Передаточная функция системы

,

где u_з^′′ (р) = u_з′ (р) + u_ос (р) 1(Δω) + u_от 1(ΔI).

Передаточные функции в зависимости от значений 1 (ΔI) и 1 (Δω) определяются от­дельно для режимов стабилизации тока (момента) (1 (ΔI) = 1, 1 (Δω) = 0) и ско­рости (1 (ΔI) = 0, 1 (Δω) = 1).

Отсечки по току и скорости (напряжению) могут осуществляться и при использовании нелинейных характеристик двух промежу­точных усилителей. Функциональная схема такой системы может быть изображена в виде схемы, приведенной на рис. 3.16, а.

Рис. 3.16. Функциональная схема системы электропривода с непрерывными связями

и отсечками реализуемыми с помощью ограничения промежуточных усилителей

На рис. 3.16, б показаны характеристики усилителей А1 и А2 с ограничением выход­ного сигнала. На вход усилителя А1 заво­дится задающий сигнал u₃, отрицательная обратная связь по скорости u_с (или по напря­жению) и положительная связь по току u_Т1. На вход А2 подается сигнал управления от усилителя А1 и отрицательная обратная связь по току u_т2.

В установившихся режимах, когда уси­лители А1 и А2 работают на линейных участках своих характеристик, уравнение электро­механической характеристики имеет вид:

где k_{y l}, k_у2 — коэффициенты усиления уси­лителей А1 и A2; k_{T 1}, k_Т2 — коэффициенты положительной и отрицательной обратных связей по току.

Система настраивается таким образом, чтобы k_Т2 = k_T1 k_{y 1} . Тогда действие отрицательной обратной связи по току исключается положительной связью и происходит стаби­лизация скорости двигателя при действии отрицательной обратной связи по скорости (или напряжению). При повышении нагрузки до I_отс и снижении скорости, усилитель А1 при действии обеих связей насыщается и дальнейшее действие связей, (отрицательной по скорости и положительной по току) исключается. В этом случае остается отрицательная об­ратная связь по току, кото­рая и осуществляет стабилизацию тока (мо­мента) двигателя. Уравнение электромеха­нической характеристики при этом имеет следующий вид:

,

где U_{ог р} — напряжение ограничения на вы­ходе усилителя А1.

Уровень стабилизации тока определяется коэффициентом отрицательной обратной свя­зи по току, значение которого можно опреде­лить из уравненияЭДС преобразователя, записанного в режиме стопорения двига­теля:

Отсечка по скорости (напряжению) мо­жет обеспечиваться путем ограничения сиг­нала управления на входе преобразователя. При этом напряжение обратной связи по скорости или напряжению складывается электрически с задающим напряжением и их выходная цепь, являющаяся входом усили­теля, шунтируется стабилитроном или дио­дом. Функциональная схема такой системы электропривода приведена на рис. 3.17, а.

Рис. 3.17. Функциональная схема (а), механические характеристики (б),

переходные процессы (в) и структурная схема системы электропривода

с ограничением сигнала управления

В большинстве электроприводов ограниче­ние сигнала управления используется для защиты входных цепей промежуточного уси­лителя А от перенапряжений. Выбор напря­жения стабилизации стабилитрона (диода)VI производится из условия пропускания сигнала управления, обеспечивающего ста­билизацию скорости призаданных значениях скорости и тока. Такое ограничение при дей­ствии токовой отсечки отключает связь по скорости (или напряжению) и обеспечивает на входе системы сигнал управления, значи­тельно меньший уровня задающего напряже­ния. Это позволяет снизить сигнал отрица­тельной связи по току, коэффициент которой в этом случае выбирается из условия

,

где U_ст — напряжение стабилизации стаби­литрона или диода, соответствующее напря­жению ограничения напряжения управле­ния.

Уравнение электромеханической характе­ристики в режиме стабилизации скорости схоже с уравнением при действии отрицатель­ной обратной связи по скорости, а в режиме стабилизации момента имеет вид:

.

Регулирование скорости осуществляется изменением задающего напряжения. Электро­механические характеристики приведены на рис. 3.17, б. Система электропривода обеспе­чивает переходные процессы с постоянными ускорением и замедлением (рис. 3.17, в).

Исследование системы может произво­диться по структурной схеме, приведенной на рис. 3.17, г, ограничение сигнала управ­ления в которой обеспечено нелинейным зве­ном с единичным коэффициентом усиления и ограничением.