ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРИВОД

Электромеханические характеристики системы преобразователь-двигатель с токовой отсечкой

Расчет электромеханических характеристик системы преобразова­тель-двигатель с токовой отсечкой, функциональная схема которой изо­бражена на рис. 6.2, произведем с учетом следующих допущений:

• статическая характеристика преобразователя Еп = f(Uyn) ли­нейна;

• коэффициент передачи датчика тока кдт постоянен во всем диапазоне изменения тока двигателя;

• диод VD - идеальный вентиль, у которого прямое сопротивле­ние равно нулю, а обратное сопротивление - бесконечности.

Составим систему уравнений, которые описывают элементы и свя­зи системы электропривода в установившемся режиме работы для двух участков электромеханической характеристики.

Анализ выражений (6.5) и (6.8) показывает, что при действии токо­вой отсечки крутизна электромеханической характеристики возрастает, и её можно регулировать изменением коэффициента кт. На рис. 6.5 по­казаны электромеханические характеристики системы для различных кт, причем, ктз > кт2 > кт. Изменение IIоп приводит к пропорциональ­ному изменению фиктивной угловой скорости идеального холостого хо­да Юоф =^п 'кдв(из +£/оп) и, следовательно, к параллельному смеще­нию характеристик. Например, характеристика при кт и Uon2 > £/оп1 показана на рис. 6.5. штриховой линией.

Ю0ф у

Изменение IJ3 также приводит к пропорциональному изменению угловых скоростей идеального холостого хода <ю0 и ос>оф • Коэффициен­ты при аргументе в выражениях (6.5) и (6.8) остаются постоянными, а электромеханические характеристики параллельно смещаются, как по­казано на рис. 6.6, причем U32 > U32 > U3.

Структурная схема системы автоматического регулирования (см. рис. 6.2) при действии отрицательной обратной связи по току может быть представлена в виде, приведенном на рис. 6.7. В цепь отрицатель­ной обратной связи по току введен нелинейный элемент (НЭ) с коэффи­циентом передачи, равным единице, и зоной нечувствительности, опре­деляемой опорным

Опорное напряжение Uon можно рассматривать как некоторое эк­вивалентное задающее воздействие при действии отрицательной обрат­ной связи по току и перенести его на вход системы. Тогда структурная схема системы будет соответствовать рис. 6.8.

Для окончательного расчета параметров контура токовой отсечки найдем Uon. Значение опорного напряжения можно определить из вы­ражения (6.7). При / = / узел токоограничения вступает в действие,

Функциональная схема электропривода приведена на рис. 6.9.

Значение необходимого коэффициента усиления &треб контура ре­гулирования тока найдем по выражению (6.13)

В качестве первичного датчика тока используем два трансформато­ра тока типа 6ТА с номинальным первичным током 15 А. При R = R2 = 0,6 Ом трансформатор тока обеспечивает погрешность не бо­лее 0,5 %, а его коэффициент передачи кдт = 0,2 Ом. Как показано на

функциональной схеме рис. 6.9, в две фазы вторичной обмотки силово­го трансформатора TV включены трансформаторы тока ТА1 и ТА2, та­ким образом, что их общий коэффициент передачи при преобразовании

тока якоря двигателя равен л/З - кдт. Диодный мост VDI...VD4 выпрям­ляет переменное напряжение вторичной обмотки датчиков тока, а емко­стный фильтр С1 служит для подавления переменной составляющей в выпрямленном напряжении. Тогда структурную схему датчика тока можно представить в виде, изображенном на рис. 5.10, где приняты сле­дующие обозначения: кпот - коэффициент передачи потенциометра R3; k^ - коэффициент передачи фильтра.

Рассчитанные по уравнениям (6.17) и (6.18) электромеханические характеристики системы электропривода ТП-Д с токовой отсечкой для трех значений задающего напряжения? Узтах=10В UЗі = 5 В приведены на рис. 6.11.

Результаты моделирования переходных процессов пуска двигателя при максимальном задающем напряжении [/зтах=10В приведены на рис. 6.13 в виде кривых со = f(t) и М = f(t).

Динамическая механическая характеристика, построенная по ре­зультатам моделирования переходных процессов, приведена на рис. 6.14, кривая 2. Там же показана статическая механическая характе­ристика (ломанная 1), построенная по результатам расчетов, сведенных в табл. 6.1.

Получено хорошее совпадение динамических и статиче­ских механических характеристик, однако, как показали результаты ис­следований динамический момент, а следовательно, и ток якоря двига­теля превышают в переходных режимах допустимые значения по усло­виям коммутации. Возможен выход из строя двигателя из-за порчи кол­лектора.