7.10 Система двухзонного управления электроприводом наматывающего устройства

Как следует из выражения (7.39), регулирование скорости дви­гателя наматывающего устройства в процессе изменения радиуса рулона за счет потока возбуждения требует, чтобы двигатель был рассчитан на предел изменения потока

.

Режим работы наматывающего устройства обычно является циклическим и включает в себя заправку полосы, разгон двигателя до рабочей скорости, работу на рабочей скорости, торможение и паузу. При достаточно большой толщине перематываемого матери­ала время намотки готового рулона составляет несколько минут. В этих условиях выбор установленной мощности двигателя должен осуществляться по среднеквадратичному значению тока.

В ряде случаев можно использовать двигатель меньшего габа­рита, если применить комбинированное (двухзонное) управление, при котором ток якоря и ЭДС двигателя поддерживаются постоян­ными при изменении радиуса от r_рмин до некоторого граничного значения r_р0. При r_р0 r_p r_pмакс поддерживается постоянство электромагнитной мощности двигателя при постоянном значении потока.

В первой зоне регулирования, при r_p r_р0, система комбини­рованного управления (рисунок 7.15,а) работает так же, как на рисунке 7.12. Поскольку напряжение на выходе РЭ пропорцио­нально радиусу рулона, выходное напряжение функционального преобразователя ФПЗ, включенного на выход регулятора ЭДС, оказывается зависящим от r_р. При r_р r_р0 это напряжение неиз­менно. Умножение на u_ФП3 = const напряжений U₃ и u_дт множи­тельными устройствами МУ1 и МУ2 не вызывает изменений в ра­боте системы: ток якоря и ЭДС в установившемся режиме перемотки остаются неизменными и поток меняется пропорционально радиусу рулона.

Когда радиус рулона, а следовательно, и u_рэ достигнут гранич­ных значений и будут далее увеличиваться, коэффициент передачи функционального преобразователя ФП2, равный до сих пор едини­це, станет равным нулю, а напряжение на его выходе будет далее оставаться постоянным и соответствующим номинальному значению потока возбуждения. В то же время напряжение на выходе ФПЗ, бывшее до сих пор постоянным и равным U_{ФП3макс}, начнет умень­шаться, благодаря чему образуется замкнутый контур регулирова­ния напряжения регулятора ЭДС, включающий в себя РЭ, ФПЗ и МУ1. Задача этого контура состоит в том, чтобы и при r_p > r_p0 напряжение на выходе РЭ, которое перестало быть эталонным для контура потока, менялось пропорционально радиусу рулона. Это обеспечивается выбором требуемой функциональной зависимо­сти, которая моделируется ФПЗ. В контуре поддерживается при­мерное равенство

.

Во второй зоне, когда поток возбуждения постоянен и равен номинальному значению Ф_н, эти напряжения равны , а , откуда

,

где .

Вид этой зависимости, а также линейной характеристики u_рэ=f(r_p) и построенной на их основании требуемой характеристики ФПЗ показан на рисунке 7.15,б.

Переход от режима поддержания постоянства тока к режиму поддержания постоянства мощности осуществляется за счет того, что во второй зоне по мере увеличения радиуса рулона напряжение на выходе МУ2, равное

,

стремится уменьшиться, а замкнутая система регулирования тока поддерживает его, воздействуя на ТП1, т. е. увеличивая напряже­ние на якоре двигателя.

Если передаточные коэффициенты по входам РТ одинаковы, то напряжение на выходе МУ2 и напряжение задания натяжения (рисунок 7.15,а) равны друг другу:

,

т.е. поддерживается постоянство отношения i_н /r_p .

При Ф=constэлектромагнитная мощность есть

.

Таким образом, при постоянной скорости перемотки V поддержи­ваемое постоянным напряжение u_му2 оказывается во второй зоне регулирования пропорциональным электромагнитной мощности дви­гателя.

В установившемся режиме перемотки, при u_му1>u_дэ напря­жение на выходе ФП4 равно нулю. При обрыве полотна, когда ЭДС двигателя возрастает, напряжение на входе ФП4 меняет знак, а на вход РТ поступает сигнал, ограничивающий скорость двигателя.

Рисунок 7.15 – Система комбинированного управления