С вязь параметров схемы с показателями процессов
На рис. 7.10 приведены кривые переходных процессов тока якоря IЯ и скорости n при отработке заданного скачком перемещения в позиционном электроприводе. Весь переходный процесс можно разбить на несколько участков. Поставим вопрос: на какие узлы системы управления необходимо воздействовать, когда требуется скорректировать характер процесса на каком-либо из участков.
На участке 0... 1 регуляторы РП и РС насыщены избыточным сигналом ВХ и происходит интенсивное нарастание тока якоря до заданного максимального значения. Время нарастания тока якоря определяется быстродействием КРТ, которое можно изменять, воздействуя на параметры регулятора РТ. На участке 1...2 обеспечивается поддержание постоянства тока якоря двигателя, что достигается выбором ПИ-структуры регулятора РТ. Заданное значение величины тока обычно устанавливают, изменяя уровень ограничения напряжения в регуляторе РС. На отрезке времени 2...3 ток якоря спадает до нуля (если МС = 0), так как двигатель разогнался до полной скорости. Темп спадания тока якоря определяется быстродействием КРС, которое изменяется настройкой РС.
Участок 3...4 соответствует постоянной максимальной скорости вращения двигателя. Её уровень задается величиной максимального напряжения на выходе РП.
На
участке 4...7 происходит снижение напряжения
на выходе РП, что приводит к торможению
электропривода. Отрезок времени 4...6
формируется изменением уставки задания
на входе РС, поэтому время нарастания
тока на отрезке времени 4...5 определяется
быстродействием КРС, степень же
стабильности поддержания тока якоря
на отрезке 5...6 в большой мере зависит
от формы нелинейной статической
характеристики РП. В частности, при
неточной аппроксимации параболы
линейными отрезками возможны выбросы
тока якоря двигателя на отрезке времени
5...6.
Наконец, спадание тока якоря до нуля в конце переходного процесса (участок 6...7) определяется быстродействием КРП.
Так как быстродействие внешних контуров регулирования ниже, чем внутренних, то продолжительность отрезка времени 6...7 больше, чем 2...3 и 4...5, а последних больше, чем отрезка 0...1.
7.4. Высокоточный следящий электропривод Функциональная схема электропривода
Рассмотрим следящий электропривод (рис. 7.11), в котором якорь двигателя М подключен на выход реверсивного транзисторного широтно-импульсного преобразователя UZ. Этот преобразователь выполнен по мостовой схеме, в каждом плече моста включены параллельно один из транзисторов VT1...VT4 и диоды VD1...VD4. Диоды предназначены для устранения коммутационных перенапряжений в коллекторных цепях транзисторов.
Вал двигателя М соединен с валом рабочего механизма РМ через механическую передачу, в которой приходится учитывать
упругие податливости ее звеньев. Поэтому она на функциональной схеме обозначена как упругое звено УЗ.
Схема управления СУ осуществляет подачу на транзисторы VT1...VT4 отпирающих и запирающих импульсов. Скважность этих импульсов соответствует величине напряжения на якоре двигателя. СУ обеспечивает также защиту транзисторного преобразователя от сквозных токов, для чего производится соответствующая задержка в подаче отпирающих импульсов на последовательно соединенные ключи. В этом случае отпирающий импульс на закрытый ключ подается только после того, как закроется другой ключ, соединенный с первым последовательно.
Управляющее воздействие подается на схему управления СУ с выхода регулятора положения AQ (РП). На рис. 7.11 изображена простейшая одноконтурная следящая система, в которой имеется обратная связь только по положению вала рабочего механизма РМ. Настройка следящей системы производится выбо-
ром соответствующей структуры и параметров РП. На рис. 7.11 приведен ПИ-регулятор, хотя не исключены и другие структуры.
Измерение углового рассогласования между валами задающим и исполнительным производится с помощью поворотных потенциометров RP1 и RP2. Сигнал, пропорциональный углу рассогласования валов, снимается с движков этих потенциометров и подается на входные резисторы R1 и R2 регулятора РП.