6.5. Автоматическое регулирование момента электропривода в системе преобразователь — двигатель

Для автоматического регулирования момента привода постоянного тока независимого возбуждения может быть использована так называемая нелинейная жесткая отрицательная обратная связь по току, или связь с отсеч­кой. Упрощенная принципиальная схема, в которой наряду с жесткой отрицательной обратной связью по угловой скорости имеется еще жесткая отрицательная обратная связь по току с отсечкой, показана на рис. 6.5. Отрицатель-

ная обратная связь по скорости действует на первом участке характеристики двигателя (рис. 6.6), когда ток нагрузки не достигает тока отсечки (I  I_отс), и на втором — при I > I_отс. Принцип действия обратной связи по скорости был описан в § 6.4.

Отрицательная обратная связь по току с отсечкой на­чинает действовать тогда, когда ток якоря двигателя пре­вышает ток отсечки. Вступая в действие, эта обратная связь позволяет системе обеспечивать с определенной

Рис. 6.5. Принципиальная .схема Рис. 6.6. Механические харак- системы автоматического регулиро- теристики двигателя, работаю- вания угловой скорости с жесткой щего в системе с отрицатель- отрицательной обратной связью по ными обратными связями по скорости и жесткой отрицательной угловой скорости и по току обратной связью по току с отсечкой. с отсечкой.

точностью поддержание постоянства тока или момента (при Ф = const).

На схеме рис. 6.5 преобразователь П (например, маг­нитный или электромашинный усилитель или тиристор-ный выпрямитель с промежуточным магнитным усилите­лем) имеет две обмотки управления: одна ОУ1, сигнал управления которой пропорционален разности задающего сигнала U₃, снимаемого с потенциометра П1, и сигнала отрицательной обратной связи по скорости U_о.с, снимае­мого с тахогенератора GT, и другая обмотка ОУ2, вклю­ченная через диод V на разность опорного напряжения U_on, снимаемого с потенциометра П2, и падения напряжения

на шунте R_ш, пропорционального току якоря двигателя М. Разность этих напряжений при протекании тока I > I_отс создает МДС F_т, направленную встречно МДС F_y. При токах, меньших тока отсечки, в обмотке ОУ2 ток не про­текает (из-за диода V и соответствующим образом подо­бранного значения опорного напряжения) и система рабо­тает только с обратной связью по скорости соответственно характеристикам на участках ₀1, '₀1' или "₀1" (рис. 6.6), отвечающим различным задающим напряжениям, снимае­мым с потенциометра П1. По мере увеличения тока на­грузки угловая скорость двигателя падает, уменьшается напряжение обратной связи U_o.c , возрастает напряжение на обмотке ОУ1, равное U_о.у1 = U_з — U_oc , и возрастает ЭДС преобразователя, частично компенсируя падение угло­вой скорости. При токах, больших тока отсечки, появля­ется напряжение на обмотке ОУ2. Это напряжение вызы­вает размагничивающий сигнал, и результирующая МДС падает (F_Σ = F_у — F_T), приводя к резкому падению ЭДС преобразователя и угловой скорости двигателя. При не­подвижном состоянии двигателя в его якорной цепи про­текает ток стопорения I_ст, а результирующая ЭДС пре­образователя равна произведению стопорного тока на сопротивление якорной цепи преобразователь — двига­тель.

На втором участке характеристики (приI > I_отс) вместе с отрицательной обратной связью по скорости действует отрицательная обратная связь по току. В этом случае результирующий сигнал, выраженный через пара­метры схемы управления, можно записать так:

(6.11)

где R_0,y1— полное сопротивление цепи обмотки управле­ния ОУ1; R_T — полное сопротивление цепи обмотки токовой отсечки ОУ2 ; k_т = R_ш_т / R_т; I_отс = U_oп / R_ш ; k_o.c = =k_тг_о.у1/R_о.у1; F₃ = U_з.с_о.у1 / R_о.у1; _0,у1, _т — соот­ветственно число витков обмоток управления ОУ1 и ОУ2; k_тг — коэффициент передачи обратной связи по скорости (тахогенератора).

Если в (6.8) вместо первого уравнения подставить (6.11), а вместо второго выражения Е_{п =} k_n (F_Σ) F_Σ , то полу­чим уравнение электромеханической характеристики дви-

гателя на втором участке :

(6.12)

где k_п (F_Σ) — коэффициент передачи (усиления) преобра­зователя; k_д = 1/с.

Если заданы значения I_отс и I_ст, а также известны параметры цепи управления обмоток, то можно найти k_т.

Для режима стопорения (ω = 0, I = I_ст):

(6.13)

Зная характеристику преобразователя Е_п =f(F_Σ) и

Е_п.ст , находим :

(6.14)

Изменяя U_oa, можно менять ток, при котором вступает в действие отрицательная обратная связь по току, следова­тельно, изменять предельный момент.