Билет №11

Билет 11

1. Жесткость механических характеристик. Устойчивость работы электропривода в установившемся режиме.

Для оценки формы механической характеристики вводится понятие ее жесткости. Под жесткостью характеристики подразумевают производную момента по скорости, т. е.

Графически жесткость определяется как тангенс угла наклона между осью скоростей и касательной к данной точке механической характеристики (рис. 1.1):

где m_М и m_ — масштабы соответственно момента и скорости, Нм/мм и рад/смм.

Определение устойчивости установившегося режима по механическим характеристикам двигателя и механизма

Рис. 1.1. Рис. 1.2.

Угол  отсчитывается по часовой стрелке от оси скоростей до касательной. Жесткость характеристик механизмов будем отличать дополнительно индексом «с», т. е. _с

Механические характеристики различных двигателей и механизмов существенно различаются по жесткости: для синхронных двигателей  = ; для асинхронных двигателей  = var  0; для двигателей постоянного тока с независимым возбуждением  = const < 0; для двигателя постоянного тока с последовательным возбуждением  = var < 0; для центробежного вентилятора или насоса _с = var> 0; для подъемной лебедки _с = 0.

Установившийся режим электропривода, характеризуемый неизменными моментом и угловой скоростью двигателя, можно рассматривать как состояние равновесия системы относительно координаты . Как и всякое состояние равновесия, установившийся режим может - быть устойчивым и неустойчивым. Критерием устойчивости механических систем с одной степенью свободы является условие возникновения динамического усилия при выведении системы из состояния равновесия, возвращающего, систему в исходное положение. Другими словами, знак возникающего динамического усилия должен быть противоположен знаку приращения координаты, характеризующей выведение системы из состояния равновесия (рис. 1.2). Применительно к электроприводу можно сказать, что необходимым и достаточным условием устойчивости установившегося режима является противоположность знаков у приращения скорости, характеризующего выведение электропривода из равновесия, и у возникающего при этом динамического момента, т. е.

Так как в окрестности точки установившегося режима при малых приращениях  механические характеристики могут быть приняты линейными, то М =  и М_с = _с

Следовательно, М_дин = М – М_с = ( – _с)  (*)

Тогда в соответствии с (*) условие устойчивости представляется в другой форме

 – _с < 0 или  < _с

На основании полученных условий устойчивости точки 1, 2 и 3 на рис. 1.3 относятся к устойчивой работе привода, а точка 4 — к неустойчивой работе.

Рис.1.3 - Примеры установившихся режимов электропривода с моментами сопротивления

а – установившиеся режимы зависят от скорости; б – не зависят от скорости.

2. Влияние обратной связи по ЭДС на системы подчиненного регулирования. Компенсация влияния ЭДС.

При построении контура тока внутренняя обратная связь по ЭДС не учитывалась

(*)

С учетом ЭДС якорная цепь представляется как звено с передаточной функцией (*) содержащей дифференциальную часть.

В статических режимах контур тока оказывается статическим с коэф. усиления Т_м/(Т_м + 2Т_)

При разгоне от ЗИ увеличивается скоростная установившаяся (статическая) ошибка между заданной скоростью и фактической.

В динамике на вид переходного процесса оказывает влияние соотношения параметров Т_м, Т_э, Т_ .

Как правило внутренняя обратная связь увеличивает перерегулирования в токе заданной САР скорости.

Влияние внутренней обратной связи по ЭДС можно не учитывать если Т_м / Т_ = 8  10.

В качественных электроприводах для снижения отрицательного влияния обратной связи по ЭДС необходимо применять специальные меры.

Для нейтрализации внутренней обратной связи по ЭДС, на дополнительный вход РТ или на дополнительный вход выходного пропорционального суммирующего регулятора тока (в КТЭ адаптивный регулятор тока).

3. Особенности САР скорости валков непрерывных листовых станов холодной прокатки.

Система регулирования скорости валков непрерывных листовых станов холодной состоят из следующих основных узлов:

схема регулирования скорости воздействием на напряжение якоря;

схема регулирования скорости воздействием на поток возбуждения двигателя;

узел задания скорости;

узел ограничения тока якоря;

узел компаундирования (смягчение механических характеристик);

узел выравнивания нагрузок.

Схема регулирования скорости воздействием на напряжение якоря. Как правило состоит из контура регулирования тока и контура регулирования скорости.

Схема регулирования скорости воздействием на поток возбуждения двигателя. Чаще всего двухконтурная образована контуром регулирования тока возбуждения, который с помощью функционального преобразователя преобразован в контур регулирования потока возбуждения, и контуром регулирования ЭДС.

Узел задания скорости. В этом узле реализовано суммирование сигналов задания на скорость в зависимости от режима работы, а также управляющих воздействий от регулятора деления нагрузок и от узла компаундирования.

Узел ограничения тока якоря реализует ограничение тока якоря в функции скорости, т.е. учитывает уменьшение перегрузочной способности двигателя при понижении потока.

Узел компаундирования реализует смягчение механической характеристики в функции момента нагрузки подачей соответствующего сигнала на вход регулятора скорости.

Узел выравнивания нагрузок выравнивает нагрузки двигателей верхнего и нижнего валков сравнивая сигналы задания на ток каждого из двигателей.