- •Основи електропривода
- •Класифікація електроприводів. Механічні характеристики
- •1.1. Загальні положення
- •1.2. Класифікація електроприводів
- •1.3. Приведення моментів і сил опору, моментів інерції і
- •1.4. Механічні характеристики виробничих механізмів і
- •1.5. Усталені режими
- •Часові та частотні характеристики електропривода
- •2.1. Рівняння руху електропривода
- •2.2. Час прискорення і сповільнення електропривода
- •2.3. Оптимальне передаточне число
- •2.4. Часові та частотні характеристики одномасової системи
- •2.5. Часові та частотні характеристики двомасової системи
- •Регулювання швидкості двигунів постійного струму
- •3.1. Регулювання кутової швидкості двигунів постійного
- •Струму незалежного збудження
- •3.2. Регулювання швидкості двигунів послідовного збудження
- •3.3. Гальмівні режими двигунів постійного струму
- •3.4 Часові характеристики двигунів постійного струму незалежного збудження
- •3.5. Частотні характеристики
- •Перетворювачі напруги електроприводів постійного струму
- •4.1. Тиристорні керовані випрямлячі
- •4.2. Системи імпульсно-фазового керування
- •4.3. Імпульсні перетворювачі постійної напруги
- •Регулювання кутової швидкості двигунів змінного струму
- •5.1. Механічні характеристики асинхронних двигунів
- •5.2. Регулювання швидкості асинхронних двигунів
- •5.3. Перетворювачі частоти
- •5.4. Регулювання швидкості синхронних двигунів
- •Тики синхронного двигуна
- •5.5. Гальмівні режими двигунів змінного струму
- •Методи розрахунку потужності електроприводів
- •6.1. Втрати енергії в електроприводах
- •6.2. Нагрівання і охолодження двигунів
- •6.3. Режими роботи і навантажувальні діаграми
- •6.4. Розрахунок потужності електродвигунів
- •Системи керування електроприводами
- •Релейно-контакторні системи керування електроприводами
- •7.1. Загальні положення
- •7.2. Структура релейно-контакторних систем керування
- •7.3. Принципові схеми ркск
- •Дискретні логічні системи керування рухом електроприводів
- •8.1 Загальна характеристика длск
- •8.2. Методи синтезу длск
- •8.3. Математичний опис длск
- •8.4. Способи реалізації длск
- •Система керування швидкістю електроприводів постійного струму з сумуючим підсилювачем
- •9.1. Загальні положення
- •9.2. Формування динамічних характеристик
- •9.3. Обмеження моменту електропривода
- •Система керування електроприводом з підпорядкованим регулюванням
- •10.1. Структурна схема системи підпорядкованого
- •Регулювання
- •10.2. Технічна реалізація системи з підпорядкованим регулюванням
- •10.3. Обмеження струму в системі підпорядкованого регулювання
- •Системи керування швидкістю асинхронного електропривода
- •11.1. Регулювання швидкості напругою живлення
- •11.2. Плавний пуск асинхронних двигунів зміною напруги живлення
- •11.3. Система скалярного керування частотно-регульованого асинхронного електропривода
- •11.4. Системи векторного керування частотно-регульованого електропривода
- •11.5. Пряме керування моментом асинхронного двигуна
- •Енергозберігаючий асинхронний електропривод
- •12.1. Загальні положення
- •12.2. Втрати електроенергії в усталених режимах
- •12.3. Оптимізація енергоспоживання в перехідних процесах
- •12.4. Економічна ефективність частотно-регульованого електропривода
- •Частотне керування синхронними електроприводами
- •13.1. Стратегії керування
- •13.2. Вентильний двигун
- •13.3. Система автоматичного керування моменту сд зміною магнітного потоку ротора
- •13.4. Стратегії керування сд зі збудженням від постійних магнітів
- •Адаптивні системи керування електроприводами
- •14.1. Загальні положення
- •14.2. Безпошукова адаптивна система керування з еталонною
- •14.3. Безпошукова адаптивна система керування зі спостережним пристроєм
- •14.4. Фаззі-керування електроприводами
- •14.5. Фаззі-керування гальмуванням візка мостового
- •Слідкуючий електропривод
- •15.1. Загальна характеристика
- •15.2. Безперервні системи керування слідкуючим
- •15.3. Динамічні показники слідкуючого електропривода
- •Цифрові системи керування електроприводами
- •16.1. Структура електропривода з цифровою системою
- •Керування
- •16.2. Розрахункові моделі ацп і цап
- •16.3. Дискретні передавальні функції і структурні схеми
- •16.4. Синтез цифрового регулятора і його реалізація
- •Список літератури
- •Предметний покажчик
- •Рецензія
10.2. Технічна реалізація системи з підпорядкованим регулюванням
Регулятори струму і швидкості в системі з підпорядкованим регулюванням реалізують на базі операційних підсилювачів (рис.10.3).
Параметри силової частини електропривода (керованого випрям-ляча, двигуна і тахогенератора) будемо вважати відомим, бо вони розглядувались раніше. Тому необхідно на підставі передавальних функцій регуляторів розрахувати опори і ємності згідно рис.10.3.
Рис.10.3. Схеми регуляторів швидкості і струму
Згідно (10.6) для регулятора струму маємо:
і . (10.16)
Коефіцієнт зворотного зв’язку за струмом визначають із умови роботи привода у стопорному режимі (рис.10.2), для якого
або , (10.17)
де – максимальна напруга на вході регулятора стру-му. Коефіцієнт . Якщо згідно (10.17) більше , то необхідно використати давач струму з коефіцієнтом передачі .
За відомого в (10.16) три невідомих: , і . Тому, зазвичай, приймають . Тоді
і .
Опір резистора в колі зворотного зв’язку за струмом визначають з рівняння
або .
У випадку П-регулятора швидкості і згідно (10.10)
. (10.18)
В (10.18) два невідомі. Тому приймають, наприклад, . Тоді опір резистора в колі зворотного зв’язку за швид-кістю визначають із рівняння
. (10.19)
Оскільки , то .
У випадку ПІ-регулятор швидкості згідно (10.14)
і . (10.20)
Прийнявши , . Тоді і згідно (10.19) .
10.3. Обмеження струму в системі підпорядкованого регулювання
Якщо на вхід ПІ-регулятора подати стрибкоподібний сигнал , то швидкість досягне усталеного значення за час з перерегулюванням , Але струм перевищить допустиме значення . Тому необхідно передбачити обмеження струму в перехідних процесах, що досягає-ться обмеженням напруги на виході регулятора швидкості стабіліт-ронами і (рис.10.3).
Величину напруги стабілізації визначають з рівняння
, (10.21)
де – стопорний струм (рис.10.2).
Окрім обмеження струму якоря в динамічних процесах шляхом обмеження напруги на виході регулятора швидкості, часто викорис-товують задавач інтенсивності (рис.10.1), за допомогою якого сиг-нал задання швидкості змінюється не стрибком, а лінійно в часі до необхідного значення.
а
б
Рис.10.4. Принципова схема задавача інтенсивності (а)
і його часові характеристики (б)
Задавач інтенсивності (ЗІ) складається з випрямляча В, транзис-тора VT і конденсатора С (рис.10.4,а). Задаюча напруга , через випрямляч В подається в коло колектора VT, який увімкнено за схемою зі спільною базою. Емітерне коло живиться від джерела стабілізованої напруги . У цій схемі включення транзистора струм колектора практично не залежить від напруги на колекто-рі. Тому при вмиканні напруги процес зарядки конденсатора С відбувається сталим струмом. Це призводить до того, що напруга на конденсаторі, яка є вихідною напругою ЗІ, практично змінюється в часі лінійно від нуля до . При зміні полярності струм завдяки випрямлячу В не змінює свого напряму, але струм за-рядки конденсатора при цьому змінює свій напрямок. Тому поляр-ність вихідної напруги ЗІ завжди співпадає зі полярністю задаючої.
З мінюючи струм емітатора резистором , можна змінювати інтенсивність наростання вихідної напруги (рис.10.4,б) і тим самим за-давати необхідне прискорення елек-троприводу в процесах пуску і галь-мування.
З
Рис.10.5.
Графіки перехідних процесів в системі
з здавачем інтенсивності у відносних
одиницях
Коли при усталеному русі електропривода різко зміниться мо-мент сил опору (ударне навантаження), то струм якоря може пере-вищити допустиме значення. Тому при використанні задавача інтен-сивності обов’язковим є обмеження напруги на виході регулятора швидкості.
Для перевірки правильності розрахунків проводять моделювання роботи системи в динамічних режимах методом, який описаний в розділі 9.3, з врахуванням способів обмеження струму. Окрім того, для отримання результатів, близьких до реальних, слід моделювати керований випрямляч як ланку з обмеженням ЕРС номінальним значенням.
Контрольні запитання
1. Яка умова вибору регулятора струму в системі підпорядкова-ного регулювання швидкості двигуна?
2. З якої умови визначають передавальну функцію регулятора струму в системі підпорядкованого регулювання?
3. Яка умова вибору регулятора швидкості в системі підпоряд-кованого регулювання?
4. За якої умови система підпорядкованого регулювання з П-ре-гулятором швидкості може забезпечити задану точність регулюван-ня в усталеному режимі?
5. На базі яких пристроїв реалізують регулятори струму і швид-кості в системах підпорядкованого регулювання?
6. З якої умови визначають коефіцієнт зворотного зв’язку за струмом?
7. З якої умови визначають коефіцієнт зворотного зв’язку за швидкістю?
8. Як здійснюється обмеження струму в системі підпорядковано-го регулювання?
9. З якою метою використовують задавач інтенсивності в системі підпорядкованого регулювання?
10. Чи буде обмежуватись струм при різкій зміні навантаження в системі автоматичного регулювання з здавачем інтенсивності?
Розділ 11