4.5. Система управления с отрицательной обратной связью по напряжению и положительной обратной связью по току

Эта комбинация обратных связей применяется, когда необходимо получать жесткие механические характеристики привода, а установка тахогенератора по каким-либо причинам нежелательна или невозможна. Структурная схема СУЭП изображена на рис. 4.4.

Рис. 4.4. Структурная схема СУЭП с ООС по напряжению и ПОС по току

Расчет параметров системы (без учета действия цепи токовой отсечки) сводится к нахождению коэффициентов по заданному статизму механических характеристик . Уравнение электромеханической характеристики системы имеет вид

(4.26)

где – согласно (2.1).

Так как заданный статизм можно обеспечить, варьируя , а уравнение, куда входят эти коэффициенты, одно, то поступим следующим образом. Известно, что при , где [4].

То есть в этой системе при действии ООС по напряжению невозможно получить жесткость характеристик выше естественной. Поэтому целесообразно с помощью ООС по напряжению добиться в замкнутой системе жесткости механических характеристик, близкой к естественной, в дальнейшем ее увеличение жесткости до величины получить с помощью ПОС по току якоря. С учетом сказанного рекомендуется следующий порядок расчета.

Полагаем, что ПОС по отсутствует ( ), и, задаваясь значением перепада скорости в системе с ООС по напряжению в пределах , определяем значения коэффициентов . Из (4.26) следует

(4.27)

В системе уравнений (4.27) все величины, кроме , известны, поэтому, решив ее, получим значения , обеспечивающие выбранный перепад скорости .

Для полученных значений определяют , обеспечивающий , по уравнению (4.26):

, (4.28)

где

;

.

В уравнении (4.28) все величины, кроме , известны либо рассчитаны ранее. Следует отметить, что при выполнении условия получается система с обратной связью по ЭДС двигателя [4]. Системы с ООС по ЭДС двигателя применяются при диапазонах регулирования от до % в тех случаях, когда установка тахогенератора нежелательна. Анализ этой системы аналогичен анализу системы с ООС по скорости при и поэтому здесь не приводится.

4.6. Расчет системы «тиристорный преобразователь – двигатель» при наличии обратных связей с отсечками

4.6.1. Обратные связи с отсечками

Обратные связи с отсечками (задержанные обратные связи) широко применяются в СУЭП с суммирующим усилителем для формирования требуемых переходных процессов привода. При жестких требованиях к стабильности тока якоря в переходных режимах применяют отсечку по скорости и току либо упреждающее токоограничение, в остальных случаях используют обычно отсечку по току.

Для расчета электромеханических характеристик необходимо вначале определить параметры цепи токовой отсечки (см. п. 4.2–4.5), исходя из заданных и рассчитанных коэффициентов усиления выбранной структуры СУЭП.

4.6.2. Электромеханические характеристики в системе с оос по скорости и отсечкой по току

Определим K_то и U_оп. При работе привода в режиме отсечки (см. рис. 4.1), когда действуют ООС по скорости и току , можно запи-

сать:

(4.29)

где .

Для режима стопорения :

. (4.30)

Напряжение ТП в режиме стопорения:

. (4.31)

Напряжения можно также представить в виде

, (4.32)

где – сопротивление цепи выпрямленного тока (2.43). Тогда, приравнивая выражения (4.32) и (4.31) и подставляя в (4.31) выражение (4.30), получим

. (4.33)

Значение определяют при работе двигателя на верхней механической характеристике, следовательно, в выражении (4.33) .

Напряжение определяют при известном

. (4.34)

Статические электромеханические характеристики (ЭМХ) строятся для верхней и нижней частот диапазона регулирования. Каждая будет содержать два участка: стабилизации скорости и совместного действия ОС по скорости и токовой отсечки. В этих же координатах строятся ЭМХ для разомкнутой системы при с целью проверки запаса по ЭДС преобразователя. Указанная ЭМХ является верхней граничной, и если правильно рассчитан преобразователь, она не должна пересекаться с ЭМХ для замкнутой системы при работе на верхней частоте диапазона регулирования.

Граничная ЭМХ строится по уравнению

, (4.35)

где .

Далее строят ЭМХ замкнутой системы по уравнениям для участков стабилизации скорости и действия отсечки.

Для рассматриваемой системы эти уравнения следующие:

Первый участок (4.1):

; (4.36)

второй участок [4]:

. (4.37)

В выражения (4.36) и (4.37) для верхней рабочей ЭМХ , для нижней определяют из выражения для идеального холостого хода при .

. (4.38)

Примерный вид всех построенных ЭМХ изображен на рис. 4.5.

Рис. 4.5. Электромеханические характеристики СУЭП с ООС скорости и отсечкой по току

Рис. 4.6. Электромеханические характеристики СУЭП с отсечкой по току при недостаточной ЭДС преобразователя

На рис. 4.6 показана ЭМХ при отсутствии достаточных запасов по ЭДС преобразователя. На участке ав система размыкается и ООС по скорости не действует.