Глава седьмая

РЕГУЛИРОВАНИЕ СКОРОСТИ ЭЛЕКТРО­ПРИВОДА

7.1. Общие сведения

Технологические режимы многих производственных механизмов на разных этапах работы требуют движения исполнительного органа с различной скоростью, что обеспечивается либо механиче­ским путем, либо путем электрического регулирования скорости электропривода. Механические способы регулирования реализуются с помощью ступенчатого или плавного изменения передаточного числаi_Осистемы. Они требуют введения в кинематическую цепь привода коробок передач, механических вариаторов и других уст­ройств, усложняющих механическую часть электропривода, снижаю­щих его надежность и затрудняющих автоматизацию технологи­ческого процесса. Этих недостатков лишен второй путь —электрическое регулирова­ние скорости электропривода, поэтому разработке различных спо­собов его реализации за время развития электропривода уделяется много внимания. В настоящее время механическое регулирование находит ограниченное применение и обычно сочетается с электри­ческим. В большинстве случаев регулирование скорости механизма обеспечивается заданием различной скорости двигателя, поддержа­нием ее на заданном уровне, изменением во времени по тре­буемым законам с определенной точностью. Изучению общих во­просов, связанных с выполнением электроприводом этих функций, и посвящена данная глава. Главная задача —изучение основных спо­собов регулирования скорости и физических свойств - регулируемого по скорости электропривода. В связи с простотой технической реализации на практике нахо­дит достаточно широкое применение регулирование скорости в ра­зомкнутой системе, осуществляемое изменением параметров и управ­ляющих воздействий, определяющих искусственные механические ха­рактеристики электропривода. Однако в связи с повышением требований к точности область применения этих простейших способов постепенно сужается. Все большее значение приобретает автомати­ческое регулирование скорости по отклонению и по возмущающим воздействиям.

В данной главе рассматривается регулирование скорости как в разомкнутых, так и в замкнутых системах электропривода. В свя­зи с тем что введение обратных связей влияет как на точность, так и на динамику системы, при изучении свойств электропривода с автоматическим регулированием скорости должно уделяться особое внимание оценкам динамических показателей точности и ка­чества регулирования аналогично тому, как это было сделано при рассмотрении вопросов регулирования момента.

К числу показателей, характеризующих различные способы регули­рования скорости, наряду с рассматриваемыми в §5.1общими по­казателями относится важный дополнительный показатель —допу­стимая нагрузка при работе на регулировочных характеристиках.

Возможность продолжительной работы электропривода с различными скоростями вызывает необходимость определения допустимой по нагреву нагрузки М_доп=М_с,доп. При изменениях скорости допу­стимый по нагреву момент двигателя может изменяться из-за изме­нения условий вентиляции и потерь энергии, выделяющихся в дви­гателе. В связи с этим допустимый момент при регулировании скорости в общем случае является функцией скорости.

Как было установлено в гл. 1,момент нагрузки электропри­вода также является функцией скоростиМ_с=М_с().Очевидно, что для полного использования двигателя по допустимому моменту необходимо выполнение условия

М_с= М_доп() (7.1)

При существенных нарушениях условия (7.1)возникает необхо­димость неоправданного завышения мощности двигателя. Поэтому при изучении различных способов регулирования важно установить, для какого характера механической нагрузкиМ_с ()рационально их применение.

Основой для расчета параметров и воздействий при проекти­ровании разомкнутых систем регулирования скорости являются соот­ветствующие уравнения статических механических характеристик. При этом задаются требуемыми значениями скорости_ciпри задан­ном моменте нагрузкиМ = М_с, подставляют значения_ciиМ_с в уравнение механической характеристики и, решая полученное урав­нение, находят соответствующие значения параметра или воздействия. При решении подобных задач могут быть полезны примеры рас­чета характеристик, приведенные в гл. 3.

Особенности расчета параметров замкнутых систем регулирования скорости электропривода поясняются примерами расчета, приведен­ными в данной главе.