічно-оптимальний перехідний процес?
5. Якими засобами забезпечується технічно-оптимальний процес в системі з сумуючим підсилювачем?
6. З якою метою в системах автоматичного регулювання вико-ристовують зворотні зв’язки за похідними?
7. Як впливають зворотні зв’язки за похідними на усталену по-хибку?
8. Яким способом досягається обмеження струму в системах автоматичного регулювання швидкості?
9. Яким шляхом перевіряють розрахунки параметрів систем автоматичного регулювання швидкості?
10. Чому при моделюванні диференціальну ланку замінюють послідовним з’єднанням диференціальної і інерційної ланок?
Розділ 10
- Основи електропривода
- Класифікація електроприводів. Механічні характеристики
- 1.1. Загальні положення
- 1.2. Класифікація електроприводів
- 1.3. Приведення моментів і сил опору, моментів інерції і
- 1.4. Механічні характеристики виробничих механізмів і
- 1.5. Усталені режими
- Часові та частотні характеристики електропривода
- 2.1. Рівняння руху електропривода
- 2.2. Час прискорення і сповільнення електропривода
- 2.3. Оптимальне передаточне число
- 2.4. Часові та частотні характеристики одномасової системи
- 2.5. Часові та частотні характеристики двомасової системи
- Регулювання швидкості двигунів постійного струму
- 3.1. Регулювання кутової швидкості двигунів постійного
- Струму незалежного збудження
- 3.2. Регулювання швидкості двигунів послідовного збудження
- 3.3. Гальмівні режими двигунів постійного струму
- 3.4 Часові характеристики двигунів постійного струму незалежного збудження
- 3.5. Частотні характеристики
- Перетворювачі напруги електроприводів постійного струму
- 4.1. Тиристорні керовані випрямлячі
- 4.2. Системи імпульсно-фазового керування
- 4.3. Імпульсні перетворювачі постійної напруги
- Регулювання кутової швидкості двигунів змінного струму
- 5.1. Механічні характеристики асинхронних двигунів
- 5.2. Регулювання швидкості асинхронних двигунів
- 5.3. Перетворювачі частоти
- 5.4. Регулювання швидкості синхронних двигунів
- Тики синхронного двигуна
- 5.5. Гальмівні режими двигунів змінного струму
- Методи розрахунку потужності електроприводів
- 6.1. Втрати енергії в електроприводах
- 6.2. Нагрівання і охолодження двигунів
- 6.3. Режими роботи і навантажувальні діаграми
- 6.4. Розрахунок потужності електродвигунів
- Системи керування електроприводами
- Релейно-контакторні системи керування електроприводами
- 7.1. Загальні положення
- 7.2. Структура релейно-контакторних систем керування
- 7.3. Принципові схеми ркск
- Дискретні логічні системи керування рухом електроприводів
- 8.1 Загальна характеристика длск
- 8.2. Методи синтезу длск
- 8.3. Математичний опис длск
- 8.4. Способи реалізації длск
- Система керування швидкістю електроприводів постійного струму з сумуючим підсилювачем
- 9.1. Загальні положення
- 9.2. Формування динамічних характеристик
- 9.3. Обмеження моменту електропривода
- Система керування електроприводом з підпорядкованим регулюванням
- 10.1. Структурна схема системи підпорядкованого
- Регулювання
- 10.2. Технічна реалізація системи з підпорядкованим регулюванням
- 10.3. Обмеження струму в системі підпорядкованого регулювання
- Системи керування швидкістю асинхронного електропривода
- 11.1. Регулювання швидкості напругою живлення
- 11.2. Плавний пуск асинхронних двигунів зміною напруги живлення
- 11.3. Система скалярного керування частотно-регульованого асинхронного електропривода
- 11.4. Системи векторного керування частотно-регульованого електропривода
- 11.5. Пряме керування моментом асинхронного двигуна
- Енергозберігаючий асинхронний електропривод
- 12.1. Загальні положення
- 12.2. Втрати електроенергії в усталених режимах
- 12.3. Оптимізація енергоспоживання в перехідних процесах
- 12.4. Економічна ефективність частотно-регульованого електропривода
- Частотне керування синхронними електроприводами
- 13.1. Стратегії керування
- 13.2. Вентильний двигун
- 13.3. Система автоматичного керування моменту сд зміною магнітного потоку ротора
- 13.4. Стратегії керування сд зі збудженням від постійних магнітів
- Адаптивні системи керування електроприводами
- 14.1. Загальні положення
- 14.2. Безпошукова адаптивна система керування з еталонною
- 14.3. Безпошукова адаптивна система керування зі спостережним пристроєм
- 14.4. Фаззі-керування електроприводами
- 14.5. Фаззі-керування гальмуванням візка мостового
- Слідкуючий електропривод
- 15.1. Загальна характеристика
- 15.2. Безперервні системи керування слідкуючим
- 15.3. Динамічні показники слідкуючого електропривода
- Цифрові системи керування електроприводами
- 16.1. Структура електропривода з цифровою системою
- Керування
- 16.2. Розрахункові моделі ацп і цап
- 16.3. Дискретні передавальні функції і структурні схеми
- 16.4. Синтез цифрового регулятора і його реалізація
- Список літератури
- Предметний покажчик
- Рецензія