1.8. Переходные процессы [1, 2, 4, 9]

На динамику ЭП влияет множество факторов, основными из которых являются механическая инерция частей ЭП и электромагнитная инерция электрических цепей. Когда механическая инерция является определяющей, модель ЭП строят из учета только механических процессов обусловленных уравнением движения ЭП. Такие переходные процессы называются механическими. Когда влияние электромагнитных процессов достаточно велико, их учитывают, определяя иногда не одну, а несколько постоянных времени. Это значительно усложняет расчет ЭП, а полученная в результате рассмотрения система называется электромеханической. Чаще всего она нелинейна, и линеаризация ее возможна лишь на отдельных участках.

Иногда приходится учитывать и тепловую инерцию в электромашинных установках - как правило в установках с малоинерционными ЭД. У этих ЭД в переходных процессах допустимы очень большие токи, которые вызывают быстрый нагрев обмоток, расположенных вне стальных сердечников. Поэтому возникает необходимость в ограничении токов с одной стороны и в учете изменений параметров ЭД в переходных режимах с другой.

Другой особенностью ЭП является необходимость рассматривать систему при одновременном изменении управляющего и возмущающего воздействий. То есть, рассматривая переходные процессы по управлению, приходится обязательно учитывать нагрузку привода. Статический момент на валу РМ может носить сложный характер. Он может зависеть от скорости, времени, угла поворота и других факторов. Эту зависимость не всегда удается выразить в аналитической форме, и поэтому приходится рассматривать идеализированные модели.

2. Замкнутые системы управления электроприводом

2.1. Принципы управления скоростью и моментом в системе преобразователь – двигатель [4, 9, 10]

При высоких требованиях к качеству регулирования скорости или момента рабочей машины используют замкнутые системы управления, при этом ЭП выполняется по схеме «управляемый преобразователь-двигатель» (УП–Д). В таких системах обычно используют принцип регулирования по отклонению, а в некоторых случаях комбинированный (по отклонению и по возмущению).

Принцип управления ЭП определяется его структурой. На практике используют три структуры.

Структура с суммирующим усилителем

Рис 2.1. Схема управления с суммирующим усилителем

В таких ЭП все обратные связи (ОС) подаются на вход суммирующего усилителя, сюда же подается и задающий сигнал. В результате сигнал управления ЭП формируется как результат действующего сигнала задания и сигналов ОС по различным координатам.

В этой структуре используется ОС по различным координатам ЭП, при этом ОС могут быть как положительные (ПОС), так и отрицательные (ООС), жесткие и гибкие, линейные и нелинейные.

Недостатком этой схемы является невозможность непосредственно управлять каждой координатой в отдельности. Здесь возможна лишь компромиссная настройка координат.

Структура с логическим переключающим устройством

Рис 2.2. Схема управления с логическим переключающим устройством

В этой структуре для каждой координаты ЭП используется свой регулятор, его подключение к объекту в нужный момент осуществляется с помощью ЛПУ. Здесь обеспечивается независимое управление координат ЭП, что облегчает настройку регуляторов и повышает точность их работы. В отечественной практике такие системы не применяются из-за сложности ЛПУ.