8.5. Ограничение тока и производной скорости

По условиям надежности работы электропривода возникает необходимость в ограничении тока якоря двигателя как в переходном, так и в установившемся режимах. С этой целью в схемах регулирования скорости (рис. 8.22,а) применяют узел ограничения, включаемый параллельно выходному резистору регулятора скорости. Узел ограничения может состоять из двух встречно соединенных и последовательно включенных стабилитронови.

Рис. 8.22. Схема узла ограничения тока двигателя (а) и его характеристика (б)

Ограничение тока двигателя производится за счет ограничения напряжения на выходном сопротивлении регулятора скорости, т. е. за счет ограничения выходного напряжениярегулятора скорости, подаваемого на вход регулятора тока, так как,.

Когда напряжение станет равным напряжению зажигания (пробоя) стабилитрона, подключенного в обратном направлении относительно полярности напряжения, этот стабилитрон окажется проводящим. При этом повышение напряжения на входе узла ограничения не вызовет изменения напряжения на выходе; оно останется неизменным и равным

На рис. 8.22, б представлена характеристика узла ограничения, т. е. зависимость для установившегося режима. Когда напряжение на входесвязь между выходом и входом - пропорциональная. Когда, узел работает на насыщенной части характеристики, а выходная величина принимает максимальное значение, не зависимое от входной величины. Входное напряжение, соответствующее сочленению линейной и насыщенной частей характеристики, называется «пороговым» напряжением.

В процессе разгона двигателя в системе с ограничением тока (под отсечку) напряжение на входе регулятора скорости относительно велико, т. е.

.

При этом условии напряжение выхода регулятора скорости будет иметь постоянное значение, равное пороговому напряжению . Это означает, что обратная связь по скорости не влияет на работу системы и система будет действовать как разомкнутая.

По мере роста скорости разность уменьшается, и в конечной стадии процесса при некотором значении скорости эта разность становится равной пороговому напряжению:

.

С этого момента звено с ограничением начинает работать на линейной части характеристики, подключается отрицательная обратная связь по скорости и напряжение выхода звена ограничения уменьшается до нуля.

В системах регулирования с рассмотренным узлом ограничения тока контролируется полный ток двигателя, поэтому динамический ток, а следовательно, и ускорение и замедление привода зависят от тока нагрузки (рис. 8.23).

Рис. 8.23. Кривые переходных процессов пуска при скачкообразном изменении задания и ограничении тока двигателя: кривые 1- под нагрузкой; кривые 2 – вхолостую

Если по условиям технологии необходимо ограничение ускорения привода, то для этого применяют наряду с ограничением полного тока ограничение производной скорости.

Для ограничения производной скорости достаточно подавать на вход системы напряжение управления не скачкообразно, а изменяющееся по линейному закону с помощью так называемого задатчика интенсивности. Принципиальная схема задатчика приведена на рис. 8.24, а.

Рис. 8.24. Принципиальная схема задатчика интенсивности и его временная характеристика

На вход задатчика интенсивности подается разность сигнала управления и сигнала обратной связи по выходной величине интегрирующего звена.

Если , то выходное напряжение звена ограничения будет равно напряжению зажигания (пробоя) стабилитронов. При этом напряжение на входе системы будет изменяться по линейному закону (рис. 8.24, б)

.

На рис. 8.25 приведены кривые пуска при ограничении ускорения вхолостую и под нагрузкой. На рис. 8.26 приведены аналогичные кривые для случая изменения момента сопротивления во время пуска.

Рис. 8.24. Кривые переходных процессов пуска в САР с задатчиком интенсивности: кривые 1- под нагрузкой; кривые 2 – вхолостую

Рис. 8.25. Кривые переходных процессов пуска в САР с задатчиком интенсивности и ударном приложении нагрузки во время пуска