2.3.3. Регулирование угловой скорости в системе уп-дпт нв с отрицательной обратной связью по напряжению

Упрощенная принципиальная схема рассматриваемой системы показана на рис. 2.28 (узел токовой отсечки на схеме не показан, он может быть выполнен так же, как в схеме по рис. 2.25).

Рис. 2.28

Схема отличается от рассмотренной выше с обратной связью по скорости (см. рис. 2.25) только тем, что в ней сигнал обратной связи снимается с потенциометра RP2 и пропорционален напряжению на якоре U_я. Конструктивно система несколько проще предыдущей за счет отсутствия тахогенератора. Регулирование скорости здесь так же осуществляется изменением напряжения на якоре.

На входе системы (см. также рис. 2.29) сравниваются сигнал задания U_зд и сигнал обратной связи по напряжению на якоре U_осн. Сигнал ошибки

. (2.40)

Регулируемой переменной в схеме является напряжение на якоре U_я. Процесс стабилизации U_я протекает следующим образом. Если, например, нагрузка на двигателе возрастает, то ток якоря увеличивается и возрастает падение напряжения в преобразователе. Это ведет к снижению напряжения на выходе УП, поступающего на якорь двигателя,

,

где Е_уп – ЭДС преобразователя;

R_уп – выходное сопротивление преобразователя.

Соответственно, снижается сигнал обратной связи U_осн, а сигнал ошибки U_ (см. уравнение (2.40)) увеличивается. Что, в свою очередь, приводит к возрастанию напряжения на выходе усилителя и напряжения U_я. Обратите внимание, что в схеме стабилизируется не скорость двигателя , а напряжение на якореU_я. Очевидно, что при идеальной стабилизации U_я падение скорости от нагрузки будет таким же, как на естественной характеристике при питании двигателя от сети бесконечной мощности.

К этому же выводу можно прийти и анализируя алгоритмическую схему системы, показанную на рис. 2.29. На этой схеме, в отличие от рис. 2.26, отдельно показаны помеха нагрузки преобразователя и помеха нагрузки двигателя. Причем помеха нагрузки двигателя не охвачена цепью обратной связи. Действием отрицательной обратной связи ослабляются только те помехи, которые охвачены цепь обратной связи. Поэтому уравнение для угловой скорости двигателя в замкнутой системе с обратной связью по напряжению записывается в виде (сравните с (2.36))

. (2.41)

Произведение коэффициентов К_уК_упК_ос=К_рн – представляет собой коэффициент усиления разомкнутой системы со связью по напряжению. Первый член в уравнении (2.41) – угловая скорость двигателя на холостом ходу; второй – падение скорости от нагрузки преобразователя; третий – падение скорости от нагрузки двигателя.

Очевидно, что выбрав К_рн, можно свести до нуля второй член (получить идеальный преобразователь с нулевым выходным сопротивлением), однако третий член при этом уменьшить не удастся. Падение скорости от нагрузки определяется падением напряжения в якоре двигателя

.

В связи с этим в системе с отрицательной обратной связью по напряжению не удается обеспечить высокую точность стабилизации скорости. Такие системы применяются при нежестких требованиях к допустимой статической ошибке и небольшом диапазоне регулирования (D =5...10).