Материал: Системы управления исполнительными механизмами.

Структурная схема двухконтурной САР тока якоря с подчиненным контуром регулирования напряжения генератора приведена на рис. 7.8.

Внутренний контур регулирования ЭДС (напряжения) генератора содержит регулируемый по цепи возбуждения генератор (Г), тиристорный возбудитель (ТВ) и регулятор возбуждения. Внешний контур регулирования тока якоря дополнительно содержит цепь параллельно соединенных якорей генератора и двигателя. Полагая, что требования к динамике контуров регулирования напряжения и тока генератора вполне могут удовлетворить динамическим показателям фильтра Баттерворта второго порядка, применим типовую методику структурно-параметрического синтеза контуров регулирования.

Wрн P 2Т нТKггРKтв1KнР.

Передаточная функция замкнутого контура регулирования напряжения (ЗКРН) с таким регулятором имеет вид

197

где Tн – постоянная времени регулирования ЗКРН, аппроксимированного апериодическим звеном первого порядка, Tн = 2T н.

Регулятор тока (РТ) якоря генератора в соответствии с данной методикой также обладает ПИ-структурой:

Wрт Р 2ТТтэРKт1 P .

KнRэ

Передаточная функция замкнутого контура регулирования тока якоря (ЗКРТ) с таким регулятором имеет вид

где Tт – постоянная времени регулирования ЗКРТ, аппроксимированного апериодическим звеном первого порядка, Tт = 2T т.

Процедура синтеза ЗКРС в системе Г – Д аналогична рассмотренной выше. Величина Tт в системе Г – Д с внутренним контуром регулирования напряжения в 2–3 раза больше, чем

всистеме ТП – Д (за счет дополнительной инерции внутреннего ЗКРН). Исходя из этого, для повышения быстродействия САР

впереходных режимах целесообразно применять компенсацию ЭДС двигателя.

7.3. Система двухзонного регулирования скорости

Применяется в тех случаях, когда требуется обеспечить работу электродвигателя со сверхноминальной скоростью. Такой режим работы электродвигателя предусмотрен в ряде серийно выпускаемых комплектных электроприводов типа ЭПУ1-2Д, КТЭ и др. Управление ДПТ осуществляют по цепям якоря и возбуждения, причем в обеих зонах задающим воздействием является лишь напряжение задания скорости. В первой зоне диапазон регулирования ограничен номинальным значением скорости, во второй – максимальным для данного типа электродвигателя. В табл. 7.1

198

приведены области изменения основных координат системы двухзонного регулирования скорости в обеих зонах.

Рис. 7.9. Изменение координат СУЭП в функции скорости

В первой зоне магнитный поток двигателя поддерживается номинальным, допустимое длительное значение электромагнитного момента равно номинальному значению. Во второй зоне постоянной поддерживается ЭДС двигателя, а магнитный поток и момент двигателя изменяются в обратно пропорциональной зависимости от скорости, поскольку eд = СеФ , M = СмФi. Таким образом, применение двухзонного регулирования целесообразно в тех случаях, когда момент нагрузки механизма на верхних скоростях значительно меньше, чем на скоростях ниже номинальной. При этом ток якоря и потребляемая мощность двигателя не пре-

199

Система управления содержит два взаимосвязанных канала:

–регулирования скорости электродвигателя в обеих зонах;

–стабилизации ЭДС двигателя на номинальном уровне во второй зоне.

В первой зоне регулирования скорости ЭДС двигателя ниже номинального значения. Модуль напряжения обратной связи по ЭДС

меньше напряжения задания номинальной ЭДС, т.е. /Uдэ/ < Uзэн. При этом регулятор ЭДС (РЭ) находится в режиме насыщения, причем его блок ограничения (БО) формирует задание номинального тока возбуждения (магнитного потока) двигателя.

Во второй зоне > н, а следовательно, в динамике возникает ситуация, когда /Uдэ/ > Uзэ н. РЭ выходит из режима ограничения, снижает Uзтв, а значит, ток возбуждения и магнитный поток

200