Г л а в а п я т н а д ц а т а я

Регулирование скорости и момента в замкнутых системах электропривода

15.1 Общие положения

Рассмотренные выше разомкнутые системы регулированияфазовых координат электропривода благодаря своей простоте нашли широкое практическое применение. Но точность регулирования в таких системах ограничена, что препятствует обеспечению требуемых показателей.

В современных электроприводах широкое применение получили так называемые замкнутые системы регулирования, предназначенные, так же как и разомкнутые системы, для обеспечения режимов пуска, реверса и торможения, для автоматического регулирования скорости, момента и других фазовых координат.

В замкнутых системах регулирования удается сформировать механические характеристики электропривода, наиболее полно удовлетворяющие требованиям технологического процесса с различными производственными механизмами.

Область применения разомкнутых систем регулирования электроприводов постоянно уменьшается, а замкнутые системы получают все большее развитие. В современных замкнутых системах автоматического регулирования фазовых координат электропривода используется один из следующих двух принципов:

– регулирование по отклонениюкоординаты от заданного значения с помощью отрицательной обратной связи по регулируемой переменной;

– регулирование по возмущению, при котором осуществляется компенсирующее влияние возмущения на регулируемую переменную с помощью обратной связи по возмущению.

В замкнутых системах регулирования электроприводов в основном применяется регулирование по отклонению, иногда дополняемое введением положительных обратных связей (так называемое комбинированное регулирование).

Любая замкнутая система регулирования электропривода требует применения каких-либо преобразователей напряжения (тока), усилителей, регуляторов.

На начальных этапах развития электропривода широкое применение имели электромашинные преобразователи (системы Г-Д), позднее стали применяться тиристорные преобразователи (системы ТП-Д) и преобразователи частоты (системы ПЧ-Д). В качестве усилителей применялись электромашинные усилители, а позднее статические устройства в виде магнитных и электронных (в том числе и полупроводниковых) усилителей .

В настоящее время только для мощных электроприводов (свыше 3-5 тысяч киловатт) применяются системы Г-Д с приводом генератора от синхронного двигателя. В этом случае увеличивается общий коэффициент мощности всей системы и просто решается вопрос электромагнитной совместимости с питающей сетью, что не так просто в системах ТП-Д большой мощности. Для электроприводов малой мощности до сих пор еще применяются силовые магнитные усилители (МУ), отличающиеся небольшой стоимостью надежностью и простотой. Из всего многообразия электромашинных усилителей (ЭМУ) применение в действующих электроприводах находят ЭМУ с поперечным полем, имеющие большой коэффициент усиления.

Однако у МУ и ЭМУ основной недостаток – большая инерционность их, ограничивающая область применения и обусловившая поражение в конкурентной борьбе с малоынерционными транзисторными усилителями, параметры которых позволяют в настоящее время обеспечить питание силовых цепей электроприводов мощностью в десятки киловатт.

Широкое применение в современном электроприводе нашли системы подчиненного регулирования с последовательной коррекцией. Подробное рассмотрение принципа действия этих систем в составе современных вентильных электроприводов (систем ВП-Д) рассматриваются в курсе СУЭП (системы управления электроприводами).

В данном разделе изучаются лишь основные принципы построения различных замкнутых систем регулирования электроприводов.