Структурная схема замкнутой системы управления электроприводом с обратной связью по скорости
Скоростная характеристика:
Необходимое значение скорости устанавливается с помощью задающего устройства. Пропорционально задающему сигналу на выходе преобразователя будет формироваться Uпр, по мере которой двигатель начинает разгоняться.
По мере разгона напряжение тахогенератора увеличивается, и выходной сигнал с элемента сравнения получается как разница Uзу-Uос, которое обеспечивает соответствующее значение напряжения на двигателе. При установившейся статической нагрузки будет иметь место установившееся состояние системы. Если статическая нагрузка возрастет, то скорость уменьшится, уменьшится напряжение тахогенератора – это вызовет возрастание сигнала управления и скорость возрастет до заданного значения.
Замкнутая система преобразователь – двигатель (п-д) с отрицательной обратной связью по скорости
Датчик скорости (ДС) – элемент гальванической развязки между силовой цепью и цепью управления.
На валу двигателя находится датчик скорости (тахогенератор (ТГ)), напряжение которого Uос=jω, т.е. пропорционально скорости вращения и является сигналом обратной связи (ОС).
Коэффициент пропорциональности j – коэффициент ОС по скорости, который может регулироваться за счет изменения тока возбуждения ТГ.
Сигнал ОС сравнивается с задающим сигналом и их разница в виде сигнала рассогласования (или ошибки) Uвх и подается на вход дополнительного усилителя, который усиливает сигнал Uвх и подает его в виде сигнала управления на вход преобразователя (П).
Предположим, что ДПТ работает под нагрузкой в установившемся режиме, и по каким либо причинам момент нагрузки Мс увеличивается, развиваемый двигателем момент становиться меньше момента нагрузки, его скорость начинает снижаться, сигнал ОС по скорости уменьшается – это вызовет увеличение сигнала рассогласования Uвх, соответственно Uу(напряжение управления) приведет к повышению ЭДС преобразователя, а следовательно повышению напряжения и скорости ДПТ. Таким образом благодаря наличию ОС, осуществляется автоматическое регулирование ЭДС преобразователя, а значит и напряжения двигателя, за счет этого повышается жесткость характеристики электропривода.
Графики
Схема ДПТ с регулировкой Ос по току
УТО- узел токовой отсечки
Графики
В качестве датчика тока(ДТ) используется шунт, падение напряжения на котором пропорциональна току якоря. Сигнал Ос по току определяется: Uот=IяRш
В качестве сопротивления шунта часто используют обмотку дополнительных полюсов и компенсационную обмотку двигателя. Сигнал ОС поступает на узел тока ограничения УТО, называемый еще узлом токовой отсечки. Этот сигнал определяет величину тока отсечки Iотс, с которого начинается регулирование тока. При токе якоря меньше тока отсечки сигнал на выходе УТО равен 0, т.е. в диапазоне от 0 до Iотс система работает как разомкнутая и определяется 1й зоной.
При токе якоря больше тока отсечки на выходе УТО появляется сигнал Ос по току. Электропривод начинает работать в замкнутой системе с характеристиками зоны 2 при этом появляется сигнал Uвх=Uзу-Uот. Из функции видно, что при увеличении тока, Uвх будет уменьшаться , это приведет к уменьшению сигнала управления и ЭДС преобразователя, и напряжения подаваемого на двигатель. Ток при этом снижается (в якорной цепи).