3.12 Способы стабилизации скорости

Задачи: ограничение тока, формирование пуска и тормозных режимов, поддержание скорости.

С равнение систем стабилизации скорости проводится по переходному процессу, падении скорости и изменении нагрузки.

Т_м = , Т_я =

∆ω = ∆М_с, в относит. единицах

∆ω = ω_{о ,} рад/с

∆ω_д = ∆М_ск_ак_δ

Время п.п: t_ппп = 3,14·Т_m·m

Переходный процесс в двигателе без системы регулирования зависит от соотношения постоянных Т_я и Т_м

Если Т_м > 4Т_я контур устойчив, переходный процесс – экспонента, время переходного процесса 3,14·Т_m

При малых запасах устойчивости возникает перерегулирование и колебания.

Способы стабилизации скорости:

Определяется параметром, в зависимости от которого производится регулирование.

1 Отрицательная обратная связь по скорости.

Требуется установка датчика скорости (тахогенератора), импульсного датчика.

В высокоточных приводах применяется специальный двигатель со встроенным тахогенератором (точность измерения скорости до 0,1%). Импульсные и цифровые датчики применяются в микропроцессорных системах. Основная проблема – дискретность обработки информации и связанные с этим проблемы.

н еизменяемая часть показана штрихом

Регулятор скорости в зависимости от точности выбирается: пропорциональный или пропорционально-интегральный регулятор.

При настройке контура регулятора скорости обратная связь по ЭДС обычно отбрасывают, т.к. при скоростях, близких 0, она практически не работает, частота среза контура саморегулирования очень низка и в целом обратная связь по ЭДС – стабилизирующая.

2 В системах с ОС по ЭДС исключается относительно не надежный тахогенератор, проблемы соосности и пульсации выходного сигнала датчика скорости, однако точность стабилизации скорости снижается за счет изменения сопротивления якоря (температура) и потока возбуждения при колебаниях напряжения сети. В высокоточных приводах с ОС по ЭДС ток возбуждения стабилизируется с помощью дополнительного контура. В цифровых системах датчик скорости строится как измеритель частоты или периода. При измерении частоты подсчитывается число импульсов с датчика за фиксированное время. Запаздывание датчика постоянное, погрешность зависит от частоты вращения и особенно велика на низких частотах. При измерении периода подсчитывается количество импульсов опорного генератора в промежутке между импульсами датчика. Запаздывание зависит от частоты вращения, погрешность максимальна на высоких скоростях.

В системах с низкими требованиями по точности применяется ОС по напряжению. Скорость двигателя стабилизируется на уровне естественной механической характеристики двигателя. Устойчивость контура напряжения и быстродействие большие, обычно применяются интегральные регуляторы.

3 Схема с ПОС по току

Применяется относительно редко из-за сложности настройки. При высоком быстродействии контура регулирования полная компенсация скоростной ошибки возможна при использовании регуляторов с дифференцирующим каналом. Дифференциальный канал позволяет получить опережающую фазовую характеристику и повысить запас устойчивости системы. Частота среза должна находиться в центре участка положительного наклона.

Недостатки Диф. регуляторов: сложность настройки, большое количество регулировочных элементов, низкая помехозащищенность (обязательна установка фильтра).