6.9. Автоматическое регулирование каскадных электроприводов

Производственные механизмы, в которых возникает необходимость в более высокой точности регулирования угловой ско­рости в статических и динамических режимах, должны иметь электро­привод с системой автоматического регулирования. Для этого необ­ходимо разомкнутую систему каскада дополнить соответствующими обратными связями.

Например, АВК, если в нем возникают затруднения с установ­кой тахогенератора, может быть выполнен с положительными обрат­ными связями по току и напряжению выпрямленной цепи. Когда на асинхронном двигателе возможна установка тахогенератора, в качестве обратных связей можно использовать положительную обратную связь по току выпрямленной цепи и отрицательную обратную связь по ско­рости.

Управление АВК при неизменном напряжении питающей цепи осуществляется воздействием через усилитель на угол регулирова­ния инвертора, т. е. на изменение его противо-ЭДС, что приводит к изменению скорости привода. Для компенсации падения угловой скорости, возникающего при увеличении нагрузки, нужно уменьшить ЭДС инвертора (см, § 4.13). Это — особенность системы электропри­вода с АВК, отличающая ее от всех ранее рассмотренных систем авто­матического регулирования скорости, где для компенсации падения угловой скорости нужно увеличивать ЭДС преобразователя. Другая особенность обусловлена видом регулировочной характеристики инвер­тора. Система управления инвертором выполнена таким образом, что

при отсутствии сигнала управления на ее входе ЭДС инвертора имеет максимально допустимое по условиям его устойчивой работы значе­ние. Это достигается, например, посредством подачи на вход системы управления сигналом смещения U_см. При увеличении сигнала управ­ления он вычитается из сигнала смещения, результирующий сигнал уменьшается, вследствие чего уменьшается ЭДС инвертора.

С учетом этих пояснений система уравнений для случая жестких обратных связей (отрицательной по скорости и положительной по вы­прямленному току) в системе АВК запишется так

(6.36)

где U_Σ - суммарный сигнал управления; U_см — напряжение смеще­ния; U_з.с — задающий сигнал по скорости; k₀,_с, k_0.Т — коэффициенты обратной связи соответственно по скорости и току; ω₀ (1 — s) — угло-

Рис. 6.16. Экспериментальные статические электромеханичес­кие характеристики АВК не­большой мощности при работе в системе автоматического регу­лирования с жесткими обрат­ными связями, отрицательной по скорости и положительной по выпрямленному току.

вая скорость привода; k_и — коэффициент усиления тиристорного пре­образователя (инвертора); Е_dи — ЭДС инвертора; Е_do — ЭДС ротор­ного выпрямителя при s=1; R_э — эквивалентное сопротивление роторной цепи, приведенное к цепи выпрямленного тока.

Совместное решение системы уравнений (6.36) дает:

(6.37)

Если отвлечься от влияния прерывистых токов в зоне малых на­грузок, можно найти скольжение холостого хода (при I_d = 0)

(6.38)

После преобразований (6.37) с учетом (6.38) получим :

(6.39)

Подставляя в формулу (4.84) значение I_d из (6.39), находим:

(6.40)

Экспериментальные статические электромеханические характе­ристики АВК небольшой мощности при работе в рассмотренной замкну­той системе регулирования показаны на рис. 6.16.