7.5 Системы управления скоростью и соотношением скоростей взаимосвязанных многодвигательных электроприводов

Многодвигательные электроприводы промышленных установок выполняются с использованием электродвигателей постоянного и переменного тока. Однако электроприводы постоянного тока ока­зываются более простыми и получили наибольшее распространение в практике. Силовая часть многодвигательных электроприводов постоянного тока может быть выполнена по схеме с общим ТП на все или на группу электроприводов или по схеме с индивидуаль­ными ТП на каждый электропривод. Многодвигательные электро­приводы с индивидуальными ТП применяются без ограничений по мощности и обеспечивают более гибкое управление промышлен­ными установками при широком диапазоне регулирования скорости. Для чистовой обработки металлов в прокатных станах применяют электроприводы с двухзонным регулированием скорости. Электро­приводы могут также выполняться реверсивными, если прокатка металлической полосы происходит вначале в одном, а затем в обрат­ном направлении, Для большинства других промышленных уста­новок применяют нереверсивные электроприводы с однозонным регулированием скорости.

Функциональная схема системы управления трехдвигательным электроприводом с индивидуальными преобразователями на каж­дый электродвигатель показана на рисунке 7.8. Взаимосвязь локальных систем осуществляется по цепи нагрузки через общее обрабатываемое полотно и по цепи управления для задания уровня общей скорости электроприводов и соотношения скоростей электроприводов отдель­ных секций.

Задание общей скорости электроприводов производится сигналом U_з0, поступающим на входы локальных систем управления через инерционные звенья (ИЗ) и устройства задания соотношений ско­ростей (УЗСС). Плавное изменение общей скорости электропри­водов производится путем формирования лннейно-изменяющегося во времени сигнала U_з0 при произвольной форме сигнала поступающего от устройств задания скорости (УЗС). Делается это с помощью задатчика интенсивности.

УЗСС могут включаться таким образом, чтобы обеспечить сле­дующие способы управления локальными электроприводами:

1) с параллельным (независимым) управлением; 2) с последователь­ным (каскадным) управлением, когда с изменением скорости пре­дыдущего электропривода изменяются в определенном соотношении скорости последующих электроприводов; 3) с комбинированным управлением, сочетающим в себе способы параллельного н после­довательного управления.

Реализация этих способов в аналоговых системах выполняется с помощью масштабных операционных уси­лителей. При последовательном управлении локаль­ными электроприводами масштабные усилители включаются после­довательно.

Соотношения скоростей локальных электроприводов в общем виде определяются равенством

где — коэффициент устройства задания соотношения скоро­сти принимающий значения как больше, так меньше единицы.

_{Требуемое значение коэффициента} устанавливается с по­мощью регулируемого сопротивления в цепи обратной связи усилителя. При изменении напряжения u_з.0 соответственно изменяются напряжения u_{з. 2} и u_з.3:

Рисунок 7.8 – Функциональная схема системы управления

— и изменяются скорости всех локальных электроприводов, а соот­ношения скоростей остаются прежними. Если u_з0= const, а и_з2 изменится путем изменения коэффициента соотношения скоро­стей k_c.c2, то изменятся и все последующие напряжения задания u_з3 , u_з4 и т. д., а следовательно, и скорости соответствующих локаль­ных электроприводов. Влияние же изменения k_c.c2 на предыдущее напряжение задания отсутствует из-за свойств операционных усилителей.

При параллельном управлении локальными электроприводами масштабные усилители включаются независимо друг от друга и изменение одного из напряжений задания не при­водит к изменению других напряжений задания. В такой схеме соотношения скоростей локальных электроприводов устанавлива­ются в соответствии с равенством

где: , .

а)

б)

Рисунок 7.9 – Схемы управления МЭП на операционных усилителях

При изменении коэффициента соотношения скоростей одного из локальных электроприводов изменяется скорость только этого электропривода и, следовательно, соотношение скоростей двух рядом расположенных электроприводов. Соотношения скоростей остальных электроприводов остаются неизменными.

Регулирование общей скорости всех электроприводов происходит так же, как и при последовательном управлении.

При комбинированном управлении соотношением скоростей при­меняются оба способа включения масштабных усилителей.

Инерционные звенья ИЗ, устанавливаемые на входе локальных систем управления электроприводами, предназначены для уменьшения больших перерегулирований по скорости при изменении задания на соотношения скоростей электроприводов. Это обусловлено тем, что системы регулирования скорости рассмат­риваемых электроприводов настраиваются на симметричный опти­мум, для которого характерны большие перерегулирования по скорости при скачкообразных изменениях напряжений задания. Такие изменения задания производятся при изменении сопротив­лений регулируемых резисторов в устройствах задания соотноше­ний скоростей.