- •Комплектные и интегрированные электроприводы
- •Следящий электропривод
- •Регулирование (ограничение) тока и момента двигателя постоянного тока с помощью нелинейной отрицательной обратной связи по току
- •Замкнутая схема электрического привода с двигателями постоянного тока с обратными связями по скорости и току
- •Замкнутые электроприводы с подчиненным регулированием координат
- •Замкнутая схема управления электроприводом но системе «источник тока - двигатель постоянного тока».
- •Замкнутая схема электрического привода с двигателями постоянного тока с обратными связями по скорости и току
- •Замкнутый эп с частотным управлением ад
- •Замкнутая схема импульсного регулирования скорости ад с помощью резистора в цепи ротора
- •12. Следящий эп постоянного тока релейного действия
Следящий электропривод
Следящим называется ЭП, который обеспечивает (воспроизводит) с заданной точностью движение исполнительного органа рабочей машины в соответствии с произвольно изменяющимся входным сигналом управления. Этот механический или электрический сигнал может изменяться в широких пределах по произвольному временному закону. Чаще всего он соответствует скорости или углу поворота оси или вала задающего устройства. Следящий ЭП применяется в антеннах радиотелескопов, системах спутниковой связи, металлообрабатывающих станках, приводах роботов и манипуляторов, автоматических измерительных приборах и других устройствах.
-
Замкнутая система П - Д с отрицательной обратной связью по скорости двигателя постоянного тока независимого возбуждения. Основу такой системы (рис. 11.23, а) составляет разомкнутая схема П - Д. На валу ДПТНВ находится датчик скорости - тахогенератор ТГ, выходное напряжение которого UTГ = γω пропорционально скорости ДПТ и является сигналом обратной связи. Коэффициент пропорциональности у называется коэффициентом обратной связи по скорости и может регулироваться за счет изменения тока возбуждения тахогенератора
Сигнал обратной связи UTГ = γω = Uoc сравнивается с задающим сигналом скорости UЗС , и их разность в виде сигнала рассогласования (ошибки) UВХ подается на вход дополнительного усилителя У, который с коэффициентом к. усиливает сигнал рассогласования UВХ и подает его в виде сигнала управления U. на вход преобразователя П.
Для получения характеристик ДПТ в замкнутой системе воспользуемся выражениями (4.30) и (4.31), схемой рис. 4.11, а также соотношениями (см. рис. 11.23, а)
Uу = kу Uвх
Еп = kп Uу
где Еп и kп - соответственно ЭДС и коэффициент усиления преобразователя.
Заменяя в (4.30) и (4.31) последовательно Е на выражение (11.7), далее Uу на выражение (11.6) и затем Uвх на выражение (11.5), после несложных преобразований получим следующие формулы для характеристик ДПТ в замкнутой системе:
Для анализа жесткости полученных характеристик сопоставим перепады скорости в разомкнутой Δωр и Δωз замкнутой системах при одном и том же токе или моменте. Согласно (4.30), (4.31), (11.8) и (11.9)
Так как кс > О, то Δωз < Δωр т.е. всегда жесткость характеристик в замкнутой системе больше жесткости характеристик в разомкнутой системе. Сами характеристики, показанные на рис. 11.23,6, представляют собой прямые параллельные линии 2, 4 и 5, расположение которых определяется уровнем задающего сигнала по скорости U3c и соответственно скоростью холостого хода со(). Здесь же для сравнения приведена более мягкая характеристика ДПТ в разомкнутой системе (прямая 3).
Для нахождения предельной по жесткости характеристики будем увеличивать коэффициент усиления системы /с. до бесконечности. Из (11.11) видно, что при кс—> оо Δωз —> 0, т.е. в пределе в данной замкнутой системе может быть получена абсолютно жесткая характеристика (штриховая прямая У).
Рассмотрим физическую сторону процесса регулирования скорости в данной системе. Предположим, что ДПТ работает под нагрузкой в установившемся режиме и по каким-то причинам увеличился момент нагрузки М . Так как развиваемый ДПТ момент становится меньше момента нагрузки, его скорость начинает снижаться и соответственно будет снижаться сигнал обратной связи по скорости UTГ = γω, что в свою очередь согласно (11.5)...(11.7) вызовет увеличение сигналов рассогласования Uвх и управления Uу и приведет к повышению ЭДС преобразователя, а следовательно, напряжения и скорости ДПТ. При уменьшении момента нагрузки обратная связь будет действовать в другом направлении, приводя к снижению ЭДС преобразователя.
Таким образом, благодаря наличию обратной связи осуществляется автоматическое регулирование ЭДС преобразователя, а значит, и подводимого к ДПТ напряжения, за счет чего повышается жесткость характеристик ЭП. В разомкнутой же системе при изменении момента нагрузки ЭДС преобразователя не изменяется, в результате чего жесткость характеристик электропривода меньше.
Для повышения жесткости характеристик в системе П - Д кроме обратной связи по скорости используются также отрицательная обратная связь по напряжению и положительная обратная связь по току двигателя и их сочетания. Схемы ЭП и получаемые характеристики см. в [6, 7].