3.5.1. Синтез параметров систем стабилизации скорости

Как следует из последнего приведенного выражения заданная погрешность системы электро­привода определяет значения коэффициентов обратных связей и коэффициентов усиления преобразователя и усилителя. В системе с об­ратной отрицательной связью по скорости

с отрицательной связью по напряжению

с положительной связью по току

где Δω_з - заданная погрешность в замкнутой системе; Δω_е = IR_д k_д - погрешность есте­ственной характеристики двигателя.

В требованиях к электроприводам обычно задается статизм по отношению к скорости идеального холостого хода

δ = Δω_з /ω ₀ или δ % = (Δω_з /ω ₀ ) 100.

При регулировании скорости двигателя вниз от основной в заданном диапазоне D статизм уменьшается в D раз. Поэтому выбор значения произведений коэффициентов необходимо про­изводить с учетом этого изменения.

Таким образом значения произведений коэффициентов (суммарный коэффициент разомкнутой системы) определится:

при отрицательной связи по скорости

;

при отрицательной связи по напряжению

при положительной связи по току

где δ_р = Δω_р /ω _{0 мах} - статизм разомкнутой системы по отношению к максимальной ско­рости идеального холостого хода; δ_е = Δω_з /ω _{0 мах} - статизм на естественной ха­рактеристике двигателя по отношению к мак­симальной скорости идеального холостого хода; δ_з = Δω_з /ω _{0 min} - заданный статизм; D = ω _{0 мах} /ω _{0 min} - заданный диапазон ре­гулирования скорости.

Из приведенных уравнений обычно опре­деляется требуемый коэффициент усиления промежуточного усилителя. Коэффициенты обратных связей определяются возможностя­ми датчиков, например тахогенератора, и верхним уровнем задающего напряжения. Коэффициент усиления преобразователя за­висит от свойств преобразователя и при вы­бранном преобразователе бывает известным.

Регулирование скорости двигателя в за­данном диапазоне осуществляется изменением задающего сигнала U₃. Значения U₃, как и статизм, зависят от коэффициентов обратных связей и коэффициентов усиления преобра­зователя и усилителя. Определяется U₃ обыч­но из уравнения электромеханической харак­теристики при идеальном холостом ходе двигателя. Уравнение U₃ условно при дей­ствии всех трех связей имеет вид:

Как отмечалось выше замкнутые СУЭП строятся и с использованием различных комбинаций рассмотренных обратных связей. Из комбинированных связей распростра­нение получили комбинации отрицательной связи по скорости или напряжению и поло­жительной по току. При этом связь по напря­жению (или скорости) принимается сильной, а связь по току — слабой. Поэтому на верх­них скоростях диапазона, где статизм удовлетворяет требованиям, действие токовой связи слабое, а на нижних скоростях, когда напряжение на якоре двигателя снижено, основную роль играет связь по току. Нелиней­ность характеристик усилителя и преобра­зователя при малых напряжениях не ска­зывается.

Комбинация связей по напряжению и то­ку получила широкое распространение в виде обратной связи по ЭДС двигателя, когда R_дk_н/ R = k_Т .

Рис.3.12. Функциональная схема электропривода

с отрицательной обратной связью по ЭДС

Датчиком противо-ЭДС двигателя является уравновешенный тахометрический мост (R1 R3 = R2 R_д).

Напряжение обратной связи по ЭДС равно:

.

Уравнение электромеханической характе­ристики

Связь по ЭДС двигателя обеспечивает стабилизацию его скорости с точностью ниже, чем связь по скорости с тахогенератором, так как она не учитывает влияния переходного сопротивления щеточного контакта и реак­ции якоря двигателя. Используется такая связь при невозможности или нежелатель­ности установки тахогенератора.