14.5. Система подчиненного регулирования

Основной недостаток электропривода с суммирующим усилителем заключается в сложности настройки параметров цепей обратной связи по току и скорости с помощью общего усилителя (регулятора). Подобная настройка всегда носит компромиссный характер по отношению к каждому настраиваемому параметру и не является оптимальной. Этот недостаток исключен в системе подчиненного регулирования, которая находит широкое распространение в регулируемом электроприводе станков. Успехи микроэлектроники позволили отказаться от общего регулятора и снабдить систему несколькими независимыми регуляторами, оптимизирующими каждый параметр привода.

Система подчиненного регулирования представляет собой многоконтурную систему с каскадным включением регуляторов. При этом число регуляторов и контуров регулирования равно числу регулируемых параметров. Название системы объясняется тем, что выходной сигнал регулятора, включенного во внешний контур, является задающим для регулятора, включенного во внутренний контур, т. е. один регулятор подчинен другому.

Важным преимуществом системы является то, что настройка регуляторов производится независимо и последовательно от внутреннего контура к внешнему. Применительно к приводу постоянного тока система подчиненного регулирования содержит основной контур регулирования скорости и внутренний, подчиненный контур регулирования тока.

Схема электропривода, выполненного по системе подчиненного регулирования, представлена на рис. 14.16.

Рис. 14.16. Схема регулируемого привода, выполненного

по системе подчиненного регулирования

Двигатель постоянного тока М с независимым возбуждением питается от тиристорного преобразователя U и регулируется по цепи якоря. Сигнал обратной связи по току снимается с датчика тока В А, включенного в цепь якоря двигателя, и поступает на регулятор тока РТ.

В реальных электроприводах сигнал, пропорциональный току якоря, снимается с шунта, включенного в цепь якоря. Поскольку напряжение, снимаемое с шунта, невелико, оно усиливается предварительным усилителем. Обратную связь по скорости осуществляют с помощью тахогенератора BR, напряжение которого подается на вход регулятора скорости (PC). На этот же регулятор подается управляющее (задающее) напряжение.

Система подчиненного регулирования обеспечивает высокие статические и динамические характеристики электропривода. Она отличается высокой степенью стандартизации и унификации структуры и элементов привода, что упрощает его изготовление, наладку и ремонт.

Структурная схема системы подчиненного регулирования представлена на рис. 14.17.

Рис 14.17. Структурная схема системы подчиненного регулирования

Здесь видны два контура регулирования, замкнутых независимыми обратными связями. Контур тока состоит из объекта регулирования – цепи якоря двигателя, силового преобразователя и регулятора тока. Контур замыкается обратной связью по величине напряжения, снимаемого с датчика тока, включенного в цепь якоря. Коэффициент преобразования цепи обратной связи по току равен К_т. Усложнение структурной схемы контура тока связано с проявлением внутренней обратной связи по ЭДС, показанной пунктиром на рие. 14.17. Во многих случаях внутренней связью пренебрегают и рассматривают упрощенную структуру контура тока.